We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Ar gali būti, kad vabzdys apsinuodija valgydamas „neteisingus“ augalus/vaisius/… ir turi tokių simptomų kaip skausmas (gali būti sunku išmatuoti ar aptikti) ar orientacijos sutrikimas?
Fonas: Stebėjau fiziškai iš pažiūros sveiką vikšrą, judantį ratu (tiksliau, nuolat keičiantį kryptį ir vėl atsidūrusį tame pačiame taške) gatvėje ir apvirtusį judant ar stovint. Mano pirmoji ir šiek tiek naivi mintis buvo, kad jis galėjo kažką ne taip suvalgyti...
Iš tiesų, daugelis augalų gamina molekules, kurios yra nuodingos tiems augalams mintantiems vabzdžiams, žinduoliams, paukščiams, tikėdamiesi neleisti tam gyvūnui jų valgyti. Šia prasme net valgyti „tinkamus“ vaisius gali būti pavojinga (jei tas atskiras augalas yra išskirtinai energingas nuodų gamintojas arba valgytojas dėl kokios nors kitos priežasties nusilpęs arba tiesiog suvalgė per daug). Aš abejoju, kad vabzdžiai tiek valgytų netinkamus vaisius, nes evoliucija teikia pirmenybę vabzdžiams, galintiems tiksliai atpažinti tinkamus grobio augalus, bent jau vietinėje aplinkoje.
Iš tiesų, daugelis mums, žmonėms patinkančių augalų „skonių“ (tokių kaip česnakai ir paprikos), greičiausiai yra tokie žolėdžių nuodai, nuo kurių mes esame atsparūs. Tiesą sakant, beveik kiekvienas augalas iš tikrųjų yra nuodingas – kyla klausimas, ar nuodingas kuriai rūšiai?
Augalų apsauga šiais laikais yra labai aktyviai tyrinėjama tema, nes ji susijusi su tokiais dalykais kaip žemės ūkio efektyvumas ir pasaulinis maisto trūkumas (be to, tai labai įdomus reiškinys). Čia yra apžvalga, kurioje išsamiau aptariama, apie ką klausiate: http://www.plantphysiology.org/content/121/2/325.full
Papildymas perskaičius šį klausimą po daugelio mėnesių: Nors evoliucija ištobulino vabzdžių gebėjimą atpažinti tinkamą maistą, tai nebuvo padaryta žmogaus sukurtų pesticidų atveju. Spėčiau, kad jūsų matytas vikšras greičiausiai suvalgė dirbtinę cheminę medžiagą (pesticidą ar teršalą), o ne „neteisingą vaisių“.
SCBI apsinuodijimo vabzdžių pseudoparalyžius simptomai
Pirazolinai ir indoksakarbas sukelia identiškus ūminius neurotoksinius simptomus amerikiniam tarakonui Periplaneta americana, progresuojančiais per pradinį koordinacijos sutrikimą (5–20 min. po 1–10 mg injekcijos), tada drebulį ir išsekimą, o galiausiai – savitą pseudoparalyžių, pavadintą dėl to, kad akivaizdžiai paralyžiuotas. sutrikus sukelia stiprius traukulius. Šis pseudoparalyžius išliko 3-4 dienas, po to gebėjimas judėti sutrikus sumažėjo. Po 4–6 dienų vabzdžiai gali būti laikomi negyvais. Mažesnės dozės sukėlė panašų simptomų progresavimą, tačiau laikas iki simptomų atsiradimo buvo atidėtas. Šis neįprastas pseudoparalyžius buvo raktas į sudėtingą šios šeimos veikimo būdą vabzdžiams atskleisti.
Negrįžtama pseudoparalizė taip pat pastebėta lepidopterinėms lervoms, kurių sutrikimai pseudoparalizuotos būklės metu sukėlė sukimąsi, o tiriant mikroskopą paaiškėjo kojų ir apatinio žandikaulio drebulys. Didesnės pirazolinų dozės, ypač lepidopterijos lervose, per kelias valandas sukėlė glebų paralyžių (Salgado, 1990). Sušvirkštus 10 mgg-1 indoksakarbo į penktosios stadijos Manduca sexta lervas, atsirado sužadinimo neurotoksiniai simptomai, sukeliantys traukulius, o vėliau gana greitai suglebęs paralyžius (Wing ir kt., 1998). Kaip aptarta aukščiau, pats indoksakarbas in vivo paverčiamas DCMP veikiant į esterazę panašiems fermentams. Pseudoparaliziniai simptomai, kuriuos sukelia indoksakarbas, taip pat buvo aiškiai pastebėti Spodoptera frugiperda lervoms, gydomoms 20 mgg 1 indoksakarbo arba DCJW, taip pat P. americana patinams, kuriems buvo sušvirkšta 1, 3 arba 10 mg g_1 DCJW, nepaskelbta (Salgado). duomenis).
Lauko sąlygomis, nuriję arba tiesiogiai apipurškę indoksakarbu, vabzdžiai negrįžtamai nustos maitintis per kelias minutes iki 4 valandų didesnėmis dozėmis, todėl simptomai pasireikš greičiau.
Aukštesnė temperatūra padidina išdžiūvimą ir žuvimo greitį. Skirtingai nuo piretroidų, indoksakarbas turi teigiamą temperatūros koeficientą. Nekoordinuoti vabzdžiai gali nukristi nuo augalo ir išdžiūti, nuskęsti arba tapti plėšrūnų objektais. Pažeisti vabzdžiai gali išlikti gyvi 4–96 valandas, priklausomai nuo indoksakarbo dozės ir vabzdžio jautrumo. Vabzdžiai, paveikti subparalyžinėmis dozėmis, valgo daug mažiau nei neapdorotos lervos, vystosi lėčiau, priauga mažiau svorio, lėliuojasi ir išlenda vėliau nei negydyti vabzdžiai.
6.2.4.2. Nervų sistemos spontaninės veiklos blokada
RH-3421 ir RH-1211, dvi labai aktyvios pirazo linijos, buvo naudojami kaip pavyzdiniai junginiai atliekant apnuodyto P. americana elektrofiziologinę analizę, kartu su RH-5529, kuris buvo naudingas kai kuriems eksperimentams dėl savo greito grįžtamumo ( Figūra 1). Viršutinėje 5 paveikslo dalyje lyginami tarpląsteliniai įrašai iš trijų nervų sistemos dalių prieš ir netrukus po paralyžiaus su 5 mgg"1 RH-3421. Jungtys tarp antrosios ir trečiosios krūtinės ląstos ganglijų yra pagrindiniai tarpneuronų keliai centrinėje nervų sistemoje (CNS). Centrinės nervų sistemos (CNS) centrinis nervas yra pagrindinis kojos nervas, turintis tiek jutimo, tiek motorinį eismą, o kaklo nervas yra išskirtinai sensorinis. Visais atvejais stebina visiškas nervinio aktyvumo nebuvimas apsinuodijus dihidropirazolu. Taip pat buvo įrodyta, kad M. sexta lervų CNS jungčių aktyvumas yra visiškai blokuojamas po paralyžiaus su indoksakarbu arba DCJW injekcijomis (Wing ir kt., 1998). 5 paveikslo apatiniame skydelyje pavaizduoti įrašai iš S. frugiperda lervų prieš ir netrukus po paralyžiaus, naudojant tiek DCJW, tiek indoksakarbu. CNS jungiamosiose dalyse ir pilvo ganglijų ventralinėse nervinėse šaknyse, kuriose yra motoriniai ir jutimo aksonai, paralyžiuotiems vabzdžiams nervinis aktyvumas nevyksta. Nervų sistemos būklės vertinimas apsinuodijimo metu baigtas 6 paveikslu, iš kurio matyti, kad net 24 valandas paralyžiuoto tarakono lytėjimo stimuliacija gali sukelti jutimo šuolius smailiame nerve, kuris savo ruožtu inicijuoja refleksinę motoriką. veikla tame pačiame nerve. Tai aiškus įrodymas, kad paralyžiuotų vabzdžių aksonų laidumas ir sinapsinis perdavimas veikia daugiau ar mažiau normaliai, akivaizdus trūkumas yra tas, kad nervai spontaniškai nebegeneruoja veikimo potencialo.
