Vides Vēstis
Viss atpūtai dabā
Dabas dati

Bioloģiski!
 

 
 

Izdrukāt

Par šo rakstu nav saņemta neviena atsauksme
Apskatīt atsauksmes · Pievienot atsauksmi

Kukaiņi + vīrusi = kukaiņvīrisslimības

Zigrīda Čudare, LU Bioloģijas institūts


Dabā kukaiņu saslimšanu izraisa vairākas entomopatogēno vīrusu grupas. Kukaiņu inficēšanās ar entomopatogēnajiem vīrusiem parasti notiek, ieēdot tos kopā ar barību. Vīrusi nonāk zarnu traktā un no turienes izplatās tālāk. Entomopatogēno vīrusu izraisītās slimības kukaiņu populācijās izplatās siltā laikā.Pirmo reizi kukaiņu vīrusi aprakstīti 1872.gadā. Nosacīti par sākumu vīrusu preparātu izmantošanai var minēt 1965. un1966.gadu, kad Dienvidkalifornijā firmas nodeva fermeriem izmēģināšanai eksperimentālos preparātus.


 

Mīts par kukaiņvīrusu šauro iedarbības spektru

Valda maldīgs priekšstats, ka dabā kukaiņu daudzumu regulējošie vīrusi inficē tikai vienu, retos gadījumos dažas kukaiņu sugas. Arī specializētajā literatūrā dominē publikācijas par vienu vīrusu grupu – bakulovīrusiem. Īstenībā ir vairākas kukaiņslimības izraisošas vīrusu dzimtas, kas rada aizdomas par to spēju inficēt pat dzīvniekus, un tādēļ tās ir iekļautas riska grupā.

Vienas no bīstamākajām un postošākajām epidēmijām cilvēces slimību vēsturē bija baku epidēmijas. Tās bija bieds līdz pat divdesmitajam gadsimtam, kad tika radīta vakcīna baku profilaksei. Taču diez vai Latvijā daudzi zina, ka ar līdzīgu slimību slimo arī kukaiņi. Tieši tāpēc šīs kukaiņslimības izraisītaji nosaukti par baku vīrusiem. Baku vīrusi (Entomopoxvirus) iedalīti tajā pašā vīrusu grupā, kur vīrusi, kas izraisa cilvēku saslimšanu ar bakām.

Baku vīrusi ir ķieģeļveidīgi vai olveidīgi. Lieli, labi redzami gaismas mikroskopā. To apvalks ir ar visai sarežģītu uzbūvi un bioķīmisko sastāvu. Satur daudzus fermentus. Apvalkiem raksturīgi izaugumi. Baku vīrusu DNS (dezoksiribonukleoskābe) ir ar augstu molekulāro svaru. Visplašāk ir izpētīts maijvaboļu kāpuru saslimšanu izraisošais baku vīruss.

Baku vīrusi inficē lācīšus, pūcītes, sprīžmešus, odus. Saslimušie kāpuri parasti ir gaišāki par veselajiem, to attīstība ievērojami aizkavējas. Vīrusslimības attīstība kukainī parasti ilgst vairāk nekā divus mēnešus (70-80 dienas).

«Varavīksnes» vīrusi (Iridoviridae) savu nosaukumu ieguvuši pēc slimības vizuālajām pazīmēm: slimošanas laikā kukaiņi iegūst īpatnēju, it kā zaigojošu nokrāsu. Slimo kukaiņu krāsa var mainīties no zilganas līdz pat oranžai. Varavīksnes zaigojums rodas, kukaiņos esošai vīrusu daļiņu masai laužot gaismas starus. «Varavīksnes» vīrusi parasti savairojas lielā daudzumā, piepildot slimā kukaiņa audus.

Pirmoreiz «varavīksnes» vīrusus konstatēja divspārņiem Anglijā. Vēlāk tie atrasti odiem (Aedes, Culex u.c.), pūcītēm, vabolēm u.t.t. «Varavīksnes» vīrusi izdalīti arī no dzīvniekiem – vardēm, zivīm, Āfrikā pat no cūkām. Šiem vīrusiem līdzīgi veidojumi atrasti dafnēs, jūras tārpos un austerēs.

«Varavīksnes» vīrusiem ir sfēriska forma, lielums 130–210 mikroni. Tie atrasti tauku šūnu citoplazmā, muskuļaudos un hipodermā. Vīrusu DNS molekulārais svars ir diezgan augsts (100x106–250x106). Vairumā gadījumu «varavīksnes» vīrusiem nav vīrusu apvalkam raksturīgo membrānu.

