Çekirgeler neden felaketlere sürükleniyor? Son araştırma: "Kokulu eşleşmeler" ...
Kara çekirgelerin bunaltıcı olması ne kadar korkunç? Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü'nün kararına göre 1 kilometrekarelik bir çekirge sürüsü bir günde 35.000 kişilik tayın yiyebilir.
Bu göze batmayan çekirgeler nasıl felaketlere dönüştü?
12 Ağustos'ta, Çin Doğa Bilimleri Akademisi Zooloji Enstitüsü Rekreasyon Akademisyeni tarafından yayınlanan bir araştırma sonucu, göçmen çekirgelerin "gruplar kötülük yapar" gizemini ortaya koyuyor:
İkili ve üçlü dağılmış göçmen çekirgelerden binlerce büyük ölçekli çekirge toplanmasına kadar, yalnız olmaya alışmış göçmen çekirgelerin "özgür yaşam" dan vazgeçmelerinin nedeni Göçmen çekirgelerden gelen belirli bir koku yüzünden .
Bu koku, göçmen çekirgelerin popülasyon yoğunluğundaki değişikliklere yanıt verebilen 4-vinilanisol (4VA, 4-vinilanisol) adı verilen düşük salınımlı ancak çok yüksek biyolojik aktiviteye sahip bir bileşik içerir. Artırın ve artırın. Kendileri tarafından "büyülenen" göçmen çekirgeler gruplar halinde toplanmaya başladı ve sonunda yıkıcı bir çekirge salgınına yol açtı.
" Bu sonuçlar, çekirgelerin kümelenme feromonunu ilk kez gerçekten anlamamızı sağlıyor. Bu bulgular sadece temel araştırmalara değil, aynı zamanda vahşi doğada çekirge yönetimine de uygulanabilir. . "Almanya'daki Max Planck Kimyasal Ekoloji Enstitüsü'nün yöneticisi Bill Hansen," dedi.
Küçük çekirgeler çekici olmasa da, yüz milyonlarca çekirge bir araya gelirse yıkıcı gücü felaket olur.
Çekirge salgınları, kuraklık ve seller ülkemiz tarihindeki üç doğal afettir.Ülkemizin 2000 yılı aşkın tarihi kayıtları, büyük ölçekli çekirge salgınlarının 800'den fazla kez meydana geldiğini göstermektedir.
Çöl çekirgeleri yalnızca Afrika, Orta Doğu, Güney Avrupa ve Güney Asya'da dağıtılsa da, esas olarak Çin'e saldıran göçmen çekirgelerin aksine, zararlarının kayıtları 5000 yıldan daha eski bir tarihe kadar izlenebilir.
2019'dan Haziran 2020'ye kadar, çöl çekirgesi salgını Afrika Boynuzu'ndan 20'den fazla ülke ve bölgeye yayıldı. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü, çöl çekirge salgınının 25 yılda bir ölçekle 260.000 hektardan fazla bir alanı etkilediğine ve yol boyunca 11,9 milyon insanın gıda arzının doğrudan tehdit edildiğine karar verdi.
Çekirge vebasına uzun zamandır insani gelişme tarihi eşlik etse de, çekirge vebasının nedenine dair bilimsel anlayışımız bir asırdan azdır.
Uluslararası üne sahip bir böcek bilimci ve çekirge araştırmalarının babası olan Yuvalov şunu keşfetti: Göçmen çekirgelerin felakete dönüşmesinin nedeni, çekirgelerin düşük yoğunluklu dağınık bir türden yüksek yoğunluklu bir grup türüne dönüşebilmesidir. Çekirge araştırmalarına yaptığı olağanüstü katkılardan dolayı İngiliz kraliyet ailesi tarafından şövalye ünvanı ile ödüllendirildi.
Yuvalov, çekirge morfolojisi teorisini önermeden önce, dağınık ve sosyal çekirgelerin iki farklı tür olduğu düşünülüyordu. Yoğunluğunun düşük olması nedeniyle dağınık çekirgeler göç etmez ve genellikle zararsız kabul edilirken, sürü halinde yaşayan çekirgeler bir kez oluştuktan sonra çekirge vebalarına neden olur.
