Így vetnék be a félelem szagát a kerti kártevők ellen

Katica készülődik felszálláshoz. A bogarak alkotják biológiailag az egyik legsokszínűbb állatcsoportot

Némely növényevő rovarok komoly veszélyt jelentenek a termésre, akár közvetlenül, miközben elpusztítják a növények szárát, termését vagy gyökerét, de közvetve is azáltal, hogy gyakran bakteriális, vírusos és gombás fertőzéseket terjesztenek. Erre válaszul találták fel a növényvédő szereket, ám ez számos környezetkárosító hatással is jár. Ez a probléma egy ideje nyugtalanítja a Pennsylvaniai Állami Egyetem kutatóit, akik új tanulmányukban bemutattak egy bevált ötletet, amely a „félelem szagát" használja arra, hogy elűzze a káros rovarokat a szántóföldekről és a kertekből.

A rovarok feromonjait használnák

Sok állat úgymond élesíti az érzékeit, ha veszély leselkedik rájuk. A szaglás például figyelmeztethet egy potenciálisan halálos tűzre. A természetes reakció pedig az, hogy elkerüljük a bajt.

A rovarok sem kivételek – sőt, gyakran sokkal érzékenyebbek a szagokra, mint az emberek, mivel a kémiai kommunikáció elengedhetetlen a túlélésükhöz.

A rovarok ezért mindenféle feromont választanak ki és észlelik azokat, amelyek segítik őket a szaporodásban és a saját fajuk tagjaival való kommunikációban. Szagokat használhatnak a fenyegetések észlelésére is. Például amikor a levéltetvek felfigyelnek a katicabogarak, a természetes ragadozóik által kiválasztott vegyi anyagokra, a rovarok azonnal elmenekülnek. A Penn State kutatói pedig azon töprengtek, vajon hogyan tudnák kihasználni ezt a kémiai reakciót a növények kártevőinek elűzésére a kertjeinkből.

Katica készülődik felszálláshoz. A bogarak alkotják biológiailag az egyik legsokszínűbb állatcsoportot Forrás: Flickr / Isolino Ferreira

Mivel a globális népesség folyamatosan növekszik, egyre nagyobb szükség mutatkozik a növényvédelem fokozására ahhoz, hogy elegendő élelmiszert tudjunk előállítani az emberi populáció fenntartásához

– mondta Sara Hermann, a Penn State-i ízeltlábúak ökológiájának és trópusi kölcsönhatásainak adjunktusa a ZME Science online tudományos portálnak. – Az egyik legnagyobb kihívást világszerte a rovarkártevők jelentik a mezőgazdasági termelésben, a kezelésük ezért is kulcsfontosságú.

Hozzátette: az e kártevők leküzdésére általánosan használt peszticidek azonban problémát jelenthetnek az emberi és a környezeti jólét szempontjából, miközben

a gazdálkodók egyre gyakrabban szembesülnek a rovarirtókkal kapcsolatos tilalmakkal és korlátozásokkal, de a kártevők is egyre inkább ellenállóak ezzekkel szemben, így az kevésbé lesz hatékony.

Ez ösztönözte arra a kutatókat, hogy fenntarthatóbb módszereket azonosítsank és fejlesszenek ki a rovarkártevők által okozott nyomás csökkentésére a rovarirtó szerek csökkentett vagy teljesen megszüntetett használatával.

A félelmet használnák ki fegyverként

A szakemberek egyik fő célja az volt, hogy megkíséreljék fokozni a ragadozó rovarok hatását a kártevő növényevőkre, hogy ezzel is csökkentsék ezeknek a kártevőknek a haszonnövényekre gyakorolt negatív hatását.

Ahelyett, hogy pusztán arra ösztönöznénk a ragadozó rovarokat, hogy megegyék a kártevőket, azon dolgoztunk a laboratóriumunkban, hogy a félelmet használjuk ki valahogy

– mutatott rá Sara Hermann. – Arra törekedtünk, hogy vagy megegyék vagy megzavarják a kártevőket oly módon, hogy korlátozni tudjuk a haszonnövényekre gyakorolt hatásukat.

