ГМО-комары против малярии и война с воробьями, которая привела к голоду. Как человечество борется с вредителями — и не всегда побеждает

Убить дракончика: как российские ученые и американский президент почти победили гвинейского червя

Ришта, или гвинейский червь, известен людям с древности: заражение им описывали еще шумеры и египтяне.

Попадая в организм человека с водой, личинки ришты внедряются в стенку желудка и перекочевывают в брюшную полость, где достигают половой зрелости, превращаясь во взрослых червей. Здесь паразиты и спариваются, после чего самцы умирают. Самки же мигрируют в кожу, где наводят уют, образуя пузыри-нарывы. Через год после заражения пузырь лопается, оставляя крупную, нестерпимо зудящую язву, из которой наружу торчит передний конец ришты. Стоит зараженному зайти в воду, чтобы приглушить боль, и тело червя лопается, высвобождая сформировавшихся внутри него личинок. Цикл начинается сначала.

Единственный способ избавиться от ришты, уже проникшей в организм, — медленно наматывать червя, достигающего в длину 80 см, на палочку, вытягивая из раны, — и не вздумайте порвать! В общем, паразит не самый страшный, но крайне неприятный.

В русский язык слово «ришта» (в переводе «нить») пришло из таджикского. Именно в Средней Азии, а точнее в Туркестане, присоединенном к Российской империи в 1869 году, русские впервые столкнулись с этим существом. Тогда же были сделаны первые серьезные шаги в сторону победы над «дракончиком из Медины» (именно так переводится латинское название червя, Dracunculus medinensis). И ключевую роль в этом сыграли ученый Алексей Павлович Федченко и продолживший его дело военврач Леонид Михайлович Исаев.

У любого паразита есть жизненный цикл — зачастую очень сложный. Помимо основного носителя, у червя может быть несколько промежуточных. Например, ленточные черви-эхинококки перекантовываются в копытных, которых позже съедают волки и собаки — окончательные хозяева. Печеночные сосальщики проводят «детство» в водных улитках, а уже потом попадают в организм коров и другого скота.

Стоит разгадать «биографию» вредителя — и полдела сделано. Этим и занялся Алексей Федченко, приехав в Самарканд. Запустив личинок ришты в аквариум, он стал искать ключик к жизненному циклу червя.

Первым открытием было то, что личинки не живут в свежей проточной воде — только в хорошо прогретой стоячей. Выяснилось это случайно: ученый разбавил протухшую на солнце воду аквариума ключевой, и молодь ришты мгновенно погибла. Рассмотрев под микроскопом воду из прудов, натуралист выявил и промежуточного хозяина паразитов. Ими оказались микроскопические, не видимые невооруженным глазом веслоногие рачки-циклопы, которых люди нечаянно глотали с водой. Эти рачки, кстати, переносят не только ришту, но и других паразитов — например, широких лентецов (Diphyllobothrium latum) или холерных вибрионов (Vibrio cholerae).

Донести до местных жителей открытие об опасности питья из прудов Федченко не смог: через три года, уже покинув Среднюю Азию, он погиб при восхождении на Монблан. А вот Леониду Исаеву, попавшему в среднеазиатскую Бухару уже в ранние советские времена, удалось развернуть пропаганду. Впрочем, первым его успехом стала борьба с малярией.

Исаев расклеивал по стенам домов плакаты с изображением комара и уговаривал местных засыпать рвы у городских стен. Места размножения насекомых были уничтожены, и малярии в Бухаре не стало.

Это позволило медику заручиться поддержкой местных властей и начать наступление на ришту. Пруды, заселенные рачками-переносчиками, осушали и заливали нефтью при содействии горожан. Правда, не удавалось учесть всех больных: местные не допускали Исаева на женскую половину домов. Здесь ему на помощь пришли студентки только что открытых медицинских техникумов: они смогли попасть к женщинам, и задача была решена. Оказалось, что на начало кампании риштой страдал каждый пятый.

Разработанные Исаевым меры принесли свои плоды: в 1930-х годах ришта исчезла из Средней Азии. Это была одна из первых побед человечества над вредителями.

А много лет спустя знамя борьбы с червем, родиной которого на самом деле является Африка, подхватил другой человек — бывший американский президент Джимми Картер. В 1980-х его благотворительная организация вплотную занялась риштозными очагами на Черном континенте. В то время в странах Африки регистрировали более 3,5 млн заражений ежегодно. Фонд Картера добавил в пруды пестициды, убивающие личинки ришты, и раздал местным жителям пластиковые трубочками с фильтром, который не пропускал рачков-циклопов — и кампания оказалась весьма успешной! В 2020 году во всей Африке было зафиксировано лишь 19 случаев заражения. «Дракончик из Медины» пал под натиском рыцарей в белых халатах.

Добежать до канадской границы: как жители Альберты дали бой серым крысам

Впрочем, ришта не единственный пример грамотного уничтожения нежелательного вида. Одним из самых распространенных вредителей является серая крыса (Rattus norvegicus). Из Монголии и северного Китая грызуны разъехались по всему миру в Средние века — и с тех пор неотступно следовали за людьми на самые дальние фронтиры цивилизации. Даже черные крысы (Rattus rattus) были вытеснены более крупными, агрессивными и холодостойкими собратьями практически отовсюду. А ведь они столовались рядом с людьми еще со времен Древнего Рима! Ничего хорошего такая замена людям не принесла. Крысы грызут вещи, пожирают запасы и разносят патогенные микроорганизмы вроде туляремии и мышиной лихорадки. Точа зубы о проводку, животные вызывают пожары: например, в Мумбаи (Индия) транспортные средства загораются чаще всего по этой причине.

Крысы размножаются до 7 раз в год, и в каждом помете может быть до 14 детенышей. Они быстро бегают, хорошо плавают, поедают всё, что можно переварить, и способны буквально проедать себе путь в наши дома. Казалось бы, их не может остановить ничто… кроме жителей канадской провинции Альберта.

В 1950 году было зафиксировано более 500 случаев попадания грызунов в контрольную зону. В 1970-х — всего 50 в год, в 1990-х — уже 10–20. В 2003 году число впервые упало до нуля.

Контрольную зону патрулируют и сейчас. Самые близкие к границе фермы — места, где появление крыс наиболее вероятно — проверяют на наличие вредителей дважды в год. Фермеры обязаны постоянно помещать в специально отведенные для этого места отравленную приманку с ядом варфарином. Если грызун все-таки появится на ферме и избежит проверяющих, скорее всего, он долго не проживет.

Помимо этого канадцы организовали горячую линию, на которую жители могут сообщать о встреченных крысах. Обычно это одинокие особи, приезжающие на транспорте из других регионов.

Впрочем, иногда сотрудникам службы контроля приходится попотеть. Так произошло с крысиной колонией на свалке города Медисин-Хат в 2012 году. Люди посетили помойку целых 6 раз, прежде чем им удалось обнаружить гнездо вредителей. Было уничтожено более 300 грызунов. Считается, что эти крысы приехали в Альберту в остатках сена, залежавшихся внутри привезенной на переработку сельскохозяйственной техники.

Случай Альберты — это грандиозный успех. Программа обходится всего в 372 тысяч долларов США в год — и, по подсчетам Исследовательского совета Альберты, ежегодно сохраняет 31 млн 600 тысяч долларов. Возможно, канадский опыт пригодится и другим регионам, особенно в наши дни, когда изменение климата позволяет многим вредителям заселять ранее недоступные регионы.

«Если близко воробей, мы готовим пушку»: как истребление птиц привело Китай к экологической катастрофе

К сожалению, войны с вредителями не всегда заканчиваются хорошо. Особенно катастрофическими результаты бывают, когда за дело берутся идейные, упорные, но малообразованные люди. Самым известным примером здесь, без сомнения, является китайская «кампания четырех вредителей».