Peki tek başına yaşamayı seven çekirgeler nasıl çekirge sürüleri oluşturur ve anahtar rol oynayan şey nedir?
Geçtiğimiz 80 yıl içinde bilim insanları, çekirge sürülerinin nasıl oluştuğu konusunda gıda, üreme alanları, cinsel olgunluk, küme feromonu ve iklim gibi birçok hipotez ortaya attılar.
Bununla birlikte, ana rolü hangi faktör oynuyor ve gizem ve mekanizma nedir? Kimse bilmiyor.
1970'lerde bilinmeyene doğru ilerlerken, bilim adamları yavaş yavaş feromonların kümelenmesinin çekirgelerin toplanması için en kritik faktör olabileceğini fark ettiler.
O zamandan beri, birkaç nesil bilim adamının 50 yılı aşkın sürekli çabalarının ardından, birkaç bileşiğin çekirgelerin kümelenme feromonu olduğuna inanılıyor.Bu feromonlar, çekirge alkolü, keçiboynuzu fenolü vb.
Bununla birlikte, bu bileşiklerin hiçbiri feromonların kümelenmesi için tüm kriterleri karşılayamaz, örneğin, bazıları laboratuvarda etkilidir ancak sahada popülasyon doğrulamasında etkili değildir ve bazıları dişi çekirgelere karşı etkilidir, ancak erkek çekirgelere karşı değildir.
" Nitelikli bir küme feromonu, boyutu veya yaşı ne olursa olsun cinsiyet tercihine sahip olmamalıdır. . "Kang Le vurguladı.
Kimlik, çekirge vebası 4VA'nın "suçlusunu" bulduPeki, felaketlerde toplanan çekirgeler hakkındaki gerçek nedir?
2004 yılında Kangle ekibi, çekirge tipi mutasyon gen ekspresyon düzenlemesinin ve epigenetik düzenlemenin moleküler mekanizmasını incelemeye başladı.
16 yıl boyunca bir kılıcı keskinleştirdikten sonra, araştırma ekibi şimdi yıkıcı çekirge kolonilerini cezbeden önemli bir kimyasal keşfetti.
Araştırma ekibi, göçmen çekirgelerin ve dağınık göçmen çekirgelerin vücut yüzeyini ve dışkı uçucu maddelerini analiz ederek, 35 bileşik arasında kimyasal bir feromon-4-vinil anizol tespit etti.
Ve bunu belirlemek için bir dizi davranışsal deney yoluyla, ister kalabalık ister dağınık göçmen çekirgeler, dişi göçmen çekirgeler veya göçmen erkek çekirgeler, göçmen çekirge larvaları veya yetişkin göçmen çekirgeler olsun, güçlü bir çekiciliğe sahiptir ve yanıt verebilir. Nüfus yoğunluğu arttıkça çekirge popülasyon yoğunluğunun değişimi de artmaktadır.
Daha da ilginci, bilim adamlarının toplanması için yalnızca 4-5 dağınık göçmen çekirgeye ihtiyaç duyulduğunu ve bu grup feromonunun üretilip serbest bırakılabildiğini ve bunun da büyük çekirge sürülerinin oluşumunu teşvik etmesidir.
Yukarıda bahsedilen araştırmaya dayanarak, araştırmacılar, 4VA'nın özellikle göçmen çekirgelerin antenlerindeki dört ana sensör tipinde koni şeklindeki sensör yanıtına neden olduğunu buldular.
Çekirgelerdeki yüzlerce koku alma reseptörü arasında, koni şeklindeki sensillada bulunan koku alma reseptörü OR35'in 4VA için spesifik bir reseptör olduğunu buldular. OR35, gen düzenleme teknolojisi CRISPR / Cas9 kullanılarak devre dışı bırakıldığında, göçmen çekirge mutantının anten ve sensilla konisinin nörofizyolojik tepkisi önemli ölçüde azaldı ve mutant ayrıca tepki davranışını ve çekiciliğini 4VA'ya kaybetti.