Įprastai, net ir ramybės būsenoje esantis vabzdys, nervų sistemoje yra foninis arba spontaniškas veikimo potencialas, atsirandantis dėl CNS širdies stimuliatoriaus ląstelių ir tonizuojančių jutimo receptorių. Daugelyje odelių vietų yra mechanoreceptorių, skirtų aptikti odelių deformacijas ar plaukus
5 pav. Apsinuodijimas SCBI slopina visą nervų sistemos aktyvumą. Reprezentatyvūs tarpląsteliniai paralyžiuotų vabzdžių centrinės nervų sistemos (CNS) ir periferinių nervų bei neapdorotų DMSO sušvirkštų kontrolinių medžiagų įrašai. Suaugę tarakonų patinai buvo gydomi suleidžiant 5mgg"1 RH-3421, o penktos stadijos Spodoptera lervos, sveriančios 500 mg, buvo gydomos 5 mg g"1 DCJW arba indoksakarbu, likus 3–4 valandoms iki paralyžiuotų vabzdžių išpjaustymo ir registravimo. (Tarakonų duomenys: atkurti su leidimu iš Salgado, VL, 1990. Insekticidinių dihidropirazolų veikimo būdas: selektyvus impulsų generavimo jutimo nervuose blokas. Pstic. Sci. 28, 389-411 © Chemijos pramonės draugija, leidimą davė Johnas „Wiley & amp. Sons Ltd.“ SCI vardu. „Spodoptera“ duomenys anksčiau nepaskelbti.)
5 pav. Apsinuodijimas SCBI slopina visą nervų sistemos aktyvumą. Reprezentatyvūs tarpląsteliniai paralyžiuotų vabzdžių centrinės nervų sistemos (CNS) ir periferinių nervų bei neapdorotų DMSO sušvirkštų kontrolinių medžiagų įrašai. Suaugę tarakonų patinai buvo gydomi suleidžiant 5mgg"1 RH-3421, o penktos stadijos Spodoptera lervos, sveriančios 500 mg, buvo gydomos 5 mg g"1 DCJW arba indoksakarbu, likus 3–4 valandoms iki paralyžiuotų vabzdžių išpjaustymo ir registravimo. (Tarakonų duomenys: atkurti su leidimu iš Salgado, VL, 1990. Insekticidinių dihidropirazolų veikimo būdas: selektyvus impulsų generavimo jutimo nervuose blokas. Pstic. Sci. 28, 389-411 © Chemijos pramonės draugija, leidimą davė Johnas Wiley & Sons Ltd. SCI vardu. Spodoptera duomenys anksčiau neskelbti.)
6 paveikslas Sensorinis ir motorinis nervų aktyvumas gali būti sukeltas dar ilgai po paralyžiaus pradžios. Šie įrašai iš 5 nervo (kraulinio nervo) tarakono, kuriam prieš 24 valandas buvo sušvirkšta 5|mgg
1 RH-3421, rodo, kad nors ir nebuvo foninio aktyvumo (a pėdsakas), lytėjimo stimuliavimas ipsilateraliniu trochanteriu sukėlė aktyvumą keliuose aksonuose (b pėdsakas). Be to, nupjovus 5 nervą, esantį arti įrašymo vietos, buvo panaikinti didesni smaigaliai (c pėdsakas), parodydami, kad likę mažesni smaigaliai buvo pirminiuose jutimo neuronuose, o didesni (b) pėdsakuose esantys buvo refleksiškai iššaukti motoriniai smaigaliai. (Atgaminta gavus leidimą iš Salgado, VL, 1990. Insekticidinių dihidropirazolų veikimo būdas: selektyvus impulsų generavimo jutimo nervuose blokas. Pesticidai. Sci. 28, 389-411 © Chemijos pramonės draugija, leidimą suteikia John Wiley & amp; Sons Ltd. SCI vardu.)
6 paveikslas Sensorinis ir motorinis nervų aktyvumas gali būti sukeltas dar ilgai po paralyžiaus pradžios. Šie įrašai, gauti iš tarakono 5 nervo (kryžminio nervo), sušvirkšto prieš 24 valandas 5 | mgg
1 RH-3421, parodo, kad nors nebuvo foninės veiklos (pėdsakas a), taktilinė ipsilateralinio trochanterio stimuliacija sukėlė aktyvumą keliuose aksonuose (pėdsakas b). Be to, nupjovus 5 nervą, esantį arti įrašymo vietos, buvo panaikinti didesni smaigaliai (c pėdsakas), parodydami, kad likę mažesni smaigaliai buvo pirminiuose jutimo neuronuose, o didesni (b) pėdsakuose esantys buvo refleksiškai iššaukti motoriniai smaigaliai. (Atkurta gavus Salgado, VL, 1990 m. leidimą. Insekticidinių dihidropirazolų veikimo būdas: selektyvus impulsų generavimo jutimo nervuose blokas. Pestic. Sci. 28, 389-411 © Chemijos pramonės draugija, leidimą suteikė John Wiley & Sons Ltd. SCI vardu.)
deformacijos, atsirandančios dėl įtempių, atsirandančių dėl paties kūno judesių arba išorinių dirgiklių, o viduje – chordotoninių organų arba raumenų tempimo receptorių organų pavidalu, siekiant pranešti apie sąnarių kampus. Mechanoreceptoriai paprastai turi ir faziškai, ir toniškai reaguojančias jutimo ląsteles arba vienetus. Faziniai vienetai reaguoja aktyvumo pliūpsniu stimulo pradžioje arba pabaigoje, tačiau greitai prisitaiko esant nuolatiniams dirgikliams, nes jų funkcija yra jautriai aptikti dirgiklio lygio pokyčius. Tonizuojantys įrenginiai palaiko pastovų šūvio greitį stimulo pateikimo metu ir sukelia lėtai prisitaikančius pojūčius. Vabzdžių raumenų tempimo receptorių organuose tiek fazinę, tiek toninę funkciją atlieka vienas neuronas. Staigus šio receptoriaus pailgėjimas sukelia iš pradžių didelį šaudymą, kuris vėliau sumažėja iki pastovaus greičio, proporcingo statiniam pailgėjimui, todėl užkoduojamas greitis ir padėtis (Finlayson ir Lowenstein, 1958).
