Insekter

Sammanfattning

Insekter är avgörande för att många ekosystem ska fungera, men en del arter kan också ställa till problem genom att skada grödor eller sprida sjukdomar. En metod för att kontrollera sådana insektspopulationer är att med genetisk modifiering störa insekternas reproduktion så att populationen minskar. Genteknik används också i stor utsträckning inom forskning. Genetiskt modifierade bananflugor har bland annat lärt oss om hur gener fungerar och ärvs.

Bananflugor har lärt oss mycket om genetik

Bananfluga (Drosophila melanogaster) är en av de mest studerade arterna när det kommer till just genetik. Arten har länge används inom bland annat genetisk forskning och har bidragit stort till den grundläggande genetik vi känner till idag.

Till exempel har forskare genom att forska på bananflugor kunnat fastställa:

• hur gener ärvs
• att gener sitter på kromosomer
• hur mutationer uppstår
• hur gener styr organbildning
• hur biologiska klockor fungerar
• mekanismer bakom hur sjukdomar uppstår
• hur embryon utvecklas

Insekter som skadar odlingar

Sedan 1950-talet har man försökt begränsa populationer av insekter som är skadegörare inom jordbruket. En tidig metod var att sterilisera hanar med hjälp av strålning och sedan släppa ut dem i naturen. När de parar sig ger det inte i någon avkomma vilket gradvis kan minska populationens storlek.

Metoden har bland annat använts för att bekämpa skruvflugan (Cochliomyia hominivorax) i USA. En nackdel är att insekternas överlevnadsförmåga kan försämras av strålningen och de får svårare att konkurrera med sina artfränder i naturen.

Sterilitet kan också åstadkommas med hjälp av genteknik. Genom att göra genetiska förändringar hos insekterna kan forskare påverka reproduktionen på olika sätt, till exempel hindra utvecklingen av livskraftig avkomma eller minska antalet fertila individer i en population.

Fluga som förstör fruktodlingar

Flugarten Ceratitis capitata är en skadegörare som angriper mer än 250 växtarter bland annat citrusfrukter, melon och persika. Flugan härstammar från Afrika söder om Sahara men har spridit sig till många andra delar av världen, bland annat Australien, Latinamerika och Medelhavsområdet.

Honorna lägger sina ägg i frukter där larverna utvecklas genom att äta fruktköttet. De gångar som larverna skapar gör frukten mottaglig för angrepp av bakterier och svampar.

För att kontrollera flugpopulationerna har forskare tagit fram genetisk modifierade hanar vars avkomma endast överlever om den är en hane. De modifierade flugorna har ännu inte släppts ut i sin naturliga miljö, men försök har utförts under kontrollerade förhållanden i bland annat Storbritannien, Grekland, Brasilien, Marocko och Australien.

Kålmal orsakar miljardförluster varje år

Kålmalens (Plutella xylostella) larver är skadegörare på kålväxter som raps, vitkål och broccoli. Larverna kan orsaka omfattande skador på odlingar och de ekonomiska förlusterna uppskattas till 4–5 miljarder amerikanska dollar varje år. Kålmalen är svår att bekämpa eftersom den är resistent mot de flesta växtskyddsmedel, både kemiska och biologiska.

På liknande sätt som med borrflugan så har hanar av arten kålmal modifierats genetiskt på ett sätt så att de bara får hanar i sin avkomma. Det leder till att färre honor föds i populationen som kan lägga larver på kålväxter. De modifierade kålmalarna har ännu så länge bara testats i USA och i liten skala.

Kontrollera populationer av smittbärande myggor

Flera allvarliga sjukdomar sprids via myggor. Malaria orsakas av encelliga parasiter som tillhör släktet Plasmodium som sprids via honor av Anopheles-myggor. Denguefeber, zika, gula febern och chikungunyafeber orsakas av virus som sprids via myggor av släktet Aedes.

På flera håll i världen pågår forskning och utveckling där målet är att med hjälp av genteknik kontrollera populationerna av smittbärande myggor och på så sätt minska sjukdomsspridningen.

Godkända myggor i Brasilien för kommersiell användning

Det brittiskta bioteknikföretaget Oxitec har utvecklat genetiskt modifierade han-myggor av arten Aedes aegypti. Hanarna är fertila men deras avkomma ärver en genetisk förändring som gör att de inte överlever.

Det första fältförsöket genomfördes 2009 på Caymanöarna. Försöken visade att populationen av Aedes aegypti kunde minska med omkring 80 procent i de områden där de genetiskt modifierade myggorna släpptes ut. År 2014 godkände Brasilien att genetiskt modifierade myggor säljs direkt till konsument.

Sedan 2021 kan konsumenter i Brasilien beställa hem ägg som ger upphov till genetiskt modifierade han-myggor från företaget. När vatten tillförs utvecklas äggen, kläcks och myggorna ger sig ut i naturen. Syftet är att minska lokala populationer av Aedes aegypti och därmed begränsa spridningen av sjukdomar som denguefeber, zikavirus och chikungunya.

Fältförsök med modifierade myggor i Afrika

Det icke-vinstdrivande forskningskonsortiet Target Malaria har som mål att utveckla och sprida tekniker för att kontrollera malaria i Afrika söder om Sahara. Projektet bedrivs bland annat i Burkina Faso, Mali, Uganda och Ghana.

Inom projektet har han-myggor ur släktet Anopheles modifierats genetiskt så att de blir sterila. När de släpps ut och parar sig är tanken att populationen på sikt ska minska eftersom de inte får någon avkomma.

De modifierade myggorna har hittills testats småskaligt i sin naturliga miljö i Burkina Faso. År 2022 kom en rapport från försöket som visade att de sterila han-myggorna deltog i svärmningsaktiviteter, vilket är en viktig förutsättning för att de ska para sig med honorna.

Ett mindre positivt resultat var att de genetiskt modifierade han-myggorna verkade vara sämre på att överleva jämför med de icke-modifierade hanarna. Det första fältförsöket är ett viktigt steg för forskarna så att de kan förstå hur myggorna fungerar utanför laboratoriet.

Referenser

• Asadi R. et al., (2020) Preventative releases of self-limiting Ceratitis capitata provide pest suppression and protect fruit quality in outdoor netted cages. A International Journal of Pest Management, 66(2), 182–193. (Vetenskaplig artikel på tandfonline.com)

• Oxitec. Our technology (oxitec.com).

• Target Malaria. Science (targetmalaria.com)

• Shelton A.M. (2020) First Field Release of a Genetically Engineered, Self-Limiting Agricultural Pest Insect: Evaluating Its Potential for Future Crop Protection. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Vol. 7. (Vetenskaplig artikel på frontiersin.com)

• Target Malaria (10 Februari 2022). Scientists share the results from the first ever release of non gene drive genetically modified mosquitoes in Africa. (Pressmeddelande från Target Malaria).