העבודה של ג'סיקה מטקאלף מסריחה. פְּשׁוּטוֹ כְּמַשׁמָעוֹ. אבל המחקר של הפרופסור באוניברסיטת קולורדו סטייט עשוי להיות המפתח להגנה על בעלי חיים וחיות בר מפני טפיל אוכל בשר.
בפרויקט שמומן לאחרונה על ידי משרד החקלאות האמריקאי, מטקאלף בוחנת חומרים בעלי ריח רע כדי להבין מה מושך את תולעת הברגים של העולם החדש לארוחה האהובה עליה – פצעים פתוחים – כדי שתוכל לפתח פתיונות טובים יותר ללכידת האיום החמור הזה על תעשיית בעלי החיים. המזיק הודבר בארצות הברית לפני יותר מ-50 שנה אך נמצא בטקסס בתחילת יוני.
כאשר פצע מתחיל להריח, זה הזמן שבו אתה יודע שהוא עלול להיות נגוע ושופע חיידקים. ריחות רעים הם בין תוצרי הלוואי הכימיים של חיידקים, ואותם כימיקלים חיידקיים מסריחים שגורמים לסלידה ודאגה לבני אדם מושכים את תולעת הברגים של העולם החדש – סוג של זבוב.
אנחנו משתמשים ברמזים החיידקיים האלה כדי להתרחק מדברים מסוימים – לא לאכול בשר מקולקל, למשל. החרקים משתמשים בהם מסיבה אחרת. הם כמו, 'כן, תביא את זה, זה מריח כמו מקום נהדר להטיל בו ביצים'".
ג'סיקה מטקאלף, פרופסור, אוניברסיטת קולורדו סטייט
זבוב תולעת הברגים של העולם החדש מטיל ביצים בפצעים ובפתחי גוף. הרימות שצצות אז ניזונות מרקמה חיה. זה יכול להדביק כל חיה בעלת דם חם, כולל אנשים וחיות מחמד, אם כי יש סיכון נמוך בארצות הברית. ללא טיפול, הטפיל יכול להיות קטלני.
ה-USDA הכריז לאחרונה על מימון של 105 מיליון דולר עבור 40 פרויקטים, כולל זה של Metcalf, לשיפור ההגנה של המדינה מפני תולעת הבורג החדש. נכון ל-23 ביולי, הטפיל זוהה בבקר, כבשים, עיזים ושני כלבים בטקסס ובכלב נוסף בניו מקסיקו. מטקאלף ומשתפי הפעולה שלה שואפים לעזור למנוע את התפשטותו.
בניית פיתיון טוב יותר
איתור הוא הצעד הראשון לשליטה בתולעת הברגים של העולם החדש. אחד הפתיונות הנפוצים ביותר מנצל ריחות המיוצרים על ידי חיידקים מבשר נרקב, כך שהוא מושך אליו זבוב עפר קרוב, תולעת הברגים המשנית, המעדיף דיאטה של בשר מת. המלכודות מתמלאות בתולעת המשנית השופעת, מה שמקשה על זיהוי תולעת הבורג החדש המזיקה יותר. הפרויקט של Metcalf יפתח פתיונות ספציפיים לתולעת הברגים של העולם החדש באמצעות ריחות המיוצרים על ידי חיידקים מפצעים לניטור משופר.
ריחות אלו המיוצרים על ידי חיידקים ידועים כתרכובות אורגניות נדיפות, או תרכובות כימיות אורגניות שמתאדות בקלות.
הצוות של Metcalf יבחין את ההבדל בין ה-VOCs שמושכים את תולעת הברגים של העולם החדש לעומת תולעת הברגים המשנית. במילים אחרות, מה כל כך מושך את תולעת הברגים של העולם החדש בבשר חי על פני בשר מת, היכן שהיא לא תגרום נזק?
זבובי מכות נושאים גם חיידקים משלהם, שבהם הם משתמשים כדי לתקשר בין המינים. חיידקים אלה מאותתים לזבובים אחרים היכן למצוא מארח מתאים, ומרכיבים את ההדבקה.
הצוות של Metcalf יבחין אילו חיידקים נמצאים ב-NWS לעומת תולעת הברגים המשנית כדי לסייע בתכנון פתיונות טובים יותר למלכודות. הידיעה מה מושך את NWS עשויה לשמש גם כדי להפנות אותו הרחק ממארחים חיים.
"מכיוון שעבדנו על הקשר בין חרקים, חיידקים ופירוק בעלי חיים במשך 15 השנים האחרונות, ותולעת הברגים של העולם החדש התפתחה מפורק – חרק שמנצל בשר מת כדי לגדל את הצעירים שלו – היינו ערוכים היטב להתמודד עם הבעיה הזו", אמר מטקאלף.
לעבודה של Metcalf עם החיידקים שמפרקים בעלי חיים, כולל בני אדם, יש יישומים מדעיים משפטיים. היא ומשתפי הפעולה שלה גילו שהחיידקים הקיימים בגוף יכולים לקבוע במדויק את שעת המוות – מידע שימושי לפתרון פשעים.
"השגנו הבנה בסיסית של פירוק בעלי חיים באתר השדה הראשי שלנו בהאנטסוויל, טקסס", אמר מטקאלף. "המדע הבסיסי עומד בבסיס הכלים שאנו בונים למדע משפטי בהערכת כמה זמן אדם מת. מסתבר שאנו יכולים גם למנף את אקולוגיית הפירוק, הנשענת במידה רבה על זבובים ושותפיהם החיידקיים, כדי לשפר את המעקב והשליטה על תולעת הברגים של העולם החדש".
הצוות של Metcalf, כולל סגל CSU קיילה בורטון וקלי רייטון, ישתמשו בכלי ניתוח נתונים גנומיים וכימיים מתוחכמים באמצעות שותפות עם רשת Colorado State Microbiome (CoSMic).
רשת בעלי עניין
מטקאלף ומשתפי הפעולה שלה יגייסו את עזרתם של מתנדבים בשטח, כולל יצרני בעלי חיים, וטרינרים וביולוגים של חיות בר, כדי לשטוף פצעים של בעלי חיים לצורך בדיקות מעבדה. בעלי עניין אלו יקבלו תוצאות אבחון מבדיקות המעבדה וייהנו מהפתרונות שפותחו במסגרת הפרויקט. בינתיים, המעבדה של Metcalf במחלקה למדעי בעלי החיים של CSU תשווה בין חיידקי פצעים וריחות לדגימות של חיות מתות.
כדי לבנות את רשת בעלי העניין, צוות המחקר ממנף שותפים כלל-מדינתיים, כולל איגודי יצרנים, סוכנויות מדינה, CSU Extension ותחנת הניסויים החקלאיים של CSU ומעבדות האבחון הווטרינריות. בעלי עניין יקבלו מידע על תולעת הברגים של העולם החדש, ציוד לדגימה והדרכה. משתפי פעולה בפרויקטים בטקסס, אריזונה וניו מקסיקו יבצעו הסברה ודגימה דומים.
טרייסי גולדשטיין, מנהלת One Health Institute של CSU, תתאם פעילויות הסברה, הדרכה ודגימה ברחבי הרשת. היא אמרה שהרשת צריכה להיות רחבה ככל האפשר כדי לצפות בתולעת הברגים של העולם החדש, כי אם היא פוגעת בחיות בר, זה יהיה מאתגר במיוחד לשלוט בה.
"לזבוב המסוים הזה לא אכפת אם אתה בן אדם, צבי, חזיר או תרנגולת. הוא יפול על הכל, וזה קצת מפחיד", אמר גולדשטיין. "זה גם חלק מהסיבה שקשה לנהל את זה. אנחנו באמת צריכים את כל העיניים והאוזניים שם על הקרקע כדי לעזור להבין אם ומתי זה מגיע לקולורדו".
ג'וליה הרמן, וטרינרית מומחית לבקר מטעם התאחדות הבקר הלאומית לבקר, תחבר בין יצרנים ברחבי הארץ עם המחקר. לדבריה, יצרנים באזורי נגיעות נדרשים לבדוק כל בעל חיים עבור פצעים, ויש לרפא פצעים לפני שהם יכולים להעביר בעלי חיים.
"אנחנו לא יכולים לטפל בדרכנו לצאת מהבעיה הזו", אמר הרמן. "חייבים להיות לנו דרכים אחרות לנהל את הזבוב הזה, והפרויקט הזה מספק דרך שנוכל להקטין את אוכלוסיית זבובי תולעי הברגים בעולם החדש."
היא הוסיפה, "למרות שתולעת הבורג של העולם החדש לא משפיעה על הרבה בעלי חיים, היא משפיעה על תעשיית הבקר בכללותה, החל מרווחת בעלי חיים ועד אתגרי תחבורה ועד לתוספת זמן וכסף ומשאבים כדי למצוא את הזחלים של הזבוב הזה ולטפל בפצעים. אני מקווה שנוכל להוריד קצת מהלחץ הזה מהיצרן ולמזער את אובדן הזמן והמשאבים עם פרויקטים של ד"ר Metcalf.
שאלת מחקר נוספת ופתרון אפשרי
המאמץ הבינלאומי הנוכחי לנהל את תולעת הברגים של העולם החדש מבוסס ברובו על הקרנת זבובים זכרים כדי להפוך אותם לסטריליים. משרד החקלאות והמשרד לפיתוח החקלאות של פנמה מפעילים בפנמה מתקן שמגדל, מעקר ומשחרר מיליוני זבובי תולעי בורג בעולם החדש. נקבות זבובים מזדווגות רק פעם אחת, וכשהן מזדווגות עם זכרים סטריליים, הביצים שלהן לא בוקעות.
זה למעשה הרחיק את המין מארה"ב במשך עשרות שנים, אבל בשנת 2023 החל החרק אוכל הבשר לעשות קאמבק במקסיקו ובמרכז אמריקה. המחקר של Metcalf ייתן לצוות שלה את הנתונים כדי להעריך אם זכרים סטריליים מאבדים את משיכת החיידקים שלהם במהלך העיקור.
"תוצאה פוטנציאלית נוספת של המחקר שלנו היא ההבנה כיצד נוכל להפוך את הזבובים הסטריליים למתאימים יותר", אמר מטקאלף.
CSU Ph.D. הסטודנט אנתוני גריגסבי, אנטמולוג משפטי ומיקרוביולוג במעבדה של מטקאלף, אמר שהבנת מה משפיע על התנהגות זבובי העוף ותפקידם האקולוגי יכול להיות מועיל בשליטה על מזיקים של בעלי חיים ובני אדם.
"כל כך הרבה מעבודת ההדברה על תולעי ברגים של העולם החדש עד לנקודה זו הייתה תלויה בשיטות שנוצרו לפני למעלה מחצי מאה", אמר. "אנחנו יכולים לעזור לחדש את התשתית העומדת בבסיס תוכניות טכניקת חרקים סטריליים יחד עם ההבנה שלנו באקולוגיה של תולעי בורג עם הפרויקט הזה."
