EVOLUCIONA KLETVA
Dva mlada biologa, Uroš Savković i Mirko Đorđević, čija ćete imena – uvereni smo – imati prilike sve češće da čujete u javnosti, razvijaju jedno, na mnogo načina uzbudljivo istraživanje u Laboratoriji za evolucionu biologiju Instituta za biološka istraživanja „Siniša Stanković“.
Ovu laboratoriju zasnovao je ugledni evolucioni biolog Nikola Tucić (1946–2015), koji je rodonačelnik modernog izučavanja evolucije u Srbiji. Pre više od 30 godina u istoj ovoj laboratoriji Tucić je započeo eksperiment u oblasti takozvane kvantitativne genetike, na insektu koji se zove pasuljev žižak (Acanthoscelides obtectus). Žižak se majušni insekt koji se uglavnom može videti u skladištima pasulja, inače najrasprostranjenije mahunarke na planeti koja se u Srbiji gaji na više od 20.000 hektara zemlje.
U ovoj laboratoriji žižak živi već decenijama što je Tuciću i istraživačima koji su njegov eksperiment nastavili, omogućilo da prate razvoj ovog insekta i odgovore na brojna pitanja o preživljavanju i reproduktivnoj sposobnosti laboratorijskih populacija.
Nakupljeno znanje o promenama genetičkog materijala na žišku omogućilo je Urošu Savkoviću i Mirku Đorđeviću da se, među drugim istraživanjima, pozabave i globalnim problemom koji je vezan za štetne insekte.
Naime, u borbi protiv insekata koji čine veliku štetu poljoprivredi ili prenose bolesti kao što su zika virus, malarija, tropska i žuta groznica, samo u Evropskoj uniji godišnje se proda blizu 200 hiljada tona insekticida, što je četvrtina ukupnog svetskog tržišta ovih aktivnih supstanci. Oni su – bar za sada – najdelotvornije srestvo. I mada su bili najveći faktor rasta poljoprivrede u 20. veku, na planeti koja hrani 7,5 milijardi ljudi, insekticidi su postali nepraktični, ali delimično i štetni. Insekticidi „ne biraju“ mnogo svoje žrtve pa njihovom upotrebom uništavamo biodiverzitet i nanosimo štetu ljudskom zdravlju zbog čega je postalo nužno da se pronađe neko sasvim drugačije rešenje za borbu protiv štetnih insekata.
Đorđević i Savković sada razvijaju tehniku biokontrole koja je neškodljiva za životnu sredinu i ljudsko zdravlje, a istovremeno deluje dugoročno i specifično na vrstu od interesa.
Njihov projekat se koncentriše na evoluciju mitohondrija u ćelijama žiška. To su inače organele koje vrše sintezu ćelijske energije. Mitohondrije, takođe, poseduju sopstveni genom i nasleđuju se isključivo preko majke. Majka žižak može da ima (sadrži) nekakvu genetičku mutaciju koja ima štetan efekat na mužjake, ali sasvim neutralan za ženke. Takve primere videli smo i kod ljudi kada na primer samo muško potomstvo ima nekakvu genetičku anomaliju dok se kod žena u istoj porodici ona ne iskazuje. Ovakav evolucioni proces je inače u nauci poznat kao „materinska kletva“.
Ako bi u prirodu pustili takve „trojanske“ ženke žiška koje imaju mutaciju na mitohondrijskoj DNK čiji je jedini vidljiv efekat sterilno muško potomstvo, u sledećoj generaciji te ženke bi dobile „trojanske“ plodne (reproduktivno sposobne) ćerke i sterilne sinove. Ti sinovi bi ostali bez potomstva, dok bi ćerke svoju materinsku kletvu prenele na novu generaciju.
U praksi, ovo ne bi izazvalo „pomor“ pasuljevog žiška nego bi se njihov broj iz generacije u generaciju postepeno smanjivao. Slična tehnika do sada je eksperimentalno potvrđena samo na vinskim mušicama (koje nisu štetni insekti) i njihova populacija se godišnje smanjivala za oko 8 odsto, dok je posle 10 generacija preostalo tek 10 odsto populacije.
Primenom ove metode potreba za insekticidima se smanjuje, utiče se isključivo na štetnu vrstu od interesa, bezbolna je, ne ugrožava ljudsko zdravlje, a i potrebno je daleko manje čovekovog angažovanja i novca.
Ovaj eksperiment Uroša Savkovića i Mirka Đorđevića za sada „živi“ u maloj laboratoriji prepunoj tegli, pasulja i žiška. Kraj slika profesora Tucića i Čarlsa Darvina, svakog dana u dobrom raspoloženju, oni otvaraju tegle i broje žiške ne razmišljajući suviše kako bi njihov eksperiment mogao da nesagledivo promeni život na čitavoj planeti.
M.Đ.
—–
FOTO: Laboratorija za evolucionu biologiju, IBISS
*Tekst je nastao na osnovu eseja istog autora objavljenog u „Politici“ 15. decembra 2018.