Visiškas nervinio aktyvumo nebuvimas apsinuodijusiems vabzdžiams rodo, kad SCBI blokuoja ne tik tonizuojančią jutimo veiklą, bet ir širdies stimuliatoriaus veiklą CNS. Abu šie poveikiai apima veikimo potencialo generavimą neuronų regionuose, kurie, reaguodami į nuolatinius dirgiklius, gali pakartotinai generuoti veikimo potencialą. Fazinių receptorių gebėjimas reaguoti ilgai po paralyžiaus vartojant didelę dozę (6 pav.), rodo, kad faziniai receptoriai nėra tokie jautrūs kaip tonizuojantys, nors jie taip pat gali būti paveikti vartojant didesnes Lepidoptera dozes, kai vabzdžiai yra visiškai paralyžiuoti. kaip minėta anksčiau. Šiuo metu elektrofiziologinėje analizėje pseudoparalyžius, atsirandantis dėl apsinuodijimo SCBI, akivaizdžiai atsiranda dėl toninių jutimo receptorių ir širdies stimuliatoriaus neuronų spontaninio aktyvumo slopinimo. Tačiau sužadinimo simptomai taip pat pastebimi apsinuodijimo metu. Tikėtina hipotezė yra ta, kad ankstyvo apsinuodijimo metu, kol junginys nepasiekia CNS, jutimo receptoriai periferijoje užsikemša. Nesant tinkamo jutiminio grįžtamojo ryšio į CNS, reaguojant į bandomus judesius, būtų tendencija per daug pabrėžti šiuos judesius, dėl to pasikeistų laikysena ir eisena. Ramūs laikotarpiai, kurie vyrauja vėliau pseudoparalyžiumi, gali būti dėl širdies stimuliatoriaus veiklos blokavimo CNS. Toliau bus pasiūlytas drebėjimo paaiškinimas, įvertinus pastebėtą bloką sukeliančių junginių poveikį ląstelėms. Tačiau pažymėtina, kad sužadinimo simptomai, atsirandantys dėl blokavimo, yra ilgas laikotarpis, per kurį galima pastebėti akivaizdų sužadinimo poveikį. Junginiai, turintys pirminį sužadinimo poveikį neuronams, sukelia nuolatinį sužadinimą ir per kelias valandas visišką paralyžių dėl, be kitų dalykų, dėl neuroraumeninės blokados, kaip matyti, pavyzdžiui, piretroidų atveju (Schouest ir kt., 1986) arba spino-sad (Salgado) , 1998). Vabzdžiai, apsinuodiję SCBI, nepatiria šio fiziologinio išsekimo, todėl keletą dienų po apsinuodijimo gali periodiškai rodyti stiprų drebėjimą.
Kodėl vabzdžiai rieda jiems ant nugaros, kai miršta?
Negyvi arba mirštantys vabzdžiai užima pažįstamą pozą: guli ant nugaros, kojos iškyla ore. Ši signalinė padėtis iš tikrųjų yra sergančios klaidos susilpnėjusios koordinacijos ir nervų sistemos gedimo simptomas.
Paprastai, jei klaida atsitrenkia į nugarą, ji gali kojomis sūpuotis į šonus, kol pasitaisys. Tačiau jei vabzdys negali atsisukti ant pilvo, nes per daug nusilpo arba jos nervų sistema neveikia tinkamai, ji lieka įstrigusi ant nugaros.
Kadangi vabzdys negali gauti maistinių medžiagų ar apsisaugoti nuo plėšrūnų ar elementų, kai yra imobilizuotas tokioje padėtyje, ji greitai miršta, jei negali apsiversti.
Keli dalykai gali trukdyti vabzdžiui atsigauti. Nurijus pesticidus ir insekticidus, tokius kaip purškalas nuo vabzdžių, sutrinka vabzdžių neurotransmiteriai ir išjungiama nervų sistema. Kaip šalutinį poveikį dauguma pesticidų sukelia vabzdžių traukulius, kurių metu jis nevaldomai spyris į viršų kojas ir dažnai užstringa ant nugaros.
Susilpnėjus nervų sistemai ir susilpnėjus koordinacijai, klaida neturi galimybės sinchronizuoti visų kojų, kad galėtų apsiversti ant šono ir atsistoti. Priklausomai nuo pesticido, klaida gali mirti per kelias valandas ar dienas nuo nuodų nurijimo.
Sužalojimas arba maisto ar vandens trūkumas taip pat gali pakenkti klaidos gebėjimui pasitaisyti. Arba klaida gali būti tiesiog pasibaigusi jos gyvenimo trukmei, o jos jėgos ir koordinacijos gebėjimai mažėja.
Kaip išgaunami dažai?
Dažų išgavimas yra paprastas procesas, kuris beveik nepasikeitė nuo 1500-ųjų, sako Schwarcz. Iš esmės košenilis surenkamas, greitai užmušamas karštame vandenyje, o po to išdžiovinamas ir susmulkinamas, kad išgautų raudoną pigmentą. Arba „blakių sultys“, kaip tai vadina Schwarczas.
Pažymėtina, kad nors karminą iš tikrųjų gamina tik košenilio patelės, Schwarcz teigia, kad nėra jokio apdorojimo etapo, kuris atskirtų patinus nuo patelių prieš juos išdžiovinant ir susmulkinant.
„Patinas aukojamas dėl patelės grožio“, – sako Schwarcz.
Šiuolaikinės gamybos metu ekstrahuotas karminas, kaip ir bet kuris kitas maisto priedas, taip pat yra išvalomas ir sertifikuojamas maistui.
Rododendrų nektare paslėpti nuodai
Rododendrai yra atsakingi už pirmųjų pasaulyje užregistruotų cheminių ginklų gamybą.
Keliuose istoriniuose pasakojimuose iš dabartinės šiuolaikinės Turkijos minimas vadinamojo „beprotiško medaus“ naudojimas, siekiant apstulbinti naivias įsiveržiančias armijas, kad jas būtų lengviau užpulti.
„Pašėlęs medus“ yra toksiškas medus, kurį gamina bitės, mintančios nektaru Rhododendron ponticum savo gimtojoje šiaurinėje Turkijoje.
Bene ryškiausias pavyzdys buvo Ponto karalius Mitridatas VI: jis buvo ankstyvas natūralių nuodų eksperimentuotojas ir įdėjo toksiškus korius iš naminių bičių avilių, kurie ieškojo maisto. Rododendras strategiškai išilgai kelio prieš įsiveržusią Pompėjaus Didžiojo armiją 65 m. pr. Kr., kaip spąstus.
Keliu žygiavęs Romos garnizonas kažkada vėliau užkliuvo už šios akivaizdžios dievų dovanos ir, nesuvokdamas pavojaus, entuziastingai iš jo pasišaipė, nesąmoningai apsinuodijęs.
Būdami toksinų sukelto stuporo, juos bejėgiškai paskerdė laukusi Mitridato VI armija.
Cheminė gynyba Rododendras
Toksinai, atsakingi už nuodingą poveikį Rododendras yra grajanotoksinai.
Tai labai deguonies prisotinti diterpenoidai, kurie, kaip manoma, gaminami kitur augale kaip natūrali cheminė apsauga nuo vabzdžių.
Neseniai Kew laboratorijose atlikti tyrimai pirmą kartą parodė, kad grajantoksinai iš tiesų veikia kaip natūrali augalo apsauga ir apsaugo. Rododendras augalai nuo žolėdžių atakų.
Tripsai yra mažyčiai sparnuoti vabzdžiai, tarp kurių yra kai kurių rūšių, kurios yra žemės ūkio ir sodo augalų kenkėjai visame pasaulyje, kenkia augalams, išsiurbdami iš jų gyvybę.
