Ядерные технологии в борьбе с вредителями: метод стерильных насекомых успешно применяется в ряде стран

Применение ядерных технологий не ограничивается производством электроэнергии и теплоснабжением. В таких областях, как борьба с вредителями сельского хозяйства, здоровье животных и контроль переносчиков заболеваний, активно используется метод стерильных насекомых (МСН), основанный на гамма-излучении кобальта-60.

Суть метода стерильных насекомых заключается в массовом разведении целевых вредителей в специализированных учреждениях, отделении самцов и их облучении источником гамма-излучения кобальта-60. Радиация вызывает разрывы ДНК в репродуктивных клетках самцов, в результате чего они сохраняют способность летать и спариваться с дикими самками, но не могут производить жизнеспособное потомство. При непрерывном выпуске большого количества стерильных самцов доля неэффективных спариваний в дикой популяции возрастает, численность вредителей снижается с каждым поколением, а при определённых условиях возможна даже локальная ликвидация.

Международное агентство по атомной энергии

По сравнению с некоторыми химическими инсектицидами, МСН обладает высокой видовой специфичностью, не оставляет остатков в окружающей среде и реже вызывает развитие устойчивости. Поскольку выпускаемые насекомые не способны к размножению, эта технология также снижает риск распространения чужеродных видов в экосистемах. Однако метод предъявляет высокие требования к организации: необходимо точно определять зоны заражения, вести постоянный мониторинг диких популяций и еженедельно производить и выпускать миллионы насекомых на протяжении нескольких поколений. Практика показывает, что МСН наиболее эффективен, когда целевая популяция вредителей уже подавлена или применяется в сочетании с другими методами борьбы.

Кобальт-60 обычно получают из природного кобальта-59 путём захвата нейтронов в ядерном реакторе; он испускает гамма-лучи высокой энергии и имеет период полураспада 5,27 года. После производства кобальт-60 герметизируется в закрытые источники, используемые в облучательных установках для метода стерильных насекомых, а также для стерилизации медицинских изделий и других целей. Согласно имеющимся данным, мировое производство кобальта-60 сосредоточено в ограниченном числе стран, включая Канаду, Россию, Китай, Аргентину и Индию; компания Électricité de France и Framatome также изучают возможность производства кобальта-60 на французских водо-водяных реакторах.

В настоящее время Международное агентство по атомной энергии совместно с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН поддерживает и развивает метод стерильных насекомых. Эти две организации установили сотрудничество в 1959 году, а в 1964 году создали совместную лабораторию в Зайберсдорфе, Австрия, объединив сельскохозяйственный и ядерно-технический потенциал для работы в области сельского хозяйства, пищевых продуктов и здоровья животных.

На Занзибаре (Танзания) метод стерильных насекомых применялся для ликвидации мухи цеце. Муха цеце переносит паразитов, вызывающих сонную болезнь у человека и болезнь нагана у животных, что серьёзно сказывается на развитии животноводства. Борьба проводилась в два этапа: с 1988 по 1994 год популяция цеце подавлялась инсектицидами, а с 1994 по 1997 год выпускались стерильные самцы цеце. Танзания организовала массовое разведение и стерилизацию в центре Танга, а выпуск стерильных самцов осуществлялся дважды в неделю с помощью лёгких самолётов. С августа 1994 по декабрь 1997 года было выпущено 8,5 миллиона стерильных самцов цеце. После реализации проекта последняя плодовитая самка была поймана в феврале 1996 года, а последняя дикая муха цеце — в сентябре 1996 года. После ликвидации болезнь нагана исчезла с острова, что создало условия для завоза более продуктивных пород крупного рогатого скота и повышения производства молока и мяса.

В Доминиканской Республике МСН применялся для борьбы со средиземноморской плодовой мухой. После обнаружения этого вредителя в Пунта-Кане в марте 2015 года США ввели торговые ограничения на сельскохозяйственную продукцию, включая манго, авокадо, папайю и цитрусовые. Основные усилия были сосредоточены на выпуске стерильных самцов плодовой мухи, выращенных в Гватемале и подвергнутых радиационной обработке; общий объём выпуска превысил 4 миллиарда особей. Последняя муха была обнаружена в январе 2017 года, и в июле 2017 года страна объявила о ликвидации вредителя. После повторного вторжения вредителя в 2023 году, опираясь на предыдущий опыт, заражённая зона была ограничена 50 квадратными километрами, и в течение 26 недель еженедельно выпускалось по 3 миллиона стерильных самцов. К сентябрю 2024 года вредитель был ликвидирован менее чем за 10 месяцев, и основные торговые партнёры не вводили новых ограничений.

В Китае соответствующие пилотные проекты сосредоточены на азиатском тигровом комаре — переносчике лихорадки денге и чикунгуньи. С 2010-х годов на двух островах реки Чжуцзян в Гуанчжоу реализуются проекты, сочетающие МСН с методом несовместимых насекомых (МНН): первый основан на облучении самцов гамма-лучами для их стерилизации, второй использует бактерии вольбахия, в результате чего спаривание самцов с дикими самками не даёт потомства. В 2015–2016 годах здесь еженедельно выпускались миллионы самцов комаров. Результаты, опубликованные в 2019 году, показали снижение численности диких тигровых комаров более чем на 94% и заметное уменьшение числа укусов людей. В отличие от цели полной ликвидации на Занзибаре, работа в Китае направлена на устойчивое подавление численности комаров-переносчиков в густонаселённых городских районах с целью снижения риска вспышек лихорадки денге.