Геномика популяций указывает на итальянское и североамериканское происхождение Popillia japonica в Швейцарии

Маленький жук с большим следом

Японский жук может выглядеть безобидно, но этот сверкающий зелёный насекомое быстро становится одним из самых тревожных фитофагов в Европе. Он объедает листья, цветы и плоды сотен сельскохозяйственных и садовых растений, а его распространение может обходиться фермерам и городам в миллионы евро каждый год. В этом исследовании используются ДНК-подсказки от жуков, собранных по всей Швейцарии и в других странах, чтобы восстановить, как этот вид попал в страну и как он сейчас перемещается по ней — сведения, которые помогут властям закрыть двери для будущих нашествий.

Как жук стал мировым путешественником

Изначально японский жук обитал только в Японии. За последнее столетие он, однако, попал в Северную Америку, на Атлантические Азоры и в материковую Европу, воспользовавшись перевозками людей и товаров. Попав на новое место, он приживается на газонах, виноградниках, садах и полях: взрослые особи «скелетируют» листья, а личинки питаются корнями. Изменение климата делает большие участки Европы, включая значительную часть Швейцарии, более пригодными для этого вида. Власти уже отнесли его к приоритетным вредителям, и прогнозы показывают, что без серьёзного контроля ущерб может вырасти до миллиардов евро в год.

Отслеживание нашествий по ДНК

Чтобы понять, как жук попал в Швейцарию, исследователи собрали 42 жука из 14 мест по всей стране и объединили эти данные с ДНК 83 ранее изученных особей из Японии, Северной Америки, Азор и Италии. Вместо того чтобы рассматривать несколько генов, они считывали большие фрагменты генома каждого жука и сравнивали сотни тысяч генетических маркеров. С помощью статистических методов, группирующих особей по генетическому сходству, а также филогенетических «родословных» и моделей истории популяций, удалось определить, какие швейцарские популяции тесно связаны между собой и откуда их предки, вероятно, прибыли.

Два отдельных пути проникновения в Швейцарию

Генетические паттерны показали чёткое разделение на два основных маршрута проникновения. Жуки из южной и центральной Швейцарии — включая Тичино, Валейс, Люцерн, Швиц, Ури и Базель — образовали плотный кластер с жуками с севера Италии. Это свидетельствует о непрерывном распространении, начавшемся после установления вида в Италии в районе аэропортов Милана с последующим продвижением на север через границу. Напротив, жуки из Клотена, рядом с аэропортом Цюриха, сгруппировались с популяциями из США и Канады, а не с итальянскими и тичинскими особями. Демографические модели, имитирующие разные сценарии нашествия, убедительно поддержали идею о том, что популяция в Клотене — независимое завозное введение непосредственно из Северной Америки.

Автомагистрали и авиамаршруты как коридоры нашествия

Исследование также подчёркивает, как сети человеческого транспорта формируют продвижение жука по ландшафту. Единичные находки и новые очаги в центральной Швейцарии выстраиваются вдоль главной магистрали север—юг и железнодорожной линии, соединяющей Тичино с Базелем. Это указывает на то, что жуки или их яйца и личинки в почве и растениях непреднамеренно перемещаются на транспортных средствах, строительных материалах или в торговых растениях. В то же время очаг в Клотене рядом с крупным международным аэропортом подчёркивает роль дальних авиаперевозок в заносе совершенно новых популяций из-за океана, несмотря на существующие инспекции и карантинные меры.

Что это означает для защиты посевов и ландшафтов

Показав, что проблема японского жука в Швейцарии подпитывается как региональным распространением из Италии, так и новыми завозами из Северной Америки, исследование однозначно указывает, что меры борьбы должны действовать на двух направлениях. Необходимы усиленные проверки и процедуры очистки в аэропортах, чтобы пресечь новые завозы, а также усиленный мониторинг вдоль ключевых дорог и железных дорог, чтобы выявлять «спутниковые» популяции на ранних стадиях, до их быстрого разрастания. Важна и общественная осведомлённость, поскольку путешественники и садоводы могут невольно переносить насекомое в новые районы. Генетическая «дорожная карта», созданная в этом исследовании, помогает Швейцарии точнее настроить систему защиты и может служить моделью для других стран, сталкивающихся с растущей проблемой инвазивных насекомых в условиях потепления и высокой связанности мира.

Цитирование: Pedrazzini, C., Funari, R., Cucini, C. et al. Population genomics identifies Italian and North American origins of Popillia japonica in Switzerland. Sci Rep 16, 8445 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39440-4

Ключевые слова: Японский жук, инвазивный вид, Швейцария, генетическое прослеживание, борьба с вредителями