Cochliomyia hominivorax není jen tak obyčejná moucha. Matky šroubovic kladou vajíčka do otevřených ran a vylíhlé larvy se pak živí obnaženým masem. Tento škůdce byl v Severní Americe vymýcen ve 20. století pomocí techniky sterilního hmyzu a až do vypuknutí epidemie na ostrově Florida Keys koncem roku 2016 se v USA nově neobjevil. Nový článek v časopise Journal of Medical Entomology podrobně popisuje reakci entomologů a úředníků na místní, státní, národní a mezinárodní úrovni na toto ohnisko. (Foto: Judy Gallagher/Flickr, CC BY 2.0)
Desátého října 2016 přistálo v Marathonu na ostrově Florida Keys letadlo s 2 736 000 pasažéry. Byla to armáda povolaná od našich spojenců v Panamě, která byla vyslána, aby souostroví obsadila a bránila ho před útočníky. Vojáci samozřejmě o své misi nic nevěděli, stejně jako nikdo z následných vln téměř 200 milionů posil.
Byly to přece jen mouchy.
No, ne jen tak ledajaké mouchy
Ještě před deseti dny téměř nikdo v kontinentálních Spojených státech neviděl ve volné přírodě Cochliomyia hominivorax za celou generaci. Likvidace mouchy šroubovice na konci padesátých let 20. století stojí v dějinách ochrany proti hmyzím škůdcům jako vrcholný úspěch, z velké části proto, jak ničivá C. hominivorax může být. Rozhodně to není jen tak obyčejná moucha. Matky šroubovice kladou vajíčka do otevřených ran a vylíhlé larvy se pak živí obnaženým masem. Terčem se mohou stát volně žijící zvířata, domácí mazlíčci, a dokonce i lidé, ale nejvýznamnější je potenciální účinek těchto much na hospodářská zvířata; odhaduje se, že Spojené státy každoročně ušetří 1,3 miliardy dolarů na škodách na hospodářských zvířatech tím, že tohoto škůdce drží na uzdě.
Mouchy zaslané z Panamy také nebyly jen tak ledajaké. Byly to také šroubovice, ale s jedním zásadním rozdílem: Všechny byly sterilizované. Technika sterilního hmyzu (SIT), jejímž průkopníky byli Edward F. Knipling a Raymond Bushland na americkém ministerstvu zemědělství ve 30. letech 20. století, má jednoduchou koncepci: Vypustí se ohromné množství neplodného hmyzu (jakéhokoli cílového druhu) do oblasti, kde se vyskytuje škodlivý druh, a ten se bude pářit s volně žijícím hmyzem, ale nebude produkovat žádné potomstvo. Při trvalém vypouštění sterilních jedinců se populace škůdce nakonec rozpadne. Jakmile byly vyvinuty účinné prostředky pro masový chov a sterilizaci šroubovicových much (pomocí ozařování v laboratoři), byl tento gambit zaveden. Pokusy začaly počátkem padesátých let 20. století a v roce 1959 byl červotoč na jihovýchodě Spojených států vymýcen. Nakonec byla C. hominivorax zbavena celá Severní Amerika až po panamsko-kolumbijskou hranici.
Do roku 2016. Třicátého září toho roku obdrželi entomologové Steven Škoda, Pamela Phillipsová a John Welch na svá pracoviště na americkém ministerstvu zemědělství (Škoda a Phillipsová v laboratoři Knipling-Bushland U.S. Livestock Insects Research Laboratory v Kerrville v Texasu a Welch v Animal and Plant Health Inspection Service v College Station) e-mail. E-mail přišel od úředníků z Florida Keys a obsahoval snímky mrtvoly jelena s poměrně hrůzným poraněním hlavy napadené podezřelými larvami hmyzu. Později téhož dne se potvrdilo, že vzorek zaslaný do laboratoří Národní veterinární služby je Cochliomyia hominivorax. Šroubovice se vrátila.
Steven Skoda, Pamela Phillipsová a John Welch stáli v čele mimořádné reakce amerického ministerstva zemědělství na výskyt šroubovicových mušek na ostrově Florida Keys v roce 2016. Ohnisko bylo zlikvidováno pomocí techniky sterilního hmyzu, při níž byly během několika týdnů vypuštěny miliony sterilizovaných much šroubovic (Cochliomyia hominivorax) z 30 pozemních vypouštěcích komor (jako na obrázku). (Obrázek byl původně publikován v časopise Skoda et al 2018, Journal of Medical Entomology)
V následujících týdnech a měsících Skoda, Phillips a Welch vedli tým federálních, státních, místních a mezinárodních úředníků v reakci na epidemii, která se na podzim dostala na titulní stránky celostátních novin. Dnes je v časopise Journal of Medical Entomology zveřejněn jejich podrobný popis reakce a poučení z této zkušenosti.
