عادة ما يكون الجراد وحيدًا غير ضار. لكن في الكتلة ، تصبح الأوبئة. سرب يمكن أن يحتوي على مئات الملايين من الجراد! يمكن لهذه الجحافل عبور القارات ، وتأكل المحاصيل على طول الطريق. توصلت دراسة جديدة الآن إلى ما قد يجعل جرادة واحدة تقرر التحول إلى مواقع اجتماعية.
اكتشف العلماء الآن أن مجموعات من الجراد تضخ مادة كيميائية. وقد يفسر كيف ينتقل الأفراد من نوع واحد من الجراد من المنعزلين إلى عشاق الحشود. قد يساعد هذا الاكتشاف العلماء أيضًا على تطوير طرق جديدة للسيطرة على أسراب الجراد أو تفتيتها. حتى أنهم قد يكونون قادرين على استخدام هذه الروائح لإيقاع الحشرات في الفخاخ.
عندما يجتمع الجراد الانفرادي ، فإنهم يفعلون أكثر من مجرد التسكع. يتحولون إلى ما يسميه العلماء شكلهم "الاجتماعي". هذه كلمة رائعة لوسائل التواصل الاجتماعي. الجراد الاجتماعي هو جراد أكبر وأكثر جوعًا من ذي قبل. وتميل المجموعات الاجتماعية إلى النمو بشكل أكبر وأكبر.
سرب من الجراد الصحراوي ( Schistocerca gregaria ) حجم مدينة روما يأكل الكثير من الطعام في يوم واحد مثل 51 مليون شخص. هذا هو مجموع سكان كينيا. هذا العام ، تشهد شرق إفريقيا أسوأ طاعون للجراد منذ عقود.
لم يكن العلماء متأكدين مما أقنع الجراد الانفرادي المهاجر من نوع آخر ، الجراد المهاجر ، للتجمع. لكنهم اشتبهوا في أنها قد تكون مواد كيميائية تُعرف باسم فيرومونات التجميع (FAIR-uh-Moans). يمكن لهذه الروائح المحمولة جواً ، التي تطلقها الحشرات ، أن تكون بمثابة منارة. يمكنهم استدعاء الجراد الآخر ليتحول إلى سرب قطعي.
Le Kang هو عالم حشرات ، شخص يدرس الحشرات. بحث هو وزملاؤه في الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين عن الفيرومونات المجمعة. بدأوا بتحديد المواد الكيميائية التي يضخها الجراد الاجتماعي. قام الفريق بنفخ ستة من هذه الروائح في ساحات الجراد المنفرد. كما اختبروا روائح السيطرة - تلك التي لم يصنعها الجراد المجتمعي. كان الهدف هو معرفة ما إذا كانت أي من الروائح الست تجذب الحشرات. فعل واحد. يطلق عليه 4VA (لـ 4-vinylanisole) ، وقد اجتذب الجراد من جميع الأجناس والأعمار ، سواء كان انفراديًا أو اجتماعيًا.
هذا مهم ، كما يقول بالدوين تورتو ، الذي لم يشارك في الدراسة. بصفته عالم بيئة كيميائية ، يدرس التفاعلات الكيميائية بين الكائنات الحية وبيئتها. يعمل في المركز الدولي لفسيولوجيا وإيكولوجيا الحشرات في نيروبي ، كينيا. يقول إن جذب كل من الجراد المنعزل والمجتمعي يعني أن 4VA يمكن أن تعمل على حد سواء لجلب الجراد الانفرادي إلى السرب والحفاظ على هذا السرب معًا بمرور الوقت.
تعالوا الآن معًا
وجد كانغ أن الجراد الانفرادي يبدأ في إطلاق 4VA بمجرد أن يتجمع في مجموعات صغيرة مثل أربعة أو خمسة. مع نمو حجم المجموعة ، ترتفع مستويات 4VA. يمكن أن يبث هذا إشارة أكبر ويساهم في نمو أسي ، مما يؤدي إلى أسراب.
أكد كانج وزملاؤه أيضًا أن 4VA يمكنها جذب الجراد في العالم الحقيقي. لاختبار ذلك ، قاموا بوضع الفخاخ اللاصقة بالمادة الكيميائية بطعم ووضعها على العشب الاصطناعي ومنطقة تكاثر طبيعية للجراد المهاجر في شمال الصين. اجتذبت المصائد التي تحتوي على 4VA عددًا أكبر من الجراد مقارنة بالفخاخ التي لا تحتوي على الفيرومون. كان التأثير صغيرًا هنا. لكن الباحثين اختبروا المصائد على الجراد على مسافة قصيرة فقط.