Viena konkreti rūšis - šiltnamio spindulys (Heliothrips hemorrhoidalis), dažnai kenkia augalams Kew šiltnamių kolekcijose.
Buvo užfiksuota, kad jis maitinasi lapais Rhododendron simsii, rūšis, kilusi iš Kinijos, Taivano ir Birmos, auganti Kew vidutinio klimato namuose.
Įdomu tai, kad tripsai retai pažeidžia galinius 5–10 lapų, kurie, atrodo, visada lieka sveiki ir atnaujinami kasmet.
Tai yra jauniausi lapai, kurie kiekvieną pavasarį prieš žydėjimą išauginami į ritinį. Galima teigti, kad tai yra svarbiausi lapų audiniai, todėl juos svarbu apsaugoti.
Cheminė šių galinių lapų analizė Kew atskleidė, kad juose yra labai didelė grajanotoksinų koncentracija – tų pačių junginių, kurie nuodijo Pompėjaus armiją.
Biologiniai tyrimai, tiriant toksiną, kurį išskyrėme iš augalų nuo tripsų, parodė, kad grajanotoksinai iš tiesų buvo jiems toksiški ir apsaugojo šiuos brangius galinius lapus.
Įdomu tai, kad junginių buvimas augalo audiniuose yra išreikštas tik lokaliai - galbūt siekiant taupyti energiją ir kasmet sutaupyti tik svarbiausių naujų lapų.
Neseniai atliktas Kew tyrimas pateikia pirmuosius mokslinius įrodymus, kad grajanotoksinai yra natūralus gynybos mechanizmas nuo žolėdžių. Rododendras.
Nuodingas nektaras
Daugelis augalų sintezuoja gynybines chemines medžiagas, todėl neturėtų stebėtis, kad rododendrai taip pat.
Vis dėlto glumina, kodėl augalas į nektarą išskiria vabzdžių apsaugos toksinus, nes tai yra atlygis maistu apdulkintojams, kurie, esant Rododendras, yra vabzdžiai ir tiksliau bitės.
Galima tikėtis, kad tai pakenks apdulkintojams arba atbaidys juos, tačiau taip būna ne visada.
Ankstesnis mūsų Kew laboratorijos ir Niukaslio universiteto profesoriaus Jeri Wrighto bendradarbiavimas parodė, kad gerai žinomos augalų cheminės medžiagos kofeinas, kuris, kaip ir grajanotoksinas, yra kavos augalo apsaugos nuo vabzdžių cheminė medžiaga, taip pat yra jo gėlių nektare.
Tačiau šiuo atveju mes nustatėme, kad kofeino koncentracija nektare buvo per maža, kad bitės nepajustų skonio, tačiau jis vis tiek turėjo nepaprastą farmakologinį poveikį bitėms.
Tai pagerino jų atmintį apie gėlių kvapus, susijusius su maistu, todėl jie dažniau grįš ir apdulkina augalus, aprūpinančius kofeinu kaip atlygį.
Taigi, koks gali būti vabzdžių toksinų poveikis Rododendras nektaro būti, kai susiduria bitės?
Bendradarbiaudami su profesore Jane Stout iš Trejybės koledžo Dubline, mes pradėjome bandyti išsiaiškinti. Ankstesniuose darbuose buvo pranešta, kad kamanės, pvz Bombus terrestris apdulkintas Rododendras todėl toliau tyrinėjome šią bičių rūšį.
Pirma, mes turėjome išskirti toksiną iš gėlių, naudodami analitinius prietaisus mūsų laboratorijose Kew.
Tada mes turėjome patvirtinti jo cheminę struktūrą naudodami ir tada nustatyti, kiek cheminės medžiagos buvo nektare (kitaip tariant, išsiaiškinti, kiek bitės suvartojo).
Nepaisant to, kad Rododendras pirmą kartą buvo pranešta, kad medus yra toksiškas prieš tūkstančius metų, tai buvo pirmas kartas, kai toksinas buvo identifikuotas ir kiekybiškai įvertintas gėlių, iš kurių pagamintas medus, nektare.
Ką sudaro nektaro toksinai? Rododendras daryti bitėms?
Buff-uodegė kamanė (Bombus terrestris) negalėjo aptikti toksino natūraliu lygiu, todėl jis tikrai nebuvo atbaidantis. Net po 30 dienų šėrusios nektaru, kurio toksino kiekis buvo natūralus, kamanės buvo gerai.
Tačiau kai nektaru buvo šeriamos bitės, jos mirė per kelias valandas.
Tai nustebino, nes žinome, kad Turkijoje vietiniai porūšiai Apis mellifera aplankė Rododendras ir iš jo pagamino medų.
Tiriant junginius su trečiąja rūšimi, kasančia bičių, Andrena Scotica (anksčiau A. carantonica) parodė, kad tai kenkia ir šiai rūšiai.
Nors tai nepadidino kasančių bičių mirtingumo, tačiau smarkiai paveikė jų įprastą elgesį, svarbų ieškant maisto, pvz., laiką, praleistą skrendant ir pailgėjusį laiką, praleistą prižiūrint, taip pat parodė kitus simptomus, susijusius su toksiškumu.
Taigi kodėl nektarą padaryti nuodingą?
Gali būti, kad toksinas yra adaptacija, leidžianti augalui išfiltruoti mažiau pageidaujamas bites ir išsaugoti nektaro atlygį tik kamanių apdulkintojams, kurie gali toleruoti toksiną.
Kamanės daugiau laiko praleis maitindamosi iš Rododendras žiedų ir todėl labiau tikėtina, kad žiedadulkės perkeliamos iš vienos gėlės į kitą tos pačios rūšies žiedą.
Taigi tai yra laimėjimas Rododendras ir kamanės. Specializacija nėra neįprasta gėlių ir apdulkintojų sąveikoje, kaip žiedadulkių perdavimo optimizavimo mechanizme, ir mes apie tai rašėme ankstesniame tinklaraštyje apie savo darbą Aconitum.
Bet veikiau kaip senovės romėnų armijos, kurios buvo apsinuodijusios jo toksinais, Rododendras yra invazinis Britų salose.
Ar galėjo netyčia padėti mūsų mielosios kamanės Rododendras perimti didžiules mūsų gamtos kraštovaizdžių sritis?
Kaip labai veiksminga invazinė priemonė, Rododendras gali būti nepajudinamos vietinių augalų rūšys ir kitų vietinių bičių rūšių bei bičių natūralūs pašarų šaltiniai.
Jei kraštovaizdyje yra tik vietos Rododendras kai perima, tada lieka vietos tik kamanėms.
Kad ir kaip mes mylime kamanes, visoms kitoms laukinėms rūšims turi būti vietos, kad būtų užtikrintas mūsų ekosistemų atsparumas ir stabilumas.
Kintanti invazinių augalų chemija
Bet gal dar ne viskas prarasta.
Atlikome kraštovaizdžio masto cheminę populiacijų analizę Rhododendron ponticum Airijoje ir palygino tai su nektaro toksinų lygiu jos paplitimo diapazone Ispanijoje ir Portugalijoje, kur ši rūšis taip pat yra vietinė.
Nors nektaro toksinų kiekiai skyrėsi invaziniame ir vietiniame diapazone, ekspresija apskritai buvo mažesnė invaziniame diapazone: 1 iš 5 augalų invaziniame diapazone toksinų nektare visiškai nebuvo.
