Bilim, bitki zararlısı böceklerden kurtulmak için ‘korku kokusu’ kullanıyor

Otçul böcekler, bitkilerin gövdelerini, meyvelerini veya köklerini doğrudan yok ederek veya dolaylı olarak bakteriyel, viral ve mantar enfeksiyonlarını mahsule bulaştırarak büyüyen mahsuller için büyük bir tehdit oluşturur.

Tareım ve bitki zararlısı bu böceklere karşılık, bilim insanlar pestisitleri icat ettiler, ancak doğal seçilimin baskısı nedeniyle giderek daha güçlü bir direnç geliştirerek bu zararlıları geri püskürtmek hala bir sorun..,

Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacıları yeni bir çalışmada, ekin tarlalarından ve bahçelerden böcekleri kovmak için ‘korku kokusu’ üzerinde hazır bir fikir sunuyorlar.

Uğur böceği

Pek çok hayvan, tehlike pusuya yattığında duyularını keskinleştirir. Örneğin, koku duyunuz sizi potansiyel olarak ölümcül bir yangın konusunda uyaracaktır. Doğal tepki, zarardan kurtulmaktır. Böcekler bir istisna değildir – aslında, kimyasal iletişim böceklerin hayatta kalması için çok önemli bir adaptasyon olduğundan, çoğu kokulara insanlardan çok daha duyarlıdır.

Böcekler, üremelerine ve kendi türlerinin üyeleriyle iletişim kurmalarına yardımcı olan her türlü feromon salgılar ve tespit eder. Tehditleri tespit etmek için kokuları da kullanabilirler. Örneğin, yaprak bitleri, doğal yırtıcıları olan uğur böceği tarafından salgılanan kimyasalları tespit ettiğinde, böcekler kaçma eğiliminde olacaktır. Penn State’teki araştırmacılar, mahsul zararlılarını savuşturmak için bu kimyasal tepkiyi bir şekilde kullanıp kullanamayacaklarını merak ettiler.

“Küresel nüfusumuz artmaya devam ettikçe, insan nüfusunu sürdürmek için yeterli gıda üretebilmemiz için mahsul korumasını geliştirmeye artan bir ihtiyaç var. Böcek zararlıları, dünya çapında tarımsal üretimdeki en büyük zorluklardan biridir ve onları yönetmek çok önemlidir. Bununla birlikte, bu zararlılarla savaşmak için yaygın olarak kullanılan pestisitler, insan ve çevre sağlığı için sorunlu olabilir ve çiftçiler, pestisit yasakları ve kısıtlamalarının yanı sıra bu kontrol yöntemine karşı onları daha az etkili kılan haşere direncini giderek daha fazla deneyimliyorlar. Penn State’de Arthropod Ekolojisi ve Trofik Etkileşimler Yardımcı Doçenti Sara Hermann , bu nedenle, insektisitlerin azaltılmış veya ortadan kaldırılmasıyla böcek haşere baskısını azaltmak için sürdürülebilir yollar belirlemek ve geliştirmek için ilham aldık” dedi..

“En önemli hedeflerimizden biri, bu zararlıların mahsul bitkileri üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak için yırtıcı böceklerin zararlı otçullar üzerindeki etkisini artırmaya çalışmaktır. Yırtıcı böcekleri haşereleri yemeye teşvik etmek yerine, laboratuvarımızda korkuyu dizginlemek veya zararlıları rahatsız etmek için yenmek için mahsul bitkileri üzerindeki etkilerini sınırlayacak şekillerde çalışıyoruz ”diye ekledi.

Penn State’de doktora sonrası araştırmacı olan Hermann ve Jessica Kansman, yaprak bitlerinin ve diğer otçul böceklerin yırtıcı hayvanların kokusunu aldıkları tarlalardan ve bahçelerden uzaklaşacaklarını gösteren saha deneyleri yaptılar. Dahası, bu kimyasallara maruz kalmak böceklerin üreme oranlarını yavaşlatır ve kanat geliştirme yeteneklerini artırır, her ikisi de tehditlerden kaçmak için onları daha iyi donatmak anlamına gelen doğal davranışlardır. Hangi bileşiklerin yaprak bitlerinin uğur böceğinin kimyasal varlığına tepki vermesine tam olarak neden olduğu sorusu kaldı.

Penn State’teki araştırmacılar, yeni çalışmalarında, uğur böceği tarafından salgılanan uçucu kokuları belirlemek ve çıkarmak için gaz kromatografisi-kütle spektrometrisini kullandılar. Daha sonra canlı yaprak bitlerinin antenlerini bir elektroantennogram (EAG) makinesine bağladılar ve hangi bileşikleri tespit edebileceklerini görmek için onları uğur böceği tarafından salınan her bir kimyasal bileşene maruz bıraktılar.

Bunu söylemek yapmaktan daha kolay, çünkü böcek ekolojisi, saha çalışması sırasında kötü hava koşullarına göğüs germekten hassas örneklerin işlenmesine kadar kendi adil payını içeriyor. Ancak araştırmacılar bu zorlukların üstesinden gelmeyi başardılar.

“Yaprak bitleri KÜÇÜK. Bu nedenle, görsel gözlemler yerine özel araçlar ve teknikler kullanarak davranışlarını değerlendirmek için yaratıcı olmak zorunda kaldık.

“Ekolojik araştırmalar gerçekten komik olabilir, çünkü anlamaya çalıştığımız belirli etkileşimleri izole etmek için yaratıcı olmalıyız. Sık sık, işin %50’den fazlasının sanat ve zanaat olduğunu söylerim, sadece satın alınamayan deneylerimizi yapabileceğimiz arenalar geliştirmek. Bu proje için tüm laboratuvara bir dikiş makinesinin nasıl kullanılacağını öğretmek zorunda kaldım, böylece yaprak bitlerimiz ve uğur böceklerimiz dışındaki organizmaları dışlayabilecek tarla kafesleri oluşturabildik. Harcamalarımızı ve satın almalarımızı haklı çıkarmak, iş ofisinde okumak gülünç olmalı!” dedi Hermann.

Uğur böceği tarafından salınan sayısız bileşikten, yaprak bitleri, EAG sinyalinden yola çıkarak, izopropil metoksipirazin, izobütil metoksipirazin ve sek-bütil metoksipirazin gibi metoksipirazinlere karşı en güçlü reaksiyona sahipti.

Bu başlangıç ​​kimyasallarını kullanan araştırmacılar, şimdi sahada test edilmesi gereken özel bir koku kokteyli geliştirdiler. Kokteyl, kokuların gerçek dünyada ekin tarlalarından ve bahçelerden zararlıları uzak tutmada gerçekten etkili olup olmadığını belirlemek için bir uçucu yağ difüzöründen püskürtülür. Bu uçucu kimyasallar bitkilere püskürtülmek yerine atmosfere dağılır.

“Bundan dolayı organizmalar, bitkiler ve insanlar ürünle temas etmeyecek, bu da toksisite riskini oldukça düşük ve yönetim stratejisini güvenli hale getirecektir. Bu kokuların, faydalı tozlayıcılar ve diğer yırtıcı veya parazit böcekler de dahil olmak üzere, böcek topluluğunun diğer üyelerini etkileme potansiyelini inceliyoruz, ”dedi Hermann.

Durum buysa, çiftçiler ve bahçıvanlar geleneksel pestisitlere karşı toksin içermeyen yeni bir alternatife sahip olabilirler.

“Bir sonraki adımımız, bu stratejiyi, kullandığımız Brassica’nın ötesinde diğer mahsullerde denemek olacak. Bu araştırmanın bir avantajı, uğur böceklerinin birçok farklı haşerenin avcısı olmalarıdır, bu nedenle bu tekniği kullanarak diğer mahsullerdeki diğer haşereleri de kontrol edebiliriz. Bu saha çalışmalarının sonuçları, bir endüstri ortağıyla birlikte geliştireceğimiz bir difüzörün tasarımını bilgilendirecek ve bu araç yaygın olarak kullanıma sunulmadan önce yapılması gereken diğer saha denemelerine doğru bizi yönlendirecek.” dedi.

Yeni çalışmanın yazarları, bulgularını bu hafta düzenlenen Amerikan Kimya Derneği’nin (ACS) sonbahar toplantısında sunacaklar .