Deze kever was een van de eersten die werd aangevallen met chemicaliën, en het is zeer succesvol geweest om voorbij die aanvallen te evolueren

De Colorado-aardappelkever heeft resistentie ontwikkeld tegen meer dan 50 verschillende soorten insecticiden, waardoor het insect een "superplaag" is die aardappelen over de hele wereld verwoest.

Uit nieuw onderzoek blijkt dat de kever deze prestatie grotendeels heeft bereikt door zich te wenden tot een diepe poel van diversiteit in zijn genoom, waardoor verschillende populaties in de VS snel weerstand konden ontwikkelen tegen bijna alles wat mensen erop hebben gegooid. De rijkdom aan diversiteit van de plaag en het arsenaal aan bestaande resistentiegenen zullen het in de toekomst waarschijnlijk moeilijk te beheersen maken, ongeacht welke nieuwe insecticiden onderzoekers ontwikkelen. Maar het nieuwe begrip van de genomische bronnen van de plaag kan wetenschappers helpen bij het ontwerpen van beheersystemen die de plaag onder controle houden.

"Deze kever was een van de eersten die werd aangevallen met chemicaliën in de moderne tijd, en het is zeer succesvol geweest in het voorbijgaan aan die aanvallen", zegt Sean Schoville, een professor in entomologie van de Universiteit van Wisconsin-Madison die de nieuwe analyse leidde. “Voor andere insecten die we hopen te bestrijden, zijn er lessen te trekken uit het bestuderen van deze plaag. Welke mechanismen gebruikt dit insect om voorbij deze insecticiden te komen?”

Samen met zijn medewerkers bij UW-Madison en andere instellingen, Schoville publiceerde zijn bevindingen 19 januari in het tijdschrift Moleculaire biologie en Evolution.

Het team van Schoville eerst het genoom van de coloradokever gesequenced in 2018. Sindsdien hebben ze het genoom onderzocht om te begrijpen hoe het insect nieuwe insecticiden zo snel kan overwinnen als het doet. Om dit te doen, hebben ze enkele tientallen kevers uit de hele VS gesequenced. Deze regionale populaties variëren in tegen welke pesticiden ze resistent zijn en waar ze vandaan komen, wat aanwijzingen kan geven over de evolutionaire geschiedenis van de plaag.

De wetenschappers ontdekten dat deze verschillende regionale groepen zo snel evolueerden omdat hun ouderpopulaties al over de genetische hulpbronnen beschikten die nodig zijn om insecticiden te overwinnen.

"Het is bekend dat de genen die evolueren betrokken zijn bij insectenresistentie", zegt Schoville. "Maar wat interessant is, is dat verschillende populaties verschillende delen van genen of verschillende genen in dezelfde route veranderen." Deze vergelijkbare, maar niet identieke, weg naar resistentie in verschillende populaties staat bekend als herhaalde evolutie.

Deze snelle evolutie gebaseerd op een schat aan bestaande genetische diversiteit staat op gespannen voet met een ouder evolutiemodel dat veronderstelde dat zeldzame mutaties langzaam moeten ontstaan ​​in een populatie. Terwijl nieuwe mutaties zich ontwikkelen en kunnen bijdragen aan: insecticide resistentie, kan de snelle reactie van de aardappelkever op nieuwe chemicaliën in verschillende delen van het land alleen worden verklaard door de bestaande diversiteit.

De bevindingen zijn onwelkom nieuws voor boeren en wetenschappers die het tij willen keren bij de aanvallen van de coloradokever. Het lijkt onwaarschijnlijk, zegt Schoville, dat zelfs een gloednieuw insecticide de plaag lang in toom zou houden. Maar gewapend met de kennis van hoe de Coloradokever de aanvallen van de industrie tot nu toe heeft omzeild, zou toekomstig onderzoek kunnen helpen creatieve strategieën te ontwikkelen om gelijke tred te houden met deze aartsvijand.

"Meer geavanceerde modellen kunnen ons helpen te leren hoe verschillende managementtechnieken de evolutie van de kever beïnvloeden", zegt Schoville. "Dat zou ons in staat kunnen stellen om onze managementstijl te veranderen om het te vertragen."

Vaak zijn controlefouten met coloradokever te wijten aan andere factoren dan alleen resistentie tegen insecticiden alleen. Timing van sprays is cruciaal voor de controle. Overwinterende kevers worden gedurende een periode van enkele weken aangetrokken door velden; te vroeg sproeien van een insecticide kan slechts een deel van die kevers bestrijden. Wachten tot de larven bijna volgroeid zijn, vergroot echter ook de kans op falen van de bestrijding. Kleine larven zijn veel gemakkelijker te bestrijden met een insecticide dan grote. Het gebruik van de juiste hoeveelheid insecticide en het verkrijgen van volledige dekking van de planten is belangrijk.  

Dit artikel verschijnt in de uitgave van mei 2022 van: Aardappelteler.