«Varavīksnes» vīrusus neizmanto augu aizsardzībā divu iemeslu dēļ. Pirmkārt, tāpēc, ka tiem nav aizsargājošā apvalka, līdz ar to tos viegli ietekmē ārējie nelabvēlīgie vides apstākļi. Otrkārt, un tas ir pats galvenais, līdzīgi vīrusi ir atrasti citiem bezmugurkaulniekiem. Līdz ar to pastāv reāls risks, ka vīrusos var notikt ģenētiskas izmaiņas, kas dotu vīrusiem īpašības inficēt dzīvniekus un pat cilvēkus.

Parvovīrusi (Parvoviridae). Nosaukums veidots no latīņu vārdiem parus – mazs un dentus – resns, kompakts. Tātad – mazi, sfēriski vīrusi. Vīrusu DNS molekulārais svars neliels (tikai 4x106–5x106). Inficēto kukaiņu šūnās vīrusi veido blīvu masu. Vīrusi savairojas kukaiņu kāpuros, nimfās, pieaugušajos kukaiņos. Šie vīrusi inficē divspārņus, taisnspārņus un plēvspārņus. Visplašāk izpētīts ir vasku kodes saslimšanas process.

Slimības gaita ir visai strauja. Vīrusos ir līdz 35% DNS, kas veicina vīrusu aktivitāti. Inficētie kukaiņi nobeidzas vīrusu infekcijai neraksturīgi īsā laikā: 3–5 dienās.

Reovīrusi (Reoviridae) būtiski atšķiras no iepriekšminētajiem, jo vīrusslimības izraisītājs nav vis DNS, bet RNS (ribonukleīnskābe). Tie ir vīrusi, kas veidojas kukaiņu šūnu citoplazmā kā poliedri. Kukaiņos bieži atrodami vīrusi. Līdzīgi vīrusi atrasti arī citiem dzīvniekiem, cilvēkiem un augiem. Interesanti, ka šie vīrusi atrasti arī ūdenī mītošajos dzīvniekos, proti, zivīs. Šie vīrusi inficē aptuveni 150 kukaiņu sugas, galvenokārt plēvspārņus.

Reovīrusi ir sfēriski, ar dažādas formas izaugumiem. Vīrusu daļiņas saplūst vienkopus, veidojot kopas. Tās aizsargā vīrusus nelabvēlīgos vides apstākļos. Otra šo vīrusu īpatnība ir tā, ka tie veidojas tikai slimā kukaiņa vidus zarnas epitēlija šūnās. Visbiežāk izraisa zīdvērpēju kāpuru saslimšanu.

Rabdovīrusi ir vēl mazāki par reovīrusiem. Satur RNS. Atrasti kā kukaiņos, tā citos bezmugurkaulniekos. Bieži izraisa paralīzi. Inficē arī drozofilas, dažas krabju sugas.

Augu aizsardzībā izmantojamie bakulovīrusi

Bakulovīrusi. Nosaukums cēlies no grieķu vārda baculum – nūjiņa. Vīrusu daļiņām ir nūjiņu vai granulu forma. Tie satur DNS (molekulārais svars 58x196–100x196). Nūjiņas (virioni) ieslēgtas olbaltuma veidojumos – poliedros.

Kodolu poliedrozes vīrusi reproducējas saslimušo kukaiņu tauku šūnu, hipodermas, traheju šūnu kodolos.

Granulozes vīrusu veidošanās mehānisms ir nedaudz atšķirīgs.

Vīrusu izpēte nav iedomājama bez elektronmikroskopisko metožu izmantošanas.

Ir zināmas vairāk nekā 600 kukaiņu sugas no dažādām kārtām un dzimtām, kas slimo ar bakulovīrusu izraisītām slimībām. Bakulovīrusi inficē ne tikai kukaiņus, bet arī augēdāju ērces.

Bakulovīrusu plašu izpēti veicināja ievērojamie ekonomiskie zaudējumi, ko radīja vīrusu izraisītās zīdtārpiņu epiziotijas (masveidīga saslimšana un nobeigšanās) Japānā. Rezultātā zīda ražotāji un arī visa valsts cieta ļoti lielus ekonomiskos zaudējumus.