Nakonec byla reeradikace rychlá a v březnu následujícího roku bylo ohnisko nákazy prohlášeno za ukončené. Welch tento úspěch připisuje připravenosti. On a jeho kolegové byli připraveni vyrazit do akce, když jim přišel onen e-mail.
„První, co mě napadlo,“ říká, „bylo, že musím být co nejdříve na Floridě!“
Továrna na šroubovici
Někde v Keys na začátku léta, pravděpodobně na Big Pine Key, se v období páření střetl pár samců jelenů Key a jeden z nich vyšel s poraněním paroží toho druhého. Naneštěstí pro jelena se na Keys nějakým způsobem dostala zpět moucha šroubovice – o rok a půl později si vědci stále nejsou jisti původem nákazy – a zranění jelena se změnilo v nákazu.
Po napadení jelena se objevily další mouchy šroubovice, které vyhledávaly další zraněné jeleny, a cyklus se rozrostl. Do příjezdu týmu USDA bylo kvůli vážně napadeným zraněním (myiáze) utraceno 47 jelenů Key, přičemž první případ se datuje až do začátku července. Situaci ještě zhoršovalo to, že místní úředníci likvidovali napadené jeleny na jediném venkovním „smetišti“. Šroubovice třetího instaru se mohou úspěšně kuklit po zanechání rány na uhynulém zvířeti, a tak praxe likvidace „účinně vytvořila ‚továrnu na šroubovice‘ pro plodné mouchy“, vypráví tým USDA.
Jednalo se o jasné selhání zamýšleného protokolu, které Welch přičítá nedostatečné informovanosti v terénu, protože šroubovice nebyla pozorována tolik let. „Jak se časem měnila demografická situace, následní chovatelé, farmáři a majitelé domácích zvířat nezažili devastaci, kterou šroubovice způsobuje. V tomto ohledu je program eliminace šroubovice obětí svého vlastního úspěchu,“ říká.“
Komory pro vypouštění sterilních mušek šroubovice se během epidemie na Florida Keys v roce 2016 plnily přibližně dvakrát týdně 76 000 kuklami. (Obrázek původně publikován v časopise Skoda et al 2018, Journal of Medical Entomology)
Plán reakce
Po oznámení uvedl tým USDA do chodu svůj plán rychlé reakce, jehož prvky fungovaly ve výzkumné jednotce ARS Screwworm Research Unit přinejmenším od 80. let 20. století. Okamžitě byla informována Panamsko-americká komise pro eradikaci a prevenci šroubovice, známá pod zkratkou COPEG, a také kolegové z floridského ministerstva zemědělství a spotřebitelských služeb, USDA-ARS, USDA-APHIS-International Services a USDA-APHIS-Veterinary Services. COPEG je sídlem programu Screwworm Barrier Maintenance Program, společného úsilí USA a Panamy, jehož prostřednictvím jsou průběžně vypouštěny sterilní mouchy šroubovice, aby se zabránilo zavlékání plodných much zpět do Severní Ameriky. Slouží také jako hlavní producent sterilních šroubovicových mušek pro reakci na ohniska nákazy jinde.
Welch a Škoda dorazili na Floridu 3. října. Phillips je následoval 9. října. „Cítil jsem se připravený, i když trochu přetížený,“ říká Phillips.
Nic méně, pustili se do práce. Postup týmu krok za krokem je podrobně popsán v jejich zprávě v časopise Journal of Medical Entomology, ale mezi hlavní opatření v následujících dnech a týdnech patřilo:
- Do 4. října byl zaveden nový protokol pro likvidaci a dekontaminaci napadených zvířat: zmrazení v mobilní mrazicí jednotce.
- Do 4. října bylo také zřízeno povinné kontrolní stanoviště na floridské zámořské dálnici, které kontrolovalo všechna zvířata opouštějící Keys. Zůstalo v provozu až do konce března a nakonec bylo zkontrolováno více než 17 000 zvířat.
- Byly shromážděny a identifikovány plodné mouchy šroubovice (přilákané hnijícími játry) a některé byly odeslány do Panamy, aby byly testovány na kompatibilitu páření se sterilní populací much.
- Byly prozkoumány lokality a instalovány pozemní vypouštěcí komory (celkem 30), a to na 13 klíčích, kde byly identifikovány mouchy šroubovice, plus Marathon na východě, jako preventivní bariéra.
- Dne 10. října dorazila letadlem z Panamy první zásilka sterilních much COPEG. Přišly ve formě kukel, chlazené tak, aby se objevily až po umístění do pozemních vypouštěcích komor.
