Pesticidi su toksične supstance ili smeše supstanci namenjene za zaštitu ekonomski značajnih biljnih i životinjskih vrsta od štetočina (korovi, gljive, štetni insekti i glodari). Pesticidi su nastali usled potrebe za većom proizvodnjom hrane i smatra se da bi potpuna zabrana upotrebe pesticida smanjila prinos poljoprivrednih kultura u svetu za oko 30% na godišnjem nivou. Posledično, samo u EU se godišnje proda približno 200 hiljada tona ovih aktivnih supstanci, što predstavlja 1/4 ukupnog svetskog tržišta pesticida. Međutim, masovna upotreba pesticida ima štetan efekat na životnu sredinu i zdravlje ljudi. Otuda metoda biokontrole štetočina predstavlja alternativu upotrebi pesticida.
Štetni efekti pesticida
Tretmani ovim aktivnim supstancama su privremeni i zahtevaju ponovnu primenu što povećava njihovu količinu u prirodi i negativan efekat na živi svet. Dodatno, pesticidi su neselektivni po druge vrste insekata (autohtone ili ekonomski značajne vrste, npr. pčele).
Negativan uticaj pesticida na ljudsko zdravlje može se razmatrati iz dva ugla:
- radnika angažovanih u proizvodnji, transportu i primeni pesticida i
- krajnjih korisnika poljoprivrednih dobara tj. potrošača.
Kod poljoprivrednih radnika upotreba određenih pesticida povezana je sa većom učestalošću pojave Nehočkinovog limfoma, dijabetesa tipa 2, Parkinsonove bolesti, kao i respiratornih i reproduktivnih problema. Glavni izvor toksičnog efekta pesticida na zdravlje potrošača jesu ostaci ovih aktivnih supstanci u hrani. Epidemiološke studije koje su poredile grupe ispitanika čija se ishrana bazirala na proizvodima dobijenim iz organske (isključuje upotrebu pesticida) i konvencionalne proizvodnje ukazale su na negativnu korelaciju između upotrebe organske hrane i učestalosti neurobioloških oboljenja i alergija kod dece, reproduktivnih poremećaja, dijabetesa i visokog pritiska.
S obzirom na neophodnost upotrebe pesticida u poljoprivrednoj proizvodnji sa jedne strane i negativnih efekata koje pesticidi imaju po zdravlje ljudi i životnu sredinu sa druge, neophodan je razvoj metoda kontrole brojnosti štetočina koje će predstavljati efikasnu alternativu upotrebi pesticida.
Tehnike sterilnih insekata
Jedan od obećavajućih pravaca istraživanja metoda biokontrole štetnih insekata koje se mogu primeniti u organskoj proizvodnji jesu tehnike sterilnih insekata (TSI). TSI se zasnivaju na fizičkoj ili biološkoj sterilizaciji mužjaka štetnih vrsta i njihovom oslobađanju u prirodna staništa. Ova species-specifična metoda, neškodljiva za ljudsko zdravlje, zasniva se na sterilizaciji mužjaka određene vrste štetočina zračenjem i do sada je primenjena na štetočinama kao što su gubari, cece muve i komarci.
Međutim, da bi ova metoda bila efikasna neophodno je sukcesivno odgajiti veliki broj insekata, razdvojiti ih po polu, ozračiti isključivo mužjake i osloboditi ih u prirodnu populaciju. Oslobađanje oba pola drastično smanjuje efikasnost metode jer su ženke otpornije na radioaktivno zračenje. Da bi se navedena metoda primenila, neophodan je specijalizovan prostor, oprema i radna snaga. Imajući u vidu da se oslobađanje mora vrštiti više puta uzastopno u velikim količinama, ova metoda je finansijski i radno zahtevna. Dodatni nedostatak TSI je da zračenje mužjacima, pored reproduktivnog potencijala, može smanjiti i druge komponente osobina životne istorije (npr. dužinu života, pokretljivost) što rezultira smanjenjem kompetitivnosti sa mužjacima iz prirodnih populacija oko pristupa ženkama.
Mikrobiološku varijantu TSI biokontrole predstavlja primena endosimbiotske bakterije iz roda Wolbachia. Naime, ove bakterije su prisutne kod velikog broja insekata i pokazano je da, u zavisnosti od porekla bakterijskog soja, mogu dovesti do sterilnosti mužjaka. Tačnije, ukrštanjem inficiranih mužjaka sa neinficiranim ženkama, odnosno ženkama koje su inficirane drugim sojem volbahija, ne dolazi do razvoja potomstva u sledećoj generaciji. Međutim, iako je species-specifična kao i TSI, i ne zahteva upotrebu radioaktivnosti, ova metoda zahteva sukcesivno oslobađanje velike količine isključivo zaraženih mužjaka. Dodatno, nakon nekoliko generacija inficirani insekti mogu prestati da budu zaraženi volbahijom (stiču rezistentnost).
Tehnika trojanskih ženki
Nova metoda u biokontroli – Tehnika Trojanskih ženki (TTŽ), oslanja se na biološku karakteristiku ćelijskih organela, mitohondrija, da se nasleđuju isključivo preko majčinske linije. Usled ovog procesa selekcija ne „vidi“ i nije u mogućnosti da eliminiše mutacije u mitohondrijskom genomu (mtDNK) koje su štetne za mužjake, ako su one istovremeno neutralne ili korisne za ženke. Unošenjem „trojanskih“ ženki koje su nosioci mtDNK mutacija sa polno-specifičnim uticajem na reproduktivnu sposobnost (TTŽ mutacije) u populaciju vrste od interesa, očekuje se da će one i njihovi ženski potomci davati sinove koji su delimično ili potpuno sterilni. Ukrštanje sterilnih/substerilnih sinova sa ženkama iz prirodnih populacija će tokom generacija rezultirati smanjenjem brojnosti te populacije.
U poređenju sa prethodne dve metode, mitohondrijska TTŽ metoda je specifična za vrstu od interesa, transgeneracijska (samoodržavajuća, ne zahteva ponovno oslobađanje TTŽ insekata u prirodu) i praktična (u prirodu se puštaju oba pola što olakšava proceduru gajenja). TTŽ mutacije do sada su identifikovane kod vinskih mušica i pasuljevog žiška. Najveći nedostatak daljeg razvoja TTŽ metode je taj što su prirodne mtDNK mutacije sa polno-specifičnim efektima retke u prirodi, teško ih je „pronaći“ i za njihov „lov“ je neophodan skrining mtDNK velikog broja jedinki sa puno različitih lokacija.
Sakupljanjem uzoraka i sprovođenjem analiza genetičke varijabilnosti mtDNK velikog broja prirodnih populacija pasuljevog žiška sa različitih lokacija u Srbiji unaprediće se ne samo studije biodiverziteta već i razviti nove metode biokontrole kao alternative upotrebi pesticida.
Komentar