Kitos nektaro cheminės medžiagos, kurios nebuvo toksiškos bitėms, labai mažai pasikeitė tarp invazinių ir vietinių.
Taigi, atsižvelgiant į specifinius grajanotoksino pokyčius ir jo specifinį toksiškumą kai kurioms bičių rūšims, jo ekspresiją galėjo paveikti invazija dėl apdulkintojų sukeltos atrankos.
Kitaip tariant, invaziniame diapazone apdulkinimą ribojo toksinas, todėl apdulkinimui buvo prieinama per mažai rūšių. Taigi, siekiant užtikrinti pakankamą apdulkinimo sėkmę, augalai sumažino arba visiškai sustabdė nektaro toksinų gamybą.
Sintezė
Rododendrai gamina toksinus, apsaugančius nuo žolėdžių, mintančių jų lapais.
Toksinai taip pat atsiranda nektare, kur jie užtikrina, kad apsilankytų tik geriausi apdulkintojai (kurie gali toleruoti toksinus).
Toksinų kiekis invazinių augalų nektare yra mažesnis nei vietinių augalų.
Taigi, ką tai reiškia augalo apsaugai?
Jei toksinų kiekis nektare ir lapuose yra susijęs vienas su kitu, galime manyti, kad dėl mažesnio bendro toksinų kiekio invaziniuose augaluose jie gali būti labiau paveikti žolėdžių.
Kuri funkcija yra svarbesnė augalui: chemikalai, skirti optimizuoti apdulkinimą ar gynybą? Norint suprasti, kaip cheminė variacija veikia gėlių ekologiją, reikalingi erdviniai antrinių nektaro junginių tyrimai.
Mūsų supratimas apie augalų invaziją turi atsižvelgti ne tik į augalų apsaugą nuo žolėdžių, bet ir į pasekmes naudingai sąveikai.
Imkitės atsargumo priemonių nuo įkyrių augalų, vabzdžių
Nors nuodingos gebenės yra turbūt labiausiai žinomas pavojingas augalas, yra daugybė kitų augalų, taip pat daugybė vabzdžių, kurie gali sudirginti jūsų odą.
„Odą gali paveikti įvairūs dalykai, kuriuos galite rasti savo kieme ar net namuose“, – sako sertifikuota dermatologė Amy YY Chen, MD, FAAD, Konektikuto universiteto mokyklos dermatologijos docentė. "Nors yra paprastų atsargumo priemonių, kurių galite imtis, turite žinoti, su kuo galite susidurti, kad galėtumėte apsisaugoti."
„Geriausias būdas išvengti odos sudirginimo – nustatyti augalus ir vabzdžius, kurie gali sukelti nepageidaujamas reakcijas, ir išvengti jų poveikio“, – priduria sertifikuotas dermatologas Julianas Trevino, MD, FAAD, Deitono Wright valstijos universiteto dermatologijos profesorius ir katedros vedėjas. , Ohajas. „Jei manote, kad susidursite su kažkuo, kas gali sukelti odos problemų - arba dėl to, kad tai paveikė jūsų odą anksčiau, arba girdėjote, kad tai gali sukelti reakciją - galite imtis prevencinių priemonių“.
Pavyzdžiui, daktaras Trevino sako, kad žmonės gali apsisaugoti nuo bėrimų nuo nuodingųjų gebenių ir nuodingųjų ąžuolų, laikydami atokiau nuo augalų, kurių „lapai iš trijų“. Norint papildomai apsisaugoti keliaujant, sodinant sodą ar dirbant vietovėse, kur šie augalai yra paplitę, jis taip pat rekomenduoja dėvėti apsauginius drabužius ir odą patepti apsauginiu kremu. Jis sako, kad tie, kurie susidūrė su nuodingomis gebenėmis, ąžuolu ar žagreniu, gali apriboti atsiradusį bėrimą iškart nuplaudami pažeistą odos vietą.
„Žmonės gali manyti, kad vaikščiojant po mišką dažniau atsiranda bėrimas nei gėrimas prie baseino, - sako daktaras Trevino, - bet jei šis gėrimas yra margarita arba alus su kalkėmis, jie dienos pabaigoje gali niežėti raudona oda “. Jis sako, kad ultravioletinės spinduliuotės ir tam tikrų augalų, įskaitant citrusinius vaisius, tokius kaip citrinos ir žaliosios citrinos, derinys gali sukelti būklę, vadinamą fitofotodermatitu, kuris sukelia bėrimą ir hiperpigmentaciją. Norint išvengti šios būklės, jis siūlo praskalauti odą ir pakartotinai pasitepti apsauginiu kremu nuo saulės po to, kai pavalgius ar išgėrus citrusinių vaisių būnant lauke saulėje.
Pasak daktaro Trevino, žmonėms gali net nereikėti išeiti iš namų ar sodo, kad išsivystytų augalų sukeltas bėrimas, nes kai kurie namuose ir sode randami augalai ir maisto produktai gali sukelti odos reakcijas. Jis sako, kad kai kurios gėlės ir svogūnėliai, įskaitant chrizantemas, Peru lelijas, tulpių ir narcizų svogūnėlius, turi cheminių medžiagų, kurios gali sudirginti odą arba sukelti alerginę reakciją. Be to, jis sako, kad kai kuriuose augaluose, naudojamuose aštriame maiste, pavyzdžiui, čili pipiruose ir krienuose, yra cheminių medžiagų, kurios gali sudirginti odą.
Kitos dažnos su augalais susijusios odos problemos yra augalų, tokių kaip kaktusai ir erškėčiai, spyglių ar spyglių pažeidimai, sako dr. Trevino. Be to, augalai su mažomis dilgėlėmis ar plaukeliais gali sukelti dilgėlinę, nes į odą patenka dirginančių cheminių medžiagų, sako jis. Jis siūlo vengti sąlyčio su šiais augalais, jei įmanoma, ir dirbant su jais dėvėti apsauginius drabužius, pavyzdžiui, pirštines.
Augalai nėra vieninteliai jūsų kaimynystėje esantys gyvūnai, kurie gali sudirginti jūsų odą. Įkandimai ir kelių įprastų vabzdžių įgėlimai gali sukelti paraudimą, iškilimus ir niežėjimą.
Dr. Trevino teigia, kad apsauginiai drabužiai, pavyzdžiui, kelnės ir ilgos rankovės, gali padėti išvengti vabzdžių įkandimų, taip pat drabužių, batų ir stovyklavimo įrangos purškimas repelentu ir insekticidu permetrinu. Jis taip pat rekomenduoja likti patalpose auštant ir sutemus, kai vabzdžiai dažniausiai įkanda, ir naudoti vabzdžių repelentus, kuriuose yra DEET, pikaridino ar citrininio eukalipto aliejaus. Jis sako, kad jei ant jūsų rankos patenka įkandusi vabzdė, geriausia ją nubraukti pirštu, nes suspaudus ją ant odos ji gali įkąsti ir sudirginti odą arba susižaloti.
Dr. Chen sako, kad dauguma vabzdžių įkandimų nesukelia rimtų sveikatos problemų, o tuos, kurie niežti, galima gydyti nereceptiniais arba receptiniais antihistamininiais vaistais ir vietiniais steroidais. Kadangi erkės ir uodai gali perduoti rimtesnes ligas, tokias kaip Laimo liga ir Vakarų Nilo virusas, ji sako, kad kiekvienas, kuris po vabzdžių įkandimo patiria tokius simptomus kaip nuolatinis bėrimas, karščiavimas ar kūno skausmai, turėtų kreiptis į gydytoją.