Labvēlīgos apstākļos bakulovīrusi kukaiņu šūnās savairojas. Notiek strauja šūnu noārdīšanās. Līdz ar to kukaiņu ķermenī strauji pieaug turgors (spiediens). Kukaiņi, jo īpaši kāpuri, it kā piepūšas. Iekšējais spiediens pārplēš kukaiņa ķermeņa apvalku, un poliedrus saturošais šķidrums izplūst. Tā kā slimajiem kukaiņiem piemīt īpatnēja tendence virzīties pa augu uz augšu, tad iztecējušais vīrusus saturošais šķidrums notek pa augu stumbru, zariem un lapām. Tas nopil arī uz zemāk augošiem augiem un augsnes. Vīrusu noplūdi uz zemsedzi un iesūkšanos augsnē veicina lietus. Tas viss nodrošina gan kukaiņu inficēšanos, uzņemot barību kopā ar bakulovīrusiem, gan to nonākšanu un saglabāšanos biocenozēs. Kā liecina pētījumi par vīrusu vertikālo migrāciju, vīrusi augsnē saglabā savu patogenitāti. Tādēļ nav nejaušība, ka pat pēc dažiem gadiem labvēlīgos apstākļos var sākties kukaiņu saslimšana.

Citoplazmatiskās poliedrozes gadījumā, kā to liecina jau pats vīrusa nosaukums, poliedri atrodas šūnu citoplazmā.

Granulozes vīrusi ir ieslēgti granulās vai ovālās kapsulās. Tās veidojas tauku, traheju un epidermu šūnu kodolos. Granulas ieraugāmas tikai elektronmikroskopā.

Ar granulozi slimojošo kāpuru segaudi kļūst gaiši un pēc tam pakāpeniski sadalās. No slimajiem kāpuriem izdalās pienam līdzīga hemolimfa, kas pilna ar vīrusa granulām. Slimie kukaiņu kāpuri ar vēderkājām pieķeras pie auga un tāpat kā poliedrozes gadījumā karājas ar galvu uz leju. Inficētie kukaiņi it kā sažūst.

Ar granulozi visbiežāk slimo lapu koku balteņi, mūķenes, tinēji un vērpēji.

Bakulovīrusu noārdīšanos veicina ultravioletais starojums. Saules apspīdēti, tie zaudē dzīvotspēju. Bakulovīrusu iedarbības spektrs ir visai šaurs.

Infekcijas procesu būtiski ietekmē gaisa temperatūra. Latvijā plašas vīrusu epiziotijas nav bieži novērotas, jo gaisa temperatūra visbiežāk ir par zemu. Vēsās vasaras aizkavē vīrusu savairošanos un izplatīšanos kukaiņu populācijās. Vīrusu epiziotijas novērotas tikai atsevišķās vietās atsevišķos gados: mežos no 1971. līdz 1975.gadam novērota priežu rūsganās un bālās zāģlapsenes epiziotija, augļu dārzā 1970.gadā – ābeļu tīklkodes epiziotija.

Vīrusi dažkārt ir kukainī neaktīvā jeb latentā formā. Latentie vīrusi var pāriet kukaiņu populācijās no paaudzes paaudzē, tā arī neparādoties aktīvā formā kā slimība līdz laikam, kad rodas labvēlīgi apstākļi slimības attīstībai. Parasti slimības uzliesmojums, aktivizējoties lantentai formai, notiek, kukaiņiem nonākot ekstremālos apstākļos – augsta temperatūra, paaugstināts mitrums, ķīmikāliju iedarbība u.c.

Bakulovīrusi izraisa augu kaitēkļu saslimšanu tajās vietās, kur ir augsts kukaiņu blīvums.

Bakulovīrusi ir vienīgā kukaiņiem patogēno vīrusu grupa, ko var reāli izmantot bioinsekticīdu ražošanai, jo tiem analogi patogēni nav atrasti augos vai dzīvniekos.

Sasniegumi citu zinātņu nozarēs paver iespējas veikt daudz pilnīgāku vīrusu izpēti kā līdz šim, kā arī veikt to klonēšanu. Paveras reālas iespējas izmantot gēnus, lai noteiktu vīrusu izplatību vidē, kukaiņu populācijās, iedarbības spektra pārbaudēs, iegūt efektīvus bioinsekticīdus.

Mūsdienās, kad tik svarīga ir dabas daudzveidības un vides kvalitātes saglabāšana, visai noderīgas ir zināšanas par dabas resursiem, kas nodrošina augu aizsardzību dabā. Kukaiņvīrusi ir viens no šiem resursiem. •