Mandelinka bramborová, kterou známe i pod názvem americký brouk, si dokázala vytvořit odolnost vůči více než 50 různým druhům insekticidů, díky čemuž se stala „superškůdcem“, který ničí brambory po celém světě. Co stojí za touto její schopností rychlého vypořádání se s novými pesticidy? Na tuto otázku se snaží najít odpověď vědci, například ve Wisconsinu či Vermontu.
Moderní éra pesticidů začala někdy v 60. letech 19. století, kdy farmáři ze Středozápadě Spojených států začali likvidovat tyto brouky tak, že je nastříkali barvou zvanou pařížská nebo také svinibrodská zeleň, která obsahovala acetoarzenitan měďnatý a používala se hojně jako insekticid. Mandelinka bramborová (Leptinotarsa decemlineata) tento jed brzy překonala, stejně jako jeho směs s hydrogenarzeničnanem olovnatým, DDT, dieldrin a více než padesát dalších pesticidů. I když to na počátku použití každé nové chemikálie vypadalo nadějně a došlo k úhynu mnoha brouků, žádný z nich nevydržel fungovat dlouho. Mandelinka si obvykle během několika let vytvoří rezistenci a dál si nerušeně prokousává cestu bramborovými porosty na farmách a zahradách na celém světě.
Vědci z University of Wisconsin-Madison (UW-M) zjistili, že mandelinky dosáhly tohoto úspěchu z velké části tím, že se obrátily k takřka bezednému zásobníku diverzity ve svém genomu. Tyto rozsáhlé genetické zdroje jí pomáhají, aby se různým populacím, a to nejenom v USA, dařilo rychle získávat odolnost vůči téměř všemu, co na ni lidé zatím vymysleli. Ba co víc, bohatá genetická rozmanitost tohoto škůdce a zásoba jejích genů rezistence pravděpodobně znesnadní kontrolu i do budoucnosti, bez ohledu na to, jaké nové a účinnější (či jedovatější) insekticidy výzkumníci vytvoří. Avšak pochopení genomických zdrojů škůdce by mohlo vědcům pomoci navrhnout takové systémy kontroly, které by jej přece jenom mohly udržet ve snesitelném množství efektivněji.
Podle Seana Schoville, profesora entomologie na UW-M, který vedl analýzu, byl tento brouk jedním z prvních v moderní éře, na něhož byly použity chemické látky a který byl velmi úspěšný ve vývoji své obrany vůči těmto útokům. Je důležité zjistit, jaké mechanismy tento hmyz používá, protože tento případ nemusí být ani zdaleka jediným, kdy se bude třeba vypořádat s tak urputnou odolností.
K tomu je třeba mít co nejvíce informací o genetické výbavě. Schovilleův tým poprvé sekvenoval genom mandelinky bramborové již v roce 2018. Od té doby vědci zkoumali její genom, aby pochopili, co pomáhá mandelince překonat účinnost nových insekticidů tak rychle. Za tím účelem sekvenovali genomy několika desítek brouků z celých USA. Regionální populace se lišily původem a odolností vůči různým insekticidům, což by mohlo poskytnout vodítko k evoluční historii tohoto škůdce.
Vědci zjistili, že odlišné regionální skupiny se vyvinuly tak rychle, protože již jejich rodičovské populace měly genetické zdroje nezbytné k překonání účinku insekticidů. Změny genů jsou známé svým podílem na odolnosti hmyzu. Zajímavé ale podle vědců bylo, že různé populace měnily různé části genů nebo odlišné geny stejnou cestou. Takto podobná, ale ne totožná, cesta k rezistenci napříč různými populacemi se označuje jako opakovaná či konvergentní evoluce.
Nicméně tato rychlá evoluce, která je založená na široké škále existující genetické diverzity, je poněkud v rozporu se starším a podstatně pomalejším modelem, který předpokládal, že v populaci, která se přizpůsobuje odlišným podmínkám, se objevují vzácné mutace. I když se nové mutace objevují a mohou přispívat k rezistenci na insekticidy, tak rychlou reakci mandelinky bramborové na nové chemikálie v různých částech země lze vysvětlit pouze její stávající genetickou rozmanitostí.
Tato zjištění nejsou pro farmáře a vědce, kteří doufají, že se jim jednoho dne podaří zvrátit tento stav ve svůj prospěch, zrovna vítanou zprávou. Jak uvedl Schoville, jeví se jako velmi nepravděpodobné, že by nějaký, byť zbrusu nový, insekticid mohl udržet tohoto škůdce dlouho pod kontrolou. Ale díky znalostem o tom, jak mandelinka dokázala obcházet dosavadní snahy o likvidaci, by budoucí výzkum mohl vést k vytvoření kreativních strategií, jak s tímto nepřítelem aspoň držet krok. Sofistikovanější modely mohou pomoci zjistit, jak různé techniky kontroly ovlivňují evoluci brouka. To by mohlo přispět ke změnám přístupu a ke zpomalení jeho šíření a zvyšování odolnosti.