Uodai gali ne tik pernešti tokias ligas kaip dengė, chikungunya ir geltonoji karštinė, bet ir pernešti Zikos virusą. 2016 m. vasario mėn. ligą paskelbusi tarptautinio susirūpinimo visuomenės sveikatos ekstremalia situacija, 2016 m. lapkritį Pasaulio sveikatos organizacija panaikino šį statusą. Tačiau ir PSO, ir JAV ligų kontrolės prevencijos centrai nurodė, kad Zika vis dar yra rimta problema.
„Laimei, Zika nebuvo taip plačiai paplitusi JAV, kaip tikėtasi, ir ji buvo gerai sutelkta ten, kur ji atsirado“,-sako daktaras Chenas, „nors nemanau, kad šiuo metu turime per daug nerimauti dėl šios ligos. , vis tiek turėtume tai žinoti ir imtis atsargumo priemonių.
Be to, kad Zika sukelia aukštą karščiavimą, bėrimą, paraudusias akis ir sąnarių skausmą užsikrėtusiems žmonėms, Zika buvo siejama su apsigimimais, todėl daktaras Chen rekomenduoja besilaukiančioms motinoms, vaisingo amžiaus moterims ir jų partneriams vyrams būti budriems. patys nuo uodų įkandimų. Ji taip pat pataria vengti nebūtinų kelionių į Zikos paveiktas vietoves, įskaitant Pietų ir Centrinę Ameriką, ir rekomenduoja planuojant kelionę patikrinti CDC svetainę, kurioje rasite naujausių atnaujinimų.
„Imantis kai kurių paprastų atsargumo priemonių galima išvengti odos problemų, atsirandančių dėl augalų poveikio ir vabzdžių įkandimų“, - sako daktaras Chenas. „Jei atsiranda bėrimas, kuris nepraeina, kreipkitės į sertifikuotą dermatologą, kuris gali padėti nustatyti priežastį ir rekomenduoti tinkamą gydymą.
Šie drugeliai išsivystė valgyti nuodus. Kaip tai galėjo atsitikti?
Mokslininkai atskleidė genų mutacijų seką, dėl kurių monarchas drugelis galėjo klestėti ant toksiškų pienžolės.
Drugelio monarcho vikšras minta tik pienžolėmis – nuodingu augalu, kuris turėtų jį nužudyti. Vikšrai klesti augale, net kaupdami jo toksinus savo kūne, kad apsaugotų nuo alkanų paukščių.
Dešimtmečius mokslininkai stebėjosi šiuo pritaikymu. Ketvirtadienį mokslininkų komanda paskelbė, kad jie tiksliai nurodė pagrindinius evoliucinius žingsnius, dėl kurių tai įvyko.
Kad drugeliai iš pažeidžiamų taptų atsparūs, reikėjo tik trijų genetinių mutacijų, pranešė mokslininkai žurnale „Nature“. They were able to introduce these mutations into fruit flies, and suddenly they were able to eat milkweed, too.
Biologists hailed it as a tour-de-force that harnessed gene-editing technology to unscramble a series of mutations evolving in some species and then test them in yet another.
“The gold standard is to directly test mutations in the organism,” said Joseph W. Thornton, an evolutionary biologist at the University of Chicago. The new study “finally elevates our standards.”
Insects began dining on plants over 400 million years ago, spurring the evolution of many botanical defenses, including harsh chemicals. Certain plants, including milkweed, make particularly nasty toxins known as cardiac glycosides.
The right dose can stop a beating heart or disrupt the nervous system. For thousands of years, African hunters have put these poisons on the tips of arrows. Agatha Christie wrote a murder mystery featuring foxglove, which produces cardiac glycosides.
The toxins gum up so-called sodium pumps, an essential component of all animal cells. “It’s a very vulnerable point, and plants have targeted it,” said Susanne Dobler, a molecular biologist at the University of Hamburg in Germany.
These pumps move positively charged sodium atoms out of cells, giving their interiors a negative charge. Heart cells need sodium pumps to build enough electrical charge to deliver a heartbeat. Nerves use the pumps to produce signals to the brain. If the pumps fail, then those functions come to a halt.
Despite the dangers, monarch caterpillars are completely dependent on toxic milkweed. Females lay their eggs on the plants, and the caterpillars eat as much as they can before forming a chrysalis.
VaizdasAs they develop into adults, the pupae shuttle milkweed toxin from their guts to their new wings. After emerging from the chrysalis, the monarchs become flying poison. Birds that try to eat the insects vomit them back up.
To understand how monarchs evolved this adaptation, Dr. Dobler and her colleagues took advantage of the fact that other insect species also have evolved a resistance to cardiac glycosides. A few even eat milkweed.
The researchers compared the genes that serve as blueprints for the sodium pump in poison-resistant species, like the milkweed beetle and the milkweed bug. Most of these species, it turned out, had gained the same three mutations.
But the mutations did not pop up all at once. Instead, they arose one after another.
Monarchs share one of the mutations with a related butterfly that doesn’t eat milkweed, and a second mutation with a closer relative that eats milkweed but doesn’t store cardiac glycosides in its wings. The third mutation arose in an even more recent ancestor.
Gaining these mutations gradually altered the sodium pumps in the monarchs’ cells, Dr. Dobler suspected, so that the cardiac glycosides couldn’t disrupt them. As the butterflies became more resistant, they were able to enjoy a new supply of food untouched by most other insects.
Noah Whiteman, an evolutionary biologist at the University of California, Berkeley, led the effort to test this hypothesis. “These three mutations may be the thing that unlocked the door” for the butterflies , he said.
He and his colleagues figured out how to use Crispr, the gene-editing technology, to introduce the mutations into fruit flies. The flies survive on rotting fruit, and even a small dose of cardiac glycosides can be deadly to them.
The researchers began by giving the flies the first mutation to arise in the ancestors of monarchs. The larvae that carried this mutation were able to survive on a diet of yeast laced with low levels of cardiac glycosides.
The second mutation let the flies withstand even more toxins, and the third made them entirely resistant. With all three mutations, the flies even ate dried milkweed powder.
The third mutation had another striking effect. When the flies with the gene developed into adults, their bodies carried low levels of cardiac glycoside, useful as a defense against predation.
BEST LARDER BEETLE SPRAY ^
For large areas, using a liquid concentrate will prove more cost effective. And for larder beetles, the best option is BITHOR.
Mix 1 oz per gallon of water and apply the mixture to baseboards, carpeting and other surfaces where beetles are active or thought to be hiding. Be sure to treat once every two weeks during initial phases of treatment and then monthly to insure they don’t return.
Now its important to understand Bithor will only kill adults and larvae. So for long term control, add NYLAR to the tank mix. Nylar is a growth regulator and essentially helps by preventing larvae from growing into mature, reproducing adults. It won’t kill adult stages but it will help a lot because it will translocate to all areas well beyond where you spray. This means you can’t miss when Nylar is added and in most cases, its what you need to end the problem once and for all.
