무균 곤충 기술

무균 곤충 기술(SIT)^[1][2]은 생물학적 곤충 방제의 한 방법으로, 엄청난 수의 무균 곤충들이 야생으로 방출됩니다.방생된 곤충들은 수컷이 바람직하다. 왜냐하면 이것은 보다 비용 효율적이며 암컷은 농작물에 알을 낳거나, 모기의 경우 인간으로부터 피를 채취함으로써 피해를 줄 수 있기 때문이다.불임 수컷은 암컷과 짝짓기를 하기 위해 가임 수컷과 경쟁합니다.불임 수컷과 짝짓기를 하는 암컷은 자손을 낳지 않기 때문에 다음 세대의 개체수가 감소한다.무균 곤충은 자가 증식이 되지 않기 때문에 환경에 정착할 수 없습니다.낮은 인구 밀도에서 무균 수컷의 반복 방출은 더욱 감소시킬 수 있으며, 격리된 경우에는 무균 수컷이 방출되기 전에 조밀한 대상 개체군을 가진 비용 효율적인 통제가 개체군 억제를 받는다.

이 기술은 북미와 중앙아메리카에서 나사로벌레(Cochliomyia hominivorax)를 박멸하는 데 성공적으로 사용되었습니다.초파리 해충, 특히 지중해 초파리(Ceratitis capitata)와 멕시코 초파리(Anastrepha ludens)의 방제에는 많은 성공이 있었다.퀸즐랜드 초파리(박트로세라 트리오니) 퇴치 효과를 알아보기 위해 활발한 연구가 진행되고 있다.

곤충의 생식세포에 대한 X선 광자 조사 효과를 통해 살균을 유도한다.SIT는 유전자 변환(^[3]유전자 공학) 과정을 통해 수정된 곤충의 방류를 포함하지 않습니다.게다가, SIT는 비토종 종을 생태계에 도입하지 않는다.

역사

불임 남성의 사용은 러시아 유전학자 A.S.에 의해 처음 기술되었다. 1940년 ^[4]세레브롭스키가 독자적으로 아이디어를 내 1950년대쯤 실용화했다.Raymond Bushland와 Edward Knipling은 온혈 동물, 특히 소를 잡아먹는 나사벌레를 제거하기 위해 SIT를 개발했습니다; 이것은 암컷 나사벌레가 짝짓기를 한 번만 하기 때문에 효과적이었습니다.이 파리들의 애벌레는 벌어진 상처에 침입하여 동물의 살을 먹어치우고 감염된 소를 10일 이내에 죽인다.1950년대에 스크류 웜은 미국 육류와 유제품 공급에 연간 2억 달러 이상의 손실을 초래했다.구더기는 또한 인간의 살에 기생할 수 있다.

부시랜드와 크니플링은 텍사스 주 메너드의 미국 농업 연구소에서 일하던 1930년대 후반부터 화학 살충제의 대안을 찾기 시작했다.그 당시, 그 나사벌레는 미국 남부 전역의 가축 떼를 파괴하고 있었다.붉은 고기와 유제품 공급은 멕시코, 중앙 아메리카, 남아메리카 전역에서 영향을 받았다.

Knipling은 해충의 번식 주기를 깨는 자기 살처분 이론을 발전시켰습니다.크니플링의 이론에 대한 부시랜드의 열정은 두 사람이 "공장" 환경에서 파리를 사육할 수 있는 방법을 찾고 파리를 살균할 수 있는 효과적인 방법을 찾도록 촉발시켰다.

그들의 작업은 제2차 세계대전으로 중단되었지만, 그들은 1950년대 초에 플로리다 주 사니벨 섬의 나사벌레 개체군에 대한 성공적인 실험으로 그들의 노력을 재개했다.무균 곤충 기술은 효과가 있었고, X선 살균된 파리를 사용하여 근치 근절을 달성했습니다.

성공

1954년, 이 기술은 베네수엘라 해안의 퀴라소 섬 176 평방 마일(460 킬로미터²)에서 나사로벌레를 박멸하기 위해 사용되었습니다.스크류 웜은 7주 만에 제거되었고, 고기와 우유의 공급원이었던 국내 염소 떼를 구했다.

1950년대 후반부터 1970년대까지 SIT는 미국에서 스크류 웜 개체 수를 제어하기 위해 사용되었습니다.1980년대에 멕시코와 벨리즈는 SIT를 통해 스크류 웜 문제를 없앴다.1990년대 중남미 전역에서는 박멸 프로그램이 진행됐고, 파나마에는 남쪽에서 재멸종을 막기 위한 생물학적 장벽이 설치됐다.지도에는 현재 및 이전 분포 지역과 스크루웜플라이의 대략적인 계절적 확산이 표시됩니다.

1991년, 크니플링과 부시랜드의 기술은 북아프리카에서 발생한 심각한 신세계산 나사충의 발생을 막았다.멕시코, 플로리다, 캘리포니아의 지중해 초파리에 대한 프로그램은 파리 없는 상태를 유지하기 위해 SIT를 사용합니다.오키나와산 참외파리를 박멸하고 아프리카 쐐기파리를 퇴치하기 위해 사용됐다.

이 기술은 가축, 과일, 채소, 섬유 작물을 위협하는 곤충을 억제해 왔다.이 기술은 환경적 특성으로 칭송받았습니다. 즉, 잔류물이 남지 않고 비타겟 종에 (직접) 부정적인 영향을 미치지 않습니다.

그 기술은 전 세계 인구를 먹여 살리기 위한 농산물을 보호하는 데 큰 도움이 되었다.부시랜드와 크니플링은 1992년 세계식량상을 비롯한 ^[5]리더십과 과학적 업적으로 세계적인 인정을 받았다.이 기술은 오빌 프리먼 전 미국 농무부 장관으로부터 "20세기 최대의 곤충학적 업적"으로 칭송받았다.

아프리카 트리파노소마증

수면병이나 아프리카 트리파노소마병은 사람에게 기생하는 질병이다.트리파노소마속 원생동물에 의해 발생하며 체체파리에 의해 전염되는 이 질병은 사하라 이남 아프리카 지역의 풍토병으로 약 36개국과 6000만 명이 살고 있다.매년 약 5만 명에서 7만 명이 감염되고 약 4만 명이 사망한다.가장 최근의 전염병은 1896-1906, 1920, 1970년에 발생했다.

쐐기파리에 대한 연구는 암컷이 보통 한 번만 짝짓기를 한다는 것을 보여준다.연구들은 이 과정이 재앙을 예방하는 데 효과적이라는 것을 발견했다.

성공한 프로그램

• 미국, 멕시코, 중앙아메리카, 푸에르토리코,^[6] 리비아에서 살충제(코클리오미아 호미니보락스)가 퇴치됐다.
• 멕시코 초파리(Anastrepha ludens, Loew)는 멕시코 북부 대부분의 지역에서 근절되었다.
• 체체파리는 1998년^[7] 잔지바르, 2014년 ^[8][9]세네갈에서 퇴치됐다.
• 지중해 초파리(Medfly, Ceratitis capitata, Wiedman)는 칠레의 북부 지역과 아르헨티나, 페루, 멕시코의 남부 지역에서 근절되었다.SIT는 크로아티아, 이스라엘, 남아프리카공화국, 스페인의 과일 생산지들을 탄압하고 있다.
• 코들링 나방(시디아 포모넬라)은 캐나다 ^[10]브리티시컬럼비아의 일부 지역에서 효과적으로 억제되고 있다.
• 미국 남서부와 멕시코 북서부에서 퇴치된 분홍색 볼로웜(Pectinophora gossypella.
• 가짜 코들링 나방(Thaumatotibia leucotreta)은 남아프리카의 일부 지역에서 효과적으로 억제되고 있다.
• 선인장 나방(Cactoblastis 선인장)은 멕시코 유카탄에서 발병으로 퇴치되었다.
• 참외파리(Bactrocera cucurbitae, Coquillett)가 ^[11]오키나와에서 퇴치되었다.
• 네덜란드^[12] 양파 산지에서 관리되고 있는 양파파리(Delia antiquea)
• 일본 오키나와 구메 섬과 ^[14]츠켄^[13] 섬에서 고구마 위빌(고구마 포미카리우스)이 퇴치됐다.

대상

• 아노펠레스 모기 – 말라리아^[15] 벡터, 예를 들어 아노펠레스 아라비엔시스.
• 체체파리(Glossina spp.) – 사람에서는 수면병의 매개체, 가축에서는 나가나.
• 뉴질랜드 오클랜드에 사는 사과나방
• 이집트·알보픽투스 모기, 필라리아증 벡터, 뎅기열, 황열, 치쿤구냐, 지카바이러스^[17][18]
• 지중해산 초파리(Ceratitis capitata), 카리브해산 초파리(Anastrepha suspensa), 멕시코산 초파리(Anastrepha ludensa), 호주 퀸즐랜드산 초파리(Bactrocera tryoni), 하와이의 오리엔탈 초파리(Bactrocera dorsalis) 및 기타 여러 호주산 초파리.ia: FAO/IAEA는 전세계 39개의 다른 SIT 시설(DIR-SIT)^[20]을 나열하여 대량 생산 및 방사선량(IDIDAS)^[21]에 대한 정보 검색을 지원한다.여기에는 일반 상품군의 침입에 필요한 방사선량과 SIT를 통한 해충 방제 불임 유도 방사선량에 대한 데이터가 포함된다.
• 일본 오키나와 츠켄 섬에서 나는 서인도산 고구마 위빌.