- Vypouštění sterilních much, nakonec v celkovém počtu 188,4 milionu, pokračovalo dvakrát týdně až do 25. dubna 2017, ačkoli po 7. listopadu nebyly v Keys nalezeny žádné plodné mouchy šroubovice.
Na ostrově Lower Keys na Floridě probíhalo vypouštění sterilních much (v zóně ohraničené oranžově) v reakci na výskyt šroubovice v roce 2016. Celkem bylo na ostrovech rozmístěno 30 pozemních vypouštěcích komor (vyznačeno oranžovými symboly). Čtyři komory byly umístěny na ostrově Marathon (ohraničeno modrou barvou) jako preventivní opatření ke snížení možnosti rozšíření ohniska nákazy směrem k floridské pevnině. (Obrázek byl původně publikován v časopise Skoda et al 2018, Journal of Medical Entomology)
Většinou vše probíhalo podle plánu. Sběry plodných mušek šroubovic ukázaly, že se populaci podařilo dostat pod kontrolu během několika týdnů, a podle všech indicií bylo ohnisko nákazy do konce roku zvládnuto. Kniplingova a Bushlandova technika sterilního hmyzu opět zvítězila.
Bylo tu však jedno poslední překvapení, které mělo potenciál epidemii znovu rozmetat, když už se zdálo, že je po všem. Dne 6. ledna byl v Homestead na Floridě, jižně od Miami na pevnině, nahlášen pes s nákazou škrkavkou. K veterináři byl odvezen 19. prosince, ale opět nebyl okamžitě nahlášen. Welch, Škoda, Phillips a jejich kolegové se opět vrhli do akce.
Vydali se do Homestead a rychle zřídili pozemní vypouštěcí komory pro sterilní mouchy a zároveň vypracovali plány pro letecké vypouštění z letadel. Při zkoumání oblasti, kde byl pes umístěn, našli 19 prázdných kukel a 13 mrtvých dospělých šroubovic, což potvrdilo, že se v oblasti objevil alespoň malý počet plodných much. Nejhorší scénář se naštěstí nenaplnil. Během několikatýdenního sledování nebyly shromážděny žádné další plodné šroubovice a vypouštění sterilních much na zem skončilo v polovině března. Dne 23. března 2017 USDA prohlásilo ohnisko nákazy za eradikované.
Poučení
Zůstává nejasné, jak se šroubovice dostala zpět na Floridu a odkud se vzala. Genetická analýza odchycených exemplářů zatím nezjistila podobnost s populacemi těchto much z endemických oblastí. Tým USDA poznamenává, že pro budoucí potenciální ohniska by „měla být vytvořena větší knihovna genetických ‚otisků‘, aby v případě potřeby existovala vyšší pravděpodobnost určení oblasti, ze které a ohnisko pochází.“
Po celou dobu reakce na ohnisko šroubovice v roce 2016 na Florida Keys entomologové USDA monitorovali a sledovali množství plodných much šroubovice. Účinným atraktantem byla hnijící játra, často z uhynulých jelenů z Key, kteří během epidemie padli za oběť šroubovici. (Obrázek byl původně publikován v časopise Skoda et al 2018, Journal of Medical Entomology)
Welch říká, že hlavním rizikovým faktorem bylo zpoždění v hlášení, i když možná zvýšená informovanost po vypuknutí epidemie v roce 2016 může v budoucnu pomoci. Skoda dodává, že rychlé hlášení z místní úrovně „by mohlo být rozdílem v rychlé eradikaci na poměrně malém, omezeném území oproti dlouhému a nákladnému projektu pokrývajícímu širší území s perspektivou zamoření domácích zvířat a lidí.“
I přes tyto problémy však Welch hodnotí reakci na ohnisko a opětovnou eradikaci jako jednoznačný úspěch a poznamenává, že šlo o „týmové úsilí lidí a podporu mezinárodních, federálních, státních, okresních a městských agentur; nevládních agentur a soukromých osob.“
Všichni zúčastnění však zůstanou ve střehu. „Osvěta o šroubovici a ostražitost vůči ní musí pokračovat a zlepšovat se,“ říká Welch. „Dokud populace šroubovice přetrvávají, mezinárodní cestování a obchod způsobují, že opětovné zamoření dříve vymýcených oblastí a zavlečení do oblastí, kde se šroubovice nikdy nevyskytovala, představuje skutečné a aktuální nebezpečí.“
„Screwworm (Diptera: Calliphoridae) in the United States:
Journal of Medical Entomology
„Reakce na epidemii na Floridě v letech 2016-2017 a její eliminace“
Journal of Medical Entomology