Peki 4VA, dış ve doğal ortamda çekirge çekebilir ve toplayabilir mi?
Araştırmacılar, sahada 4VA içeren yemi düzenlediler ve açık havada çift seleksiyon ve tuzak deneyleri yoluyla 4VA'nın dışarıdaki laboratuvar popülasyonları için güçlü bir çekiciliği olduğunu kanıtladı.
Dahası, yem çekirdeğini doğrudan vahşi doğada çekirgelerin meydana geldiği Tianjin'deki Beidagang bölgesine yerleştirdiler Büyük ölçekli blok deneyi 4VA'nın sadece vahşi popülasyonları çekemeyeceğini, aynı zamanda doğal ortamdaki çekirgelerin arka plan yoğunluğundan da etkilenmediğini bir kez daha kanıtladı.
" Bu araştırma ilk defa, kimyasal analiz, davranış doğrulama, nöroelektrofizyolojik kayıt, koku alma reseptörü tanımlama, gen nakavt ve saha doğrulama gibi birçok seviyeden göçmen çekirge kolonilerinin feromonunun kapsamlı ve yeterli bir şekilde tanımlanmasını ve doğrulanmasını gerçekleştirdi ve bulundu ve oluşturuldu. 4VA, göçmen çekirge sürülerinin feromonudur Bununla birlikte, geçmişte bildirilen diğer bileşikler, feromon kümelenmesi için tüm koşullara sahip değildir. "
Kangle'a göre, bu araştırma paradigması kimyasal ekoloji araştırmasını yeni bir aşamaya ilerletmiştir, bu nedenle bu araştırma aynı zamanda entomolojik araştırmada önemli bir atılım olarak kabul edilmektedir.
Yeşil ve sürdürülebilir önleme ve kontrol mümkün hale gelirUzun süredir insanlar, çekirge vebalarının önlenmesi ve kontrolü için büyük ölçekli kimyasal böcek ilaçlarının püskürtülmesine bel bağladılar ve irrasyonel kimyasal böcek ilaçlarının kullanımının gıda güvenliği, ekosistemler ve insan sağlığı üzerinde çok büyük bir olumsuz etkisi oldu.
Çinli bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından yapılan son araştırma, çekirge kolonisinin gizemini ortaya çıkarmakla kalmıyor, daha da önemlisi, çekirgelerin yeşil ve sürdürülebilir bir şekilde önlenmesini ve kontrolünü mümkün kılıyor.
Kangle, bu araştırmanın insanların fikirlerini ve çekirge salgınlarını kontrol etme yöntemlerini birçok yönden değiştireceğine inanıyor:
Örneğin, sentetik feromon kullanımı sahadaki çekirge popülasyonlarının dinamiklerini uzun süre izleyebilir ve tahminde bulunabilir;
Sentetik feromon kullanımı, çekirgeleri tuzağa düşürmek için tuzak kuşakları tasarlayabilir ve tuzak kuşaklarında bunları ortadan kaldırmak için kimyasal böcek ilaçları veya biyolojik maddeler kullanabilir, böylece kimyasal böcek ilaçlarının kullanımını büyük ölçüde azaltabilir;
Çekirgelerin toplanmasını önlemek için 4VA'nın yapısına göre antagonistler tasarlayın;
Koku alma reseptörü OR35'in keşfi, 4VA tepkisi olmayan bir mutant oluşturmak için gen düzenleme teknolojisinin kullanılmasını mümkün kılar.Bu mutantın vahşi doğada uzun vadeli salımı, en zor etkilenen bölgede gruplar halinde yaşayamayan ve vahşi doğada belirli bir sayıyı koruyamayan bir çekirge popülasyonu oluşturabilir. Çin'deki çekirgeler, çevre korumayı ve organik olarak haşere kontrolünü birleştirerek sürdürülebilir kontrