Faktorer som påverkar resistensutveckling i insektspopulationer

Inom en art finns det genetisk variation. Det betyder att det inom en insektspopulation kan finnas individer som är resistenta mot ett visst biologiskt eller kemiskt bekämpningsmedel. Om ett visst bekämpningsmedel används ensidigt kommer andelen insekter som tål bekämpningsmedlet att öka för varje generation och de som är känsliga kommer att minska. Detta kan så småningom leda till att bekämpningsmedlet ifråga kan bli mer eller mindre verkningslöst.

När de insektsresistenta Bt-grödorna började odlas var en av frågorna hur snabbt de insekter man avsåg att bekämpa skulle utveckla resistens mot de proteiner (cry) som grödorna producerar. Att de förr eller senare skulle göra det är vad man kan förvänta sig. Nu, 16 år senare och med 400 miljoner hektar Bt-grödor odlade har forskarna en bättre vetenskaplig förståelse för hur snabbt insekterna utvecklar resistens och vilka faktorer som spelar in.

Experter på området har sammanställt 77 studier genomförda i åtta länder på fem kontinenter. De hittade fem väldokumenterade fall av resistensutveckling som lett till att Bt-grödornas effektivitet som skadedjursbekämpare reducerats, ett i Indien, ett i Sydafrika och tre i USA. Analyserna visade att i sämsta fall har resistensen bara hållit i två till tre år, i bästa fall har Bt-grödorna varit effektiva skadedjursbekämpare i över 15 år. Både det bästa och det sämsta utfallet stämmer, enligt forskarna, väl överens med vad man förutspått. De faktorer som gynnar en varaktig effekt av Bt-grödorna är i linje med vad man kan förvänta sig utifrån evolutionsteorin, det vill säga de teoretiska förutsägelserna stämmer väl överens med vad som hänt i praktiken.

De strategier som utvecklats för att fördröja att insekter utvecklar resistens mot Bt-grödorna är enligt forskarna en aldrig tidigare skådad förebyggande insats. Detta menar forskarna visar på hur värdefulla Bt-grödorna anses vara och att resistensutvecklingen tas på allvar. En av de huvudsakliga strategierna för att fördröja resistensutveckling är att i närheten av odlingarna plantera så kallade refuger av plantor som inte är insektsresistenta. På så vis bevaras en population av känsliga insekter. Logiken bakom detta är att de få insekter som initialt är resistenta med största sannolikhet kommer att para sig med de känsliga insekterna eftersom de är betydligt fler. Om resistensegenskapen är recessiv kommer avkomman att vara känslig mot toxinet och därmed saktas resistensutvecklingen i insektspopulationen ner. Att egenskapen är recessiv innebär att insekten måste ha två resistensanlag för att överleva.

Det kanske mest övertygande exemplet på att refugstrategin fungerar väl kan man enligt forskarna se om man jämför ett område i Indien med sydvästra USA. I detta område i Indien utvecklade den rosa bomullsmalen (Pectinophora gossypi) snabbt resistens mot Bt-grödorna, men inte i USA. Samma skadedjur, samma gröda, samma cry-protein, men väldigt olika resultat. Anledningen tros vara att i sydvästra USA har det amerikanska Naturvårdsverket (EPA), akademin, företag och Jordbruksdepartementet samarbetat med lantbrukare för att utveckla och genomföra effektiva strategier när det gäller refugplantering. I Indien finns liknande krav på refuger, men bristen på en samverkande infrastruktur gör att efterlevnaden är låg. Detta är dock det enda hittills väldokumenterade fallet av resistensutveckling i Indien, ett land som odlar Bt-bomull på stora arealer.

En annan strategi för att fördröja resistensutveckling är att odla Bt-grödor som producerar två cry-proteiner som båda är giftiga mot samma insektsarter, men har olika verkningsmekanismer. I de fem väldokumenterade fallen av resistensutveckling rörde det sig om Bt-grödor som innehöll en cry-gen som producerade låga halter av proteinet. Det har även visat sig att grödor med två cry-gener fungerar bäst om de inte odlas i närheten av grödor som bara innehåller en cry-gen. I USA planterades mellan åren 2004 och 2010 grödor med både en och två cry-gener. I Australien byttes de grödor som bara producerade ett cry-protein helt ut mot de som producerar två. Detta tros vara en av anledningarna till att man sett resistensutveckling i USA, men inte i Australien.

Marie Nyman

Källa: Tabashnik et al, Nature Biotechnology 31:510 (2013)

Protokoll

Från sammanträdet den 25 januari 2017.

Läs mer »