وصف الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 12 أغسطس في مجلة نيتشر .
يقول تورتو:"إنها دراسة مهمة ومثيرة". "هذا [المركب] لديه إمكانات." لكن بينما من الواضح أن 4VA لاعب ، يلاحظ ، قد لا تكون القصة كاملة.
لا يتم دائمًا التحكم في الاتصال الكيميائي بين الحشرات بواسطة فرمون واحد. غالبًا ما تعمل المركبات المتعددة معًا. وهذه الدراسة لم تبحث في ذلك. يقول أن هناك احتمال أن تتفاعل روائح أخرى من الجراد مع 4VA. قد يؤدي التحرير والسرد إلى تكثيف المكالمة للتحول إلى اجتماعي.
ومع ذلك ، فإن احتمال وجود مصائد مزودة بطعم لمكافحة الجراد يثير تورتو. يقول:"ليست لدينا طريقة جيدة لاجتذاب الجراد". تدير العديد من المناطق حالات تفشي المرض عن طريق إلقاء المبيدات الحشرية على أسراب من الطائرات. يمكن أن يضر هذا التفريغ الكيميائي للماشية والبيئة. يمكن للفخاخ المزودة بـ 4VA أن تركز الجراد. عندما يكونون جميعًا في مكان واحد ، فقد يصبح قتلهم أسهل. سيكون مثل هذا الطعم مفيدًا بشكل خاص إذا كان يجذب أنواعًا أخرى من الجراد أيضًا ، مثل الأنواع الصحراوية.
يمكن لهذه الدراسة أيضًا أن تساعد العلماء على تغيير الجراد بأنفسهم. حدد كانغ وزملاؤه بروتين الجراد الذي يكتشف 4VA. وهي موضوعة على شعيرات حسية محددة تمتد من قرون استشعار الحشرات.
قادم:تعديل الجينات للتحكم في السرب؟
تتيح أداة تعديل الجينات المعروفة باسم CRISPR / Cas9 للعلماء تعديل الحمض النووي للكائن الحي. باستخدام تقنية كريسبر ، تمكن كانغ وكلياته من تغيير الحمض النووي للجراد بحيث لم تعد الحشرات تصنع كاشف 4VA. بدونها ، لم تعد المادة الكيميائية تغري الجراد.
يقترح الباحثون أن مادة كيميائية تمنع الهوائيات من استشعار 4VA يمكن رشها على الجراد لمنع الاحتشاد. أو يمكن للعلماء هندسة الجراد حتى لا يصنعوا جهاز استشعار 4VA. سيكون مثل هذا الجراد أقل احتمالا للتجمع.
الشرح:كيف تعمل تقنية كريسبر
تقول أريان سيز إن أي بحث يقدم طرقًا جديدة لإدارة الآفات بدون سموم هو أمر مثير للغاية. تدرس الاستدامة - كيفية استخدام الموارد حتى تكون متوفرة في المستقبل - في جامعة ولاية أريزونا في تيمبي. مثل هذه التقنيات لا تزال بعيدة المنال. قد يكون لـ CRISPR تأثيرات غير مستهدفة ، مثل تعديل الحمض النووي الذي لا يريد العلماء تغييره.
قد يؤدي تغيير الحمض النووي لأحد الأنواع أيضًا إلى تغيير الجراد بطرق لا يفهمها العلماء بعد. يمكن أن تنتقل التغييرات في جينات الجراد إلى أي ذرية. هذا قد يجعل أي تغييرات ضارة دائمة. سيحتاج الأشخاص المصابون بأسراب الجراد إلى تقييم مثل هذه المشكلات ، قبل أن يعدل أي شخص الحمض النووي للجراد البري.
توقف أيضًا عن التساؤل عما إذا كان إيقاف أحد الجينات سيمنع الأسراب. يتطلب التحول إلى سرب مجموعة كاملة من التغييرات. يغير الجراد سلوكه ووظائفه وحجمه. وتقول إن التغيير والتبديل في جانب واحد فقط من هذا قد لا يمنع الاحتشاد. "سأكون مندهشا إذا كان هناك مجرد بندقية واحدة دخان."
