Prirodna kontrola štetočina je suptilna taktika preživljavanja biljaka koja bi mogla da nas nauči kako da smanjimo široku upotrebu hemijskih pesticida u poljoprivredi. Pre svega, moramo razumeti kako naizgled bespomoćna flora sama primenjuje ovu majstorsku strategiju.
Biljke mogu izgledati bespomoćno u borbi protiv insekata, jer nemaju ni ruke ni rep da ih oteraju. Ali mnoge od njih proizvode jake repelentne hemikalije – od onih koje imaju samo loš ukus ili miris, do onih koje mogu ubiti.
možda vas zanima
Ova odbojna jedinjenja dobro deluju protiv insekata koji grickaju i sisaju sok i koji se hrane širokim spektrom biljnih vrsta, ali i protiv sisara na ispaši. Ipak, neizbežno, tokom evolucije, određene životinje su se prilagodile do te mere da ih sada privlače čak i najodbojnije stvari koje su biljke smislile. U stvari, mnogi usevi koje uzgajamo za konzumaciju, od duvana pa do kafe i korijandera, sviđaju nam se upravo zbog jedinjenja koja proizvode da obeshrabre svoje neprijatelje među biljojedima.
Neke biljke su, kroz prirodnu selekciju, razvile drugačiju strategiju u cilju odbijanja nepoželjnih posetilaca: one šalju mirise kako bi privukle neprijatelje svojih neprijatelja. U zavisnosti od tih signala, mogu se javiti različiti ,,neprijatelji neprijatelja”.
Hemijski ekolog Ted Turlings sa Univerziteta u Neušatelu u Švajcarskoj proučava ovu vrstu trikova više od tri decenije, na raznim mestima širom sveta. Bolje razumevanje ovih prirodnih rešenja, veruje on, može nam pomoći da smanjimo upotrebu hemijskih pesticida, koji predstavljaju pretnju ne samo za mnoge potencijalne saveznike insekata, već i za ljudsko zdravlje.
Turlings i koautor Matijas Erb sa Univerziteta u Bernu opisali su u Godišnjem pregledu entomologije intrigantnu hemiju između biljaka i organizama koji ih štite od štetočina i kako bismo je mogli iskoristiti u našu korist. Ovaj razgovor je uređen radi dužine i jasnoće.
Ose kao saveznici biljaka
Veoma su zanimljive ose koje napadaju gusenice koje se hrane biljkama kukuruza. U početku se mislilo da ose moraju da koriste mirise i vizuelne znakove koji dolaze od gusenica. Ali vrlo brzo se ispostavilo da su biljke koje aktivno emituju isparljive materije te koje privlače ove ose. Ispostavilo se da su proizvodile mešavinu veoma specifičnih jedinjenja kao odgovor na napad gusenica, onih koje inače ne emituju.
Samo oštećenje biljke ne izaziva ista isparenja. Ali ako oštetite biljku, a zatim namažete pljuvačku gusenice na oštećeno mesto, dobićete istu reakciju. To je bilo veoma zanimljivo, jer je sugerisalo da biljke mogu da prepoznaju šta ih napada i da u skladu s tim reaguju.
Neka jedinjenja se odmah emituju sa oštećenog mesta — to se naziva isparljivim zelenim listovima. Oni su ono što osećate kada kosite travnjak. Ali pored toga, biljka će sintetizovati ova nova jedinjenja kao odgovor na pljuvanje, ona koja proizvodi samo kada je napadnu gusenice. Oni se ne emituju samo sa mesta oštećenja, već i iz neoštećenih listova biljke koja je napadnuta.
Mnogo kasnije je otkriveno da nisu samo parazitske ose te koje mogu da pokupe ove mirise, već i susedne biljke. Različiti istraživači otkrili su da je odgovor jači kod biljaka koje su bliže jedna drugoj.