В 1958 году Мао Цзэдун поручил гражданам истребить в Китае крыс, мух, комаров и воробьев. С первой троицей всё понятно, а вот птиц обвинили в поедании коммунистического зерна. Власть дала отмашку, и крестовый поход против нахлебников начался.

Однако для борьбы с комарами, мухами и крысами одного лишь упорства оказалось недостаточно. Полностью их уничтожить было практически невозможно, и народ переключился на несчастных воробьев. Люди разрушали гнезда, убивали птенцов и стреляли по взрослым птицам. Те, у кого не было доступа к оружию, нашли другой способ насолить воробьям. Они выходили на улицу с кухонной утварью в руках и непрерывно стучали сковородками, кастрюлями и половниками, пугая пернатых. Обессиленные птицы, не имея возможности отдохнуть, замертво падали на землю.

В окончательном решении воробьиного вопроса участвовали все — от школьников до чиновников и солдат. Школы, предприятия и госучреждения соревновались в том, кто перебьет больше птиц. К первой декаде 1958-го было истреблено почти 2 млрд воробьев. В некоторых районах под горячую руку попадали вообще все мелкие птицы, и вскоре вид был уничтожен подчистую.

В первый год урожаи риса действительно увеличились, и чиновники радостно отчитались вышестоящим инстанциям об успехе кампании. Китайцы не учли одного: воробьи, прилетая на поля, поедали не только зерно, но и насекомых, тем самым контролируя популяции куда более опасных для сельского хозяйства вредителей. Другие виды насекомоядных птиц, хуже приспособленные к агроландшафтам, не смогли занять место воробьев, так что, когда те исчезли, жуки и гусеницы принялись бесконтрольно размножаться.

Основной удар по посевам нанесла расплодившаяся саранча. Тучи насекомых обрушились на поля, устроив нечто вроде демоверсии казней египетских. Даже пестициды были практически бессильны против полчищ вредителей — так много их было.

Считается, что экологический дисбаланс стал одной из причин Великого китайского голода в 1959–1961 годах, в ходе которого, по разным оценкам, погибло от 15 до 45 млн человек.

Осознав ошибку, руководство Китая закупило 250 тысяч воробьев в СССР и выпустило их на волю. Это сработало: через некоторая время популяция восстановилась, и нашествие насекомых было остановлено. Человечество получило важный урок — остается надеяться, что он не будет забыт со временем.

Комар носа не подточит: нобелевский инсектицид и генная инженерия против крылатых кровососов

Самые опасные животные в мире — это не акулы и медведи, а комары. Перенося болезни вроде лихорадки Западного Нила или печально известной малярии, они убивают не менее 725 тысяч человек каждый год. Конечно, в такую впечатляющую статистику входят и вирусы, использующие гнус в качестве транспорта.

Самое известное из переносимых москитами заболеваний — малярия, широко распространенная в тропиках и субтропиках. Люди заражаются ею от малярийных комаров-анофелесов.

В народе малярийными комарами почему-то называют безобидных долгоножек, хотя настоящий анофелес внешне почти неотличим от безобидных комаров.

Заболевание вызывают несколько видов одноклеточных организмов рода плазмодий.

Когда зараженный комар кусает человека, в кровоток последнего попадает подвижная жизненная стадия плазмодия — так называемый спорозоит. По сосудам спорозоит приплывает в печень, где внедряется в ее клетки и производит тысячи наследников — мерозоитов. Мерозоиты внедряются в красные кровяные тельца — эритроциты, где тоже начинают размножаться. Через некоторое время клетки крови, ставшие общежитиями для патогенов, лопаются, и цикл повторяется.

Одновременно с этим часть мерозоитов развивается в незрелые гаметоциты — предшественники мужских и женских половых клеток. Когда другой комар кусает человека, гаметоциты попадают в комариный желудок. Там они созревают и образуют подвижную клетку-оокинету, из которой позже вырастает новый спорозоит, готовый заражать носителя.