Drogot, rovarirtó szereket és gyógyszermaradványokat találnak rendszeresen az állatok szervezetében Forrás: Andrew Darrington/Alamy Stock Photo/Alamy Stock Photo

Hermann és Jessica Kansman több kísérletet végeztek: ezek kimutatták, hogy a levéltetvek és más növényevő rovarok például elkerülik azokat a mezőket és a kerteket, ahol a ragadozók szagnyomait érzik. Ráadásul ezeknek a vegyi anyagoknak való kitettség láthatóan lelassítja a rovarok szaporodási sebességét és növeli a szárnyak növesztési képességét.

A tudósok szerint mindkét természetes viselkedés célja az, hogy jobban felkészítse őket a fenyegetések elkerülésére.

Emellett a szakemberekben felmerült annak a kérdése, hogy pontosan mely vegyületek okozhatták a levéltetvek ilyen reakcióját a katicabogár kémiai jelenlétére.

A kémiai komponensek hatását vizsgálják

Az új tanulmány szerzői eredményeiket az American Chemical Society (ACS) őszi ülésén mutatják be. A Penn State kutatói ebben úgynevezett gázkromatográfiás-tömegspektrometriát használtak a katicabogarak által kiválasztott illékony szagok azonosítására és kivonására. Ezután az élő levéltetvek csápjait egy elektroantennogram (EAG) géphez kapcsolták, és „kitették őket" a katicabogarak által kibocsátott egyes kémiai komponensek hatásának.

Azt akarták látni, hogy mely vegyületeket tudják kimutatni.

Ahogy azonban a tudósok fogalmaztak, a „rovarökológia kiveszi a maga méltányos részét a kihívásokból", a terepmunka során tapasztalt rossz időjárástól kezdve a kényes példányok kezeléséig. A kutatóknak azonban sikerült megfelelniük ezeknek a kihívásoknak.

A levéltetvek komoly "ellenséget" képviselnek Forrás: Wikpedia

A levéltetvek aprók, tehát kreatívnak kellett lennünk, hogy felmérjük a viselkedésüket, speciális eszközöket és technikákat használva a vizuális megfigyelések helyett

– magyarázta Sara Hermann. – Az ökológiai kutatás néha nagyon vicces, mert ahhoz, hogy elkülönítsük azokat a konkrét interakciókat, amelyeket meg akarunk érteni, kreatívnak kell lennünk.

Kiemelte: munkatársaik egymás között gyakran mondogatják, hogy a munka több mint 50 százaléka inkább művészet és kézművesség, illetve olyan színterek fejlesztése, ahol olyan kísérleteket végezhetik, amelyeket nem lehet megvásárolni.

Az aktuális projekthez például az egész labort meg kellett tanítani a varrógép használatára

ahhoz, hogy olyan terepi ketreceket alakíthassanak ki, amelyek képesek kizárni a levéltetveken és a katicabogarakon kívüli, más organizmusokat.

Az új vegyületek a légkörbe kerülnének

A katicabogár által kibocsátott számos vegyület közül a levéltetvek reagáltak a legerősebben az EAG jelből ítélve az úgynevezett metoxipirazinokra, például az izopropil-metoxipirazinra, az izobutil-metoxipirazinra és a szek-butil-metoxipirazinra.

Ezen kiindulási vegyi anyagok felhasználásával a kutatók végül egy speciális szagkoktélt fejlesztettek ki, amelyet most még tesztelnek.

A koktélt egy illóolaj-diffúzorból permetezik annak megállapítására, hogy a szagok valóban hatékonyan működnek-e a való világban a kártevők elűzésére a szántóföldekről és a kertekről. Ezek az illékony vegyületek – ahelyett, hogy a növényekre permeteznék – a légkörbe kerülnek.

Felszálláshoz készülő katicabogár Forrás: Mathias Krumbholz

Az élőlények, növények és emberek nem érintkeznek a termékkel, így a toxicitás kockázata meglehetősen alacsony, a kezelési stratégia pedig biztonságos

– emelték ki a szakemberek. – Most azt is vizsgáljuk, hogy ezek a szagok milyen hatással lehetnek a rovarközösség más tagjaira, beleértve a jótékony beporzókat és más ragadozó vagy parazita rovarokat.

Ha a kísérlet beválik, a gazdálkodóknak és kertészeknek egy új, toxinmentes alternatívát kínálhatnak a hagyományos rovaritó szerekkel szemben.