Добро пожаловать в очередную продолжающуюся серию статей о «Нашей современной чуме: лучше знать решение». Это родственная серия Better.
Фрэнсис Сторр
Добро пожаловать в очередную продолжающуюся серию статей о «Нашей современной чуме: лучше знать решение». Это родственная серия «Лучше узнай чуму», которую я представил на прошлой неделе. Посты «исправление» будут посвящены тому, как мы используем науку и технологии, чтобы предотвратить различные современные эпидемии. Иногда я выстраиваю посты так, чтобы они соответствовали конкретной чуме, о которой я уже писал. В других случаях это невозможно, потому что нет исправления.
Исправить - смешное слово. Исправить - значит привести что-то в порядок или сделать более стабильным или постоянным. Решение проблемы исправляет; он чинит или ремонтирует. Но вы также можете оказаться в затруднительном положении, что сродни затруднительному положению, трудному положению, горячей воде или любому другому подобному клише.
Наш первый пример - ДДТ, более формальное название - дихлор-дифенил-трихлорэтан, которому многие приписывают уничтожение предмета прошлой недели, постельного клопа, после Второй мировой войны.
ДДТ был первым современным синтетическим пестицидом. Пауль Герман Мюллер, швейцарский химик, обнаружил его инсектицидные свойства в 1939 году, проведя несколько лет, опрыскивая стеклянную коробку, полную синих бутылочных мух, сотнями химикатов. Он искал новый инсектицид с остаточным действием, что означает, что насекомое, которое пройдет или сядет на обработанную поверхность, погибнет. ДДТ работал так хорошо, что даже после того, как Мюллер вымыл свое оборудование, химическое вещество прилипло к стеклу и продолжало убивать. В конце концов, ему пришлось разобрать стеклянную коробку, продезинфицировать ее и проветрить в течение месяца, чтобы ее можно было использовать в новых тестах.
Главной целью Мюллера был колорадский жук, инвазивный вид, поедающий урожай на швейцарских фермах. Его соединение работало против этого жука. Он также работал на комнатных мух и комаров. А поскольку открытие ДДТ совпало со Второй мировой войной, вскоре союзные войска начали использовать его для борьбы с кровососущими насекомыми-переносчиками, наиболее известными из которых являются комары-переносчики малярии и вши-переносчики тифа. Отчасти благодаря ДДТ Вторая мировая война стала первым крупным сражением, в котором от болезней погибло меньше американских солдат, чем от оружия. Впоследствии Мюллер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1948 году.
После войны химические компании предлагали ДДТ на коммерческой основе, и вскоре у нас появились аэрозоли ДДТ, краски, обои, порошки для собак и многое другое. ДДТ был на полях и газонах, в садах и домах.
Сказать, что мы переусердствовали с ДДТ, значит не сказать ничего, и в конечном итоге это вызвало длинный список проблем с окружающей средой и здоровьем, о которых вы можете прочитать в книге Рэйчел Карсон «Безмолвная весна» (хотя, оглядываясь назад, ДДТ был относительно безопасным пестицидов - его проблемы в основном связаны с чрезмерным использованием). К 1972 году недавно созданное Агентство по охране окружающей среды запретило использование ДДТ в США, хотя мы продолжали производить и экспортировать его до 1982 года. Последний американский завод по производству ДДТ недалеко от Лос-Анджелеса теперь принадлежит Суперфонду.
До запрета успех пестицида частично объяснялся его новизной. Насекомые никогда не сталкивались с таким убийцей. Нашими прежними пестицидами были в основном ядовитые растительные вещества или такие элементы, как мышьяк и ртуть. Никто не убивал насекомых такой точечной атакой. Долговечность ДДТ также была преимуществом: он оставался на поверхности намного дольше, чем его предшественники, поэтому гарантировал уничтожение насекомых на более длительный период времени.
Доподлинно неизвестно, как действует ДДТ в организме насекомого, но лучшее объяснение состоит в том, что он взаимодействует с белками в нервной системе, называемыми натриевыми каналами. Это ворота, которые открываются и закрываются, пропуская заряженные соли, называемые ионами натрия, от одной нервной клетки к другой, и они являются ключом к передаче сообщений, которые проносятся через тело организма и позволяют ему двигаться и думать. ДДТ в основном держит ворота открытыми, поэтому нервные сигналы не могут прекратиться, когда они должны, что приводит к тремору насекомого и его смерти.
Дело в том, что насекомые существуют толпами и очень, очень плодовиты. Некоторые склонны к генетическим мутациям, которые позволяют им уклоняться от пестицидов - возможно, таких, которые изменяют форму ионного канала, например, предотвращая смертельную хватку ДДТ. Генетические мутации быстро протекают через поколения насекомых, и, таким образом, те, кто обладает естественной устойчивостью, порождают более устойчивых насекомых, которые будут делать то же самое, до бесконечности.
Важным примером устойчивости к ДДТ является мутация, получившая название kdr, или устойчивость к нокдауну, названная в честь того факта, что таких мутантных насекомых трудно или невозможно нейтрализовать. Постельные клопы начали проявлять устойчивость через несколько лет после широкого использования ДДТ, как и длинный список других насекомых, включая вшей, комаров, комнатных мух, плодовых мушек и тараканов.
Не говоря уже о воздействии на окружающую среду, другим непреднамеренным наследием ДДТ является то, что он действует во многом так же, как современный класс пестицидов, называемых пиретроидами. Почти каждый безрецептурный инсектицид в вашем шкафчике содержит пиретроид, как и спреи профессионального уровня, кремы от вшей и чесотки местного действия, а также одежда и постельное белье, пропитанные пестицидами. Генетические мутации, которые сделали постельных клопов и других насекомых устойчивыми к ДДТ, такие же, как и те, которые сделали их устойчивыми к пиретроидам, что способствовало массовому возрождению постельных клопов, которое мы наблюдаем сегодня.
Дополнительное чтение
Биография Пауля Германа Мюллера, веб-сайт Нобелевской премии
ДДТ - краткая история и статус, веб-сайт EPA
Нобелевские лекции по физиологии и медицине: 1942-1962_, _ World Scientific Publishing Co.
ДДТ и американский век, Дэвид Кинкела
Широкое распространение мутаций устойчивости к нокдауну у постельного клопа Cimex lectularius (Hemiptera: Cimicidae), популяции в США, Zhu et al, Archives of Insect Physiology and Biochemistry, 2010