Nylar is active for many months too so even after the Bithor wears down, if you included Nylar you’ll have something in place working long after you’re done spraying. Larder beetles can be persistent so it’s smart to employ long lasting materials. Nylar is such a product and is a great product by itself to keep beetles from ever getting established.
Lastly, make sure you make the applications with a good PUMP SPRAYER. Our sprayer comes with a selection of tips and nozzles enabling the spray to be applied properly. A wide swath is needed and the material must be distributed evenly which most pump sprayers can’t do.
Larder beetle control can be done once you know where to treat and what they are targeting. Remember, they’re excellent flyers and will many times find different areas of the home to occupy. Animal mounts, horse hair mattresses and just about any natural fabric or material in the home can become food for this ferocious insect.
FS MP Aerosol might be easy to use and handy but it may not be the most economical option if you have a large home to treat. So for treating the entire home, go with Bithor along with Nylar (the egg killer). Lastly, install larder beetle traps to monitor the problem and make sure as much of the home is treated as possible.
What happens in my body when I get food poisoning?
Was it the leftovers you had for lunch, or that dodgy takeaway?
Most of us are all too familiar with the unpleasant symptoms of food poisoning, from vomiting to diarrhoea and debilitating stomach cramps. Although viruses play a role, bacteria are common offenders, with Salmonella and Campylobacter topping the poisoning charts. Some bacteria wreak havoc by multiplying in the body before delivering their toxins, which spark an immune reaction in the gut. Others, such as Staphylococcus aureus, poison us by contaminating food with toxins.
Bacteria enter
Some bacteria or enterotoxins (intestinal toxins) can survive harsh stomach conditions, making their way to the gut. There, the misery begins, sometimes up to 72 hours after eating the offending meal.
Bacteria multiply
Undetected by the body’s immune system, the bacteria quietly multiply, producing toxins. These invade and penetrate the gut lining, setting off a strong immune response.
Immune response
Immune cells release signalling proteins called pro-inflammatory cytokines, which set in motion a series of steps causing gut inflammation and swelling, leading to discomfort.
Flooded intestines
The intestinal wall is designed to absorb nutrients and water from food. Bacterial toxins can cause pores to open in the wall, allowing water and other molecules to flood in.
Diarrhoea and dehydration
The excess fluid and electrolytes in the gut lead to watery diarrhoea, which has a beneficial role of flushing out the bacteria and their toxins. It can, however, cause dehydration.
Some bacteria don’t cause vomiting, but Staphylococcus aureus enterotoxins do. Research suggests that they may stimulate the vagus nerve which transmits a signal to the brain’s vomiting centre.
Subscribe to BBC Focus magazine for fascinating new Q&As every month and follow @sciencefocusQA on Twitter for your daily dose of fun science facts.
Can an insect poison itself with food? – Biologija
I frequently write about genetic engineering (GE) and genetically modified organisms (GMOs) on this blog, and I do that because GMOs are often misunderstood and villainized when, in reality, they have enormous benefits and a huge potential both for human health and protecting the environment. We can design them to have increased nutritional content (e.g., golden rice), to brown more slowly thus resulting in less food waste (e.g., arctic apples), to have reduced carcinogens thus lowering cancer risk (e.g., GMO potatoes), to be herbicide resistant thus increasing farming efficiency and reducing land use (e.g., Roundup-ready crops), to be resistant to insects thus reducing pesticide use (e.g., Bt GMOs), etc. Yet despite all these benefits, ill-founded arguments against GMOs abound.
In this post, I specifically want to talk about the Bt GMOs, because they are particularly beneficial. I’ve written about their benefits at length before, but, in short, because they produce their own insecticides rather than having to be sprayed with insecticides, implementing them results in a massive reduction in pesticide use (Shelton et al. 2002 Cattaneo 2006 Lu and Desneux 2012), increased crop yields (Shelton et al. 2002 Cattaneo 2006 Vitale et al. 2010), reduced impacts on non-target organisms (e.g., bees and butterflies Marvier et al. 2007 Wolfenbarger et al. 2008 Comas et al. 2014), improved bio-diversity (Lu and Desneux 2012), and enormous economic benefits for farmers (Hutchison et al. 2010). Given all these advantages when compared to either traditional or organic farming, you’d think everyone would be onboard with Bt GMOs. After all, by far, the three most common anti-GMO arguments that I encounter are 1). GMOs increase pesticides, 2). GMOs are bad for biodiversity/bees/monarchs, and 3). GMOs are somehow bad for farmers. These arguments are problematic in general, but they are clearly blatantly false when it comes Bt GMOs. Nepaisant to, Bt GMOs are villainized, often by arguing that they “obviously must be bad for human health since they produce their own poison.” This argument generally commits both an appeal to emotion fallacy and a common sense fallacy, but it is also indefensible scientifically, so I want to explain why it is a nonsense argument.
Note: Insecticides are simply pesticides that target insects (herbicides are pesticides that target weeds, fungicides are pesticides that target fungi, etc.)
Kas yra Bt toxin and how is it used?
To being understanding this topic, we need to take a step back and talk more generally about what Bt toxin is and how we have used it historically. It is a chemical (technically a group of chemicals) that is naturally produced by the bacterium Bacillus thuringiensis, and it is strongly insecticidal (i.e., it kills insects). When designing Bt GMOs, scientists took advantage of those insecticidal traits and modified the genes of various crops so that they too would produce Bt toxin. Thus, by expressing those genes, Bt GMOs can produce Bt toxin and kill any insects that try to eat them.
Naudojant Bt toxin to control pests is, however, hardly new. It has been sprayed on crops as an insecticide for decades, including widespread use in organic farming (yes, organic farming does use pesticides, it just limits itself to “natural” pesticides). In other words, this is not something novel that was developed for GMOs. The chemical has been commonly used for decades and is extremely safe for humans (I’ll talk about why it is safe in a minute Mendelsohn et al. 2003). Indeed, in some parts of the world it is even added to drinking water reservoirs to reduce the larvae of harmful insects like mosquitoes, and this is considered to be safe by the World Health Organization (WHO/IPCS. 1999). Further, its widespread use in traditional agriculture (especially organic agriculture) means that you are already exposed to this chemical in your food on a regular basis, and that is fine, because it’s safe for humans at anything but an insane dose. Indeed, its use is so prevalent, that one paper (Hammond and Koch 2012) concluded that,
“It seems likely that dietary exposure to functionally active Cry proteins from application of Bt microbial formulations to vegetables (shortly before harvest) could be similar to or even higher than dietary exposure from consumption of foods derived from Bt crops.”
In other words, you receive a similar exposure to Bt regardless of whether you eat GMOs or conventional/organic crops.
I wanted to take the time to go through all this to make it clear that Bt GMOs aren’t producing some mad science chemical that was concocted in a lab (not that such a chemical would automatically be dangerous). Rather, they are making use of a chemical that is already widely used and that you are already constantly exposed to. The only difference is that for regular crops, the chemical has to be sprayed on entire fields, which wastes time, money, and water, increases greenhouse gas emissions, and kills any non-target insects in the field. Priešingai, Bt GMOs produce the chemical themselves, which means that farmers don’t need to use nearly as many pesticides and only insects that actually eat the crops (i.e., pests) are affected. All of that is obviously a huge advantage for Bt GMOs both environmentally and economically.