Из-за сложности этого цикла болезнь трудно вылечить: даже после курса препаратов часть особей может сохраняться в организме, вызывая рецидивы в скором времени после выздоровления.

Может быть интересно

Малярия, туберкулез, грипп: откуда берутся смертельные вирусы

Проблемы лечения малярии и контроля ее природных резервуаров была актуальна для человечества всегда. Методы применялись самые разные — от простых москитных сеток, не допускающих гнус в людские жилища, до засыпания малярийных болот и запуска в водоемы рыбок гамбузий, поедающих личинок комаров. Последний способ оказался довольно эффективен: в 1930-х годах с помощью гамбузий истребили анофелесов в Средней Азии и на Кавказе.

Но всего этого было недостаточно, и в 1942 году компания Geigy запатентовала новый инсектицид, синтезированный химиком Паулем Мюллером в 1939 году. Вещество получило название 4,4-дихлордифенилтрихлорэтан — сокращенно ДДТ.

Поначалу казалось, что открытие ДДТ сулит ошеломительный успех. Его использовали везде — от сельхозугодий до домохозяйств, а в 1948 году Мюллер получил за свое открытие Нобелевскую премию.

В 1955-м ВОЗ развернула программу по уничтожению малярии с помощью чудо-вещества. Сперва результаты действительно были потрясающими: в 1965 году в Индии от болезни не умерло ни одного человека, тогда как в 1948-м от нее там же погибло 3 млн людей. Малярия практически полностью исчезла из средиземноморских стран вроде Греции и Италии. В 1962 году в мире по прямому назначению было использовано 80 тысяч тонн ДДТ. Однако человечество ожидало несколько неприятных сюрпризов.

В 1962 году в США вышла книга биолога Рейчел Карсон «Безмолвная весна», посвященная синтетическим пестицидам, в частности ДДТ. В ней Карсон писала об опасности накопления неразлагающихся пестицидов в живых существах (в том числе в людях) и их влияния на работу организма. Она предполагала, что бесконтрольное использование химикатов может привести к развитию устойчивости среди вредителей, и призывала к разумному использованию этих веществ. Несмотря на многочисленные критические отзывы, книга стала бестселлером, и оказалось, что опасения ученой были далеко не беспочвенны.

Во-первых, естественный отбор действительно сработал. Часть вредителей, пусть и мизерная, всё же выживала после химических атак, передавая свои гены потомству. Вскоре благодаря стремительным темпам размножения и быстрой смене поколений, характерной для большинства насекомых, исчезнувшие популяции возродились, словно феникс из пепла. И на этот раз хваленый инсектицид не работал. Некогда смертельное оружие теперь стало стрелять холостыми.

В 1965 году — всего через три года после выхода «Безмолвной весны» — армия США перестала закупать ДДТ для борьбы со вшами у солдат.

Во-вторых, оказалось, что ДДТ действительно почти не разлагается. Период его полураспада в почве в зависимости от условий — от 22 дней до 30 лет. Инсектицид нашли даже в Арктике, где его никогда не применяли напрямую. Проведенные в 2018 году исследования показали, что, несмотря на многолетний запрет на использование ДДТ, вещество всё еще сохраняется в европейских почвах и реках.

Более того, благодаря своей способности к растворению в жирах ДДТ накапливался в организмах животных, в том числе человека. Сильнее всего от химиката пострадали птицы, особенно хищные, например сокол-сапсан и рыбоядный орел скопа. Пестициды попадали в организмы птиц с пищей, в результате яйца, которые откладывали самки, имели тонкую и хрупкую скорлупу. Когда птицы начинали их высиживать, они попросту давили своих будущих детенышей. Многие виды, включая сапсана, оказались на грани исчезновения, и смогли восстановить численность лишь после запрета на использование химикатов.

ДДТ вызывал нарушения и у людей — в частности, преждевременные роды и сбои в работе гормональной системы. Вскоре его перестали использовать практически по всему миру.