Sve ove biljke emituju različite isparljive materije. Pokazalo se da ose moraju da nauče da povezuju ove mirise sa prisustvom domaćina insekata da bi u njih položile jaja. Tako se ose stalno suočavaju sa različitim signalima i nije uvek predvidljivo koji će signal biti najkorisniji. Možete zamisliti da će naivna osa koja je upravo izašla iz svoje čaure početi da koristi opšte signale, poput zelenih lisnatih isparljivih materija koje sam ranije spomenuo, a koje emituju biljke kada su napadnute.
Čime se hrane ose i da li su korisne za baštu?
Na ovaj način mogu naći biljku na udaru buba, a pošto u njih definitivno ne mogu položiti jaja, naučiće da izbegavaju specifične mirise povezane sa tom situacijom. Ali čim pronađu biljku na udaru gusenice i identifikuju je kao pravog domaćina, zapamtiće okolne mirise kao nešto na šta treba da se fokusiraju.
Da li bi bilo moguće obučiti ose da ih privuče određeni miris i prskati ih po biljkama koje bismo želeli da zaštite od insekata biljojeda?
Čini se da ima smisla obučiti ose na miris koji će ih verovatno dovesti do štetočine koju želite da ubiju. Ovo se može uraditi kombinovanjem mirisa koji tipično emituje napadnuta biljka sa izmetom gusenice, zbog čega se ose veoma uzbuđuju, ali mogu da namirišu samo kada se približe.
Izmet gusenice je skoro bez mirisa, što ima smisla: gusenice su evoluirale kako bi minimizirale svaki mogući signal za svoje neprijatelje. Za biljke je suprotno: one oslobađaju veoma velike količine isparljivih materija koje proizvode da privuku ose i druge prirodne neprijatelje gusenica.
Na koji način upotreba insketicida utiče na smanjenje populacije insekata?
Široko rasprostranjena upotreba pesticida u poljoprivredi za otklanjanje štetočina useva doprinela je drastičnom smanjenju populacija insekata. Postavlja se pitanje, da li ovi pesticidi mogu da smanje broj prirodnih neprijatelja koji su nam na raspolaganju da nam pomognu da kontrolišemo štetočine useva, kao i da li postoji način da ih vratimo?
U Švajcarskoj, na primer, postoje napori da se pored polja za useve postave cvetne trake, što već pomaže da se prirodni neprijatelji zadrže u blizini. Trenutno postoje relativno efikasni načini za kontrolu štetočina korišćenjem pesticida i genetski modifikovanih biljaka koje proizvode toksin koji ubija larve. Ali u svim slučajevima, postoji bojazan da će bube na kraju razviti otpornost. Jedini način da se to izbegne je korišćenje živih organizama za kontrolu štetočina.
Šta je sa larvama koje se nalaze ispod zemlje?
Postoje neki vrlo slični mehanizmi koji rade pod zemljom. Kada je napadnut, koren većine sorti kukuruza izvan SAD-a proizvodi jedinjenje zvano kariofilen, koje privlači brojne vrste sićušnih crva zvanih nematode koji imaju zaista intrigantan životni ciklus.
Preventivne mere u zaštiti biljaka od nematoda
Mlade nematode koriste signale kao što je kariofilen da pronađu larve buba, a zatim prodiru u larve kroz bilo koji otvor koji nađu. Tamo oslobađaju bakterije koje uvek nose sa sobom. Ove bakterije proizvode toksine koji vrlo brzo ubijaju i vare insekte, a zatim se brzo razmnožavaju. Nematode se zatim hrane ovim bakterijama i digestivnom unutrašnjosti insekata. Oni prolaze kroz nekoliko životnih ciklusa, proizvodeći hiljade novih nematoda koje će na kraju eksplodirati iz leša i krenuti u potragu za novim domaćinom.
Intrigantno, iako kariofilen odbija mnoge insekte biljojede, larve buba koje se nazivaju kukuruzni crv, u stvari, privlače male količine. Možda iz tog razloga, u SAD-u je sposobnost proizvodnje kariofilena odabrana od lokalnih sorti kukuruza.