At this point, you may legitimately be wondering how Bt toxin can simultaneously be lethal to insects at a very low dose, but safe for humans and anything but an unreasonably high dose. The answer is something known as host specificity. All animals are biochemical machines that run via chemical reactions, and “toxins” or “poisons” operate by either impeding reactions that should be happening or causing reactions that shouldn’t be happening. However, different groups of animals have different biochemistry, and the biochemistry of a mammal (like you and me) is quite different from the biochemistry of an insect. As a result, the chemical mechanisms through which Bt kills insects don’t occur in humans. To put that another way, the fact that something is a poison to insects doesn’t automatically mean that it is a poison to humans.
Without getting too technical, when Bt enters an insect’s digestive system, the alkaline environment causes it to release “Cry proteins.” These proteins bind chemically to specific receptors on the lining of the insect’s gut, which sets off a series of chemical reactions, ultimately resulting in the death of the insect. All of this is very specific to insects and simply cannot happen in humans. First, our stomachs are acidic, not alkaline. So, our stomachs largely degrade the Cry proteins rather than releasing them (Cao et al. 2010). Further, the Cry proteins that survive digestion still can’t do anything harmful because the guts of mammals lack the specific Cry protein-binding receptors that are found in insects (Noteborn et al. 1995). Additionally, even if the Cry proteins manage to bind with non-specific sites, the bond is generally weak and does not cause the damaging chemical reactions that occur in insects (Shimada et al. 2006).
All of this simply means that Bt is very safe in humans because the mode of action through which it kills insects can’t occur in humans. Kitaip tariant, Bt has a high host specificity (i.e. it very specifically targets insects while being safe for mammals). Thus, when talking about humans, it is incorrect to say that Bt GMOs “make their own poison,” because Bt is not poisonous to humans (except at a ridiculous hypothetical dose). Indeed, we consume many things that are poisonous to other animals but safe for us (e.g., chocolate is poisonous to dogs, avocados are poisonous to parrots, etc.).
The conclusion that Bt is safe for humans has, of course, been borne out by numerous studies (reviewed in Hammond and Koch 2012 Hammond and Cockburn 2008). As is standard for toxicology studies, many of these used rat and mice models because our physiology is actually very similar to that of mice and rats, making them good models for understanding toxicity. These studies used crazy high doses (often 4000 mg/kg/day or more) that are way above what you would ever receive from eating GMO crops, and they still failed to find any adverse effects. To get that type of dose in your food from a Bt crop, you would have to eat several hundred thousand kilograms of produce a day (Hammond and Koch 2012)! It is, quite simply, not possible for you to eat enough vegetables to get anything even close to a dangerous dose of Bt. Even Jabba the Hutt on a vegetarian diet couldn’t achieve a toxic dose from eating Bt GMOs. Also, keep in mind, those absurd doses weren’t for LD50s they were being used to look for any adverse effects and failed to find any. So the dose that actually starts to cause problems in humans is even higher than the already absurd doses being used in those studies.
Note: I’m assuming that Jabba the Hutt also lacks Cry protein-binding receptors. I’m not sure if that’s canon.
At this point, it should be obvious that the production of Bt toxin by Bt GMOs does not pose a health risk, because the toxicity of Bt to humans is so incredibly low. Nevertheless, multiple studies have looked at the effects of consuming Bt GMOs (rather than just Bt toxin), and, as you might have guessed, they did not find any evidence that that Bt GMOs are less nutritious than conventional crops, nor did they find any evidence that consuming Bt GMOs is harmful (even when consumed in large quantities, daily, for months at a time Flachowsky et al. 2007 McNaughton et al. 2007 Schrøder et al. 2007 Scheideler et al. 2008 Yuan et al. 2013). Indeed, there is evidence that Bt GMOs are actually safer than their conventional/organic alternatives, because Bt GMOs have reduced mycotoxins (these come from fungi that like to live in holes made by insects Pellegrino et al. 2018).
What about the microbiome?
At this point, I often find that people resort to speculation that the consumption of Bt could disrupt the gut microbiome. First, this argument is not exclusive to GMOs since, as explained earlier, you get Bt toxin for conventional and organic crops as well. Second, multiple studies have looked at the effects of Bt GMO consumption on the gut microbiome, and the results range from “no effect” to (paraphrasing) “slight effect that doesn’t appear to be harmful” (Einspanier et al. 2004 Wiedemann et al. 2007 Buzoianu, et al. 2012, 2013 Yuan et al. 2013). Keep in mind, just about everything affects the microbiome to some degree. So, the relevant question is not, “does it shift the microbiome” but rather, “does it shift it in a way that is harmful?” The evidence to date says that the answer to that question is, “no.”
What about gene transfer?
Another counter argument is that the real danger is that horizontal gene transfer will take place and the genes for Bt will end up either in our genome or the genome of some gut bacteria (horizontal gene transfer is where one organism incorporates another organism’s DNA into its own genome it is basically nature making a transgenic GMO). This is a concern that I frequently hear about GMOs, and it is unmerited for numerous reasons. First, your digestive system does a pretty good job of ripping apart and degrading DNA. It’s not likely that entire genes will make it past the stomach (Rizzi, A. et al. 2012 Yuan et al. 2013). Second, even if they did, why should the one or two genes that we put into a GMO be more concerning than the millions of genes in everything you eat!? When you eat an apple, you ingest the entire genome of an apple (which includes things like genes for producing cyanide) yet I have never heard anyone express concern over horizontal gene transfer from an apple. So, this argument is completely disingenuous. Why should you be concerned about the genes for Bt in a GMO but not concerned about the genes for cyanide in an apple?
Further, Bacillus thuringiensis (the bacteria that we got the Bt genes from) is an extremely common environmental bacteria. I guarantee you that you have eaten that bacteria numerous times in your life. Further, other bacteria that you have ingested have surely been exposed to Bacillus thuringiensis before being ingested. In other words, there are plenty of opportunities for Bt horizontal gene transfer without GMOs, yet no one is concerned about them (with good reason). Like so many anti-GMO arguments, this line of reasoning holds GMOs to an extremely different standard than everything else. It’s just not a legitimate concern.
“But I don’t want poisons being produced inside me”
I’ve saved this one for last because it is, quite frankly, silly. Nevertheless, I do encounter it from time to time, so let’s talk about it. This argument asserts that what I have said about doses is wrong, because the crops will continue to produce Bt toxin while inside you (thus creating high doses). The problem with this is obviously that vegetables are not continuing to perform biological processes in your gut. They are dead, chewed up, and digested. This argument is like being worried that swallowing a seed will cause a tree to grow out of your stomach.
The argument that Bt GMOs are dangerous because they “make their own poison” is a nonsense argument. It appeals to emotions and the notion of common sense, rather than scientific evidence or logic. The reality is that Bt toxin is host specific, so while it is fatal to insects at even a very low dose, it is safe for humans at anything other than an absurdly high dose. Further, it has been used as a pesticide in both conventional and organic farming for decades, and the amount of Bt you are exposed to from Bt GMOs is very similar to the amount you are exposed to from regular crops. Bt GMOs have been extensively studied and are extremely safe. Even if you ate thousands of kilograms of produce a day, you still would not receive anything even close to a dangerous dose of Bt.
Finally, you don’t have to take my word for this. There is an extremely strong consensus on this topic in the scientific literature, and I have only cited a tiny handful of the available studies. Here are some literature reviews that are worth reading: WHO/IPCS. 1999, Betz et al. 2000, OECD. 2007, Hammond and Koch. 2012, Koch et al. 2015 m.