무균곤충의 월경 수송 이력

무균 곤충의 월경 수송은 지난 1963년 이후 55년 동안 지속적으로 이루어졌습니다.25개국의 50개 무균 공장으로부터 23개국으로의 국경을 넘어 수송된 무균 곤충의 총수는 1조개 이상으로 추정되고 있다.이 오랜 기간 동안 그리고 많은 전례들 동안, 가능한 위험과 관련된 문제가 식별되지 않았기 때문에, 무균 곤충의 수송은 규제 조치를 받은 적이 없다.이 표는 1963년 멕시코 몬테레이에서 미국 ^[22]텍사스로 무균 멕시코 초파리(Anastrepha ludens, Loew)를 운송하면서 시작된 월경 수송의 역사를 보여줍니다.

결점

• 자연히 낮은 개체수 기간이나 반복적인 살충제 처리가 무균 곤충을 사용하기 전에 개체수를 억제하기 위해 요구되기도 한다.
• 지중해 초파리와 같이 유전적 성관계 시스템이 발달한 대규모에서는 쉽게 성별 분리가 이루어질 수 있지만,^[16] 성별 분리는 어려울 수 있다.
• 방사선, 운반 및 방출 치료는 수컷의 짝짓기 적합성을 떨어뜨릴 수 있습니다.
• 그 기술은 종에 따라 다르다.예를 들어, 이 기술은 경제적으로 중요한 6가지 체체 파리 종 각각에 대해 개별적으로 구현되어야 한다.
• 대량 사육 및 조사에는^[23][24] 정밀 프로세스가 필요합니다.예상외로 번식력이 높은 수컷이 방사되면서 실패가 발생했다.
• 방제구역 밖에서 야생곤충의 이주가 문제를 재현할 수 있기 때문에 지역 전체의 접근이 보다 효과적이다.
• 충분한 수의 무균 곤충을 생산하기 위한 비용은 일부 지역에서는 엄청나게 들 수 있지만 규모의 경제에 따라 감소합니다.

결론과 관점

유전자 조작 생물(트랜스제닉 생물)에 근거한 생물 공학적인 접근은 아직 개발 중입니다.그러나 ^[26][27]자연에서 그러한 유기체의 방류를 허가하는 법적 프레임워크가 존재하지 않기 때문에 조사에 의한 멸균이 가장 많이 사용되는 기술로 남아 있다.2002년 4월 8일부터 12일까지 로마 FAO 본부에서 "식물 보호에 트랜스제닉 절지동물 사용 현황 및 위험 평가"에 대한 회의가 열렸다.북미식물보호기구(NAPO)는 이에 따라 절지동물의 합리적 개발의 토대가 될 수 있는 '전인절지동물의 수입 및 제한적 필드 릴리스 가이드라인'에 관한 NAPO 지역표준 제27호를^[29] 제정하기 위해 이 회의의 의사일정을^[28] 이용했다.

경제적 이익

경제적 이점이 입증되었습니다.북미 및 중미 축산업에 대한 스크루웜 박멸의 직접적인 이익은 연간 15억 달러 이상으로 추정되며, 이에 비해 반세기 이상에 걸쳐 약 10억 달러가 투자된다.멕시코는 연간 약 2,500만 달러의 투자를 통해 연간 30억 달러 이상의 과일과 야채 수출 시장을 보호하고 있습니다.메드플라이 프리(Medfly-free)는 칠레의 과일 수출 시장을 최대 5억달러까지 개방한 것으로 추정되고 있다.SIT는 지역 전체에 걸쳐 구현되고 사육 프로세스를 축소할 경우 환경적 ^[30]이익뿐만 아니라 기존 제어와 비용 경쟁력을 갖습니다.

식물의 관련 기술

최근에는 방사된 ^[31]꽃가루를 이용한 잡초에도 SIT와 유사한 기술이 적용되어 싹이 ^[32]트지 않는 변형 종자가 발생하고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

• 곤충의 유전 불임
• 유전자 구동
• 유전자 조작 곤충

레퍼런스

외부 링크

• 모기 피임
• BBC 온라인 기사
• 체체 파리 박멸 계획
• 무균 곤충 기술
• 초파리 무균 곤충 기술(SIT) 프로그램의 무균 수컷 성능 향상
• BBC 기사
• 지역 전체의 통합 해충 관리의 무균 기술 원칙과 실천.Book 2021 Edition, CRC Press Access-date=183-01-13
• 범용 종별 박멸 방법
• "VIDEO: Sterile Insect Technique". Nuclear Techniques for Insect Pest Control - IAEA. Retrieved 2021-11-16.