Pokazalo se u ispitivanjima na terenu da ako povratimo ovu sposobnost ubacivanjem gena iz origana, biljke koja proizvodi mnogo kariofilena, možemo značajno smanjiti štetu od kukuruzne gliste jer je njihovo korenje bilo veoma privlačno za nematode. Ipak, pošto je uloga kariofilena dvostruka – on privlači nematodu koja ubija korenovske crve, ali i samu kukuruznu crvu – nisam siguran da će ovo ikada biti komercijalizovano.
Sada se istražuju metode za direktniju primenu nematoda na insekte štetočine. Ovi napori su usredsređeni na jesenju vojnu crvu, koja je zapravo gusenica, glavna štetočina u Africi i Aziji koja će se takođe vrlo verovatno pojaviti u Evropi u narednih nekoliko godina. Pošto napada biljku iznad zemlje, normalno ne bi došao u kontakt sa nematodama koje napadaju larve insekata ispod zemlje. Dakle, nema odbranu od nematoda.
Otkrili smo da su nematode veoma efikasne u ubijanju gusenica ako se ubrizgaju u gelu u centar biljke ili ih nanesemo na njenu površinu. Urađena su terenska ispitivanja u Ruandi koja pokazuju da je ovo jednako efikasno kao i upotreba pesticida, a ove godine vodimo terensko ispitivanje u Vijetnamu da ga testiramo i tamo. U svakom slučaju, koristimo nematode koje se pojavljuju lokalno, da bismo izbegli rizike povezane sa uvođenjem novih vrsta.
Entomopatogene nematode – alternativno rešenje u suzbijanju zemljišnih štetočina
Odakle odjednom toliko štetočina?
Većina stiže iz obe Amerike, verovatno iz Meksika, odakle potiču i mnogi naši usevi. U svom prirodnom staništu, jesenji vojni crv predstavlja manji problem, verovatno zato što ga prilično efikasno eliminišu parazitski i grabežljivi insekti. Ali drugde u svetu, čini se da su takvi prirodni neprijatelji daleko manje efikasni.
Jeseni vojni crv je prvi put otkriven u Africi 2016. godine, a u roku od tri godine proširio se širom podsaharske Afrike, uzrokujući milijarde dolara štete. Zatim, 2018. godine, prijavljen je u Aziji, a sada se proširio po celoj Aziji, pa čak i Australiji, stvarajući neverovatnu štetu. To je dovelo do enormnog povećanja upotrebe pesticida, što ima izuzetno negativne efekte ne samo na životnu sredinu, već i na zdravlje ljudi koji ga primenjuju, a koji često nemaju sredstva da se zaštite. Zato je veoma važno tražiti alternative, sa lokalnim partnerima, gde nematode dolaze u igru.
Kolika je šansa da štetočine postanu otporne na nematode?
Nikad ne reci nikad, ali mislim da je to malo verovatno, jer za razliku od pesticida ili toksina, nematode i bakterije koje nose mogu da reaguju na sposobnost štetočina da evoluiraju kako bi izbegle da budu ubijene. Postoji toliko mnogo nematoda da će ih verovatno uvek biti nekoliko sa genetskom mutacijom da bi se savladala otpornost vrste štetočina. A ako ta nematoda ne evoluira sama, možemo joj pomoći i odabirom nematoda koje su i dalje efikasne u laboratoriji, čak i prelaskom na drugu vrstu. To je prednost rada sa živim organizmima: mi možemo da biramo, a oni mogu da evoluiraju. Što ih bolje razumemo, otvaraće se više mogućnosti.
Sada radimo na senzorima koji mogu da otkriju koje su biljke napadnute, pa čak i da razlikuju različite vrste gusenica, na osnovu mirisa koje biljke proizvode. Nadamo se da bismo za nekoliko godina mogli imati robota koji prolazi kroz polje, miriše biljke i ne samo da daje farmeru povratnu informaciju u realnom vremenu o tome koje su biljke napadnute, već možda i prskaju neke nematode na njih. Roboti koji mogu da otkriju korov i prskaju ih herbicidom već postoje, a u avgustu će se testirati da li se ovi roboti mogu koristiti i za prskanje nematoda koje ubijaju insekte.
Izvor: EL PAIS
Komentari