Біологічний метод боротьби з кровосисними мошками за допомогою їх паразитів – мікроспоридій

А.В. Чумаков
Донецький нацiональний університет, Донецьк, Україна

Одна з найгостріших проблем сучасного світу — охорона навколишнього середовища – не може бути вирішена без розробки безпечних для біосфери методів та засобів боротьби з кровосисними комахами (зокрема мошками) за допомогою мікроорганізмів, що здатні обмежувати їх чисельність, тобто їх паразитів. Кровосисна мошка-нападник або просто викликає неприємні відчуття у людей та корисних для них тварин, чим знижує трудову активність людини та продуктивність тварин, або будучи потенційним переносником збудників небезпечних хвороб людей та тварин, безсумнівно, являє собою певну загрозу. Тому необхідне проведення заходів, спрямованих на зниження чисельності популяцій мошок. Однак застосування лише хімічних пестицидів призводить до тривалих та необоротних порушень природних екосистем через загибель корисних організмів. Особливо ж неприйнятними є наслідки обробки пестицидами водоймищ з прісною водою (де саме й відбувається личинковий розвиток мошок), резерви якої обмежені. Слід також пам’ятати, що тривале застосування хіміоінсектицидів часто сприяє підвищенню резистентності мошок до них. У зв’язку з цим великого значення набуває розробка нехімічних методів боротьби з комахами, а саме – методів, пов’язаних з використанням їх внутришньоклітинних паразитів — мікроспорідій. Перш за все – це заселення великою кількістю мікроспоридій місць мешкання мошок. Слід або зібрати в природі скільки треба мікроспоридій, або якимось чином штучно розмножити природні ізоляти цього збудника. Перший спосіб, звичайно, використовується значно ширше, бо він простіший (це вітчизняні та імпортні препарати класу мікроспорідинів), але особин паразита, зібраних у природі, явно замало. Технології ж штучного розмноження ксеном (клітин хазяїна з паразитами всередині) в культурі занадто дорогі, трудомісткі та ненадійні, а тому є нерентабельними. Поживні середовища та пристрої, які використовуються для культивації ксеном, дуже далекі до імітації внутришньорганізмового середовища (клітини, що культивуються, є інфекційно малозахищеними та дуже енергетично і пластично вибагливими, і вже внаслідок своєї певної спеціалізації мають дуже низьку (або нульову) інтенсивність поділу) і кращі з них невиправдано дорогі через свою складність. Якщо так складно задовольнити потреби клітин та підвищити їх мітотичну активність за допомогою поживного середовища, то, напевно, треба якимось чином змінити внутрішні властивості самих клітин (знизити привабливість клітини для іншої інфекції (уже не такої пильної уваги треба надавати стерильності), її енергетичну та пластичну вибагливість (для того щоб спростити середовище та умови культивації) та підвищіти (запустити) мітоз за рахунок внутрішніх механізмів клітини). Тоді б інфекційно непривабливі клітини мошки з мікроспоридіями всередині швидко збільшувались (це важливо, бо багато досліджень указують на те, що кількість особин паразита прямо залежить від об’єму займаємої ним клітини (а також кількості енергетичного і пластичного матеріалу)), поділялись (ділячи між дочірніми клітинами особин паразита) і знов зростали, клонувались на енергетично_пластично бідному середовищі. Слід надати ксеномам клітин ці три корисні властивості. Відомо, що ними володіють клітини пухлин.
Ці властивості треба якимось чином об’єднати, “злити” пухлинні клітини і клітини з паразитами. Тоді б ці хімери (клітинні гібриди) володіли властивостями обох батьківських клітин: здатність до швидкого і необмеженого росту та розмноження на енергетично (пластично) бідному середовищі, характерну для пухлинної клітини, та властивості протопласту клітини мошки, потрібні паразиту, плюс особини самого паразита. Об’єднати найкраще можна з застосуванням у якості “зливаючого” агента високовольтного короткотривалого електричного розряду. Між “зварювальними” електродами (стальні платівки) розташовується крапля зклеюючої рідини з клітинами, що підлягають “зварці”; на електроди подаються імпульси від джерела сталої напруги: батареї конденсаторів (1 – 30 тис. вольт), або деталь лазерного принтера – контратрон, що забезпечує сталу напругу в 4,5 тис. вольт – власно, важлива не напруга, напруженість поля між електродами, яка залежить від підведеної напруги та відстані між ними (E=U/L, де U – напруга, L – відстань), і повинна становити 0,5-50 тис. вольт на сантиметр; тривалість імпульсу повинна бути 1 – 1000 мікросекунд (для цього застосовують запобіжники): ток, замкнувши ланцюг на мікросекунди, перепалює запобіжник, і ланцюг знову розмикається; для варіювання опору ланцюга потрібен реостат (у випадку застосування батареї конденсаторів – для регулювання часу їх розрядки). Фізичний зміст “зварки” такий. Діелектрик (а мембрана клітини – це діелектрик) витримує напруженість електричного поля, де він знаходиться, лише до певної межі, а за її перебільшення він пробивається. У мембрані з’являються великі отвори, частина мембранного матеріалу безповоротно руйнується, але, якщо дві клітини стикаються, то краї їх отворів та цитоплазма через них можуть зливатись – тобто клітини об’єднуються, запускаються механізми синтезу й інші отвори ремонтуються. Звичайно, клітини можуть зливатись на лише попарно, а й ланцюжком і об’ємно. Можна обрати одновидовий чи міжвидовий гибрид (можлива часткова втрата генетичного апарату одного з партнерів по злиттю). Тобто можна використовувати пухлину тієї ж мошки, чи пухлину кісткового мозку лабораторної миші, так звану мієлому (налагоджена технологія). Це справа подальшої дослідної роботи. Теоретично, крім гібридів “ксенома – пухлина”, можливі також гібриди “внутриксеномний паразит – пухлина”. Нами було зібрано два “клітинноелектрозварювальних апарати”, проведено випробування на вузькому колі об’єктів і отримано результати, що надають надію на вдалість проекту, — (дзвоноподібні клітини найпростішого Vorticella з клітинами водорості Chlorella всередині, зливалися “багато дрібних – у декілька великих”, не втрачаючи здатності до поділу і рівномірно розподіляючи між дочірніми особінами водорості, які також не втрачали мітотичної активності). Злиття комплексів “клітини в клітині” і пухлинних клітин та іх вирощування ще не проводилось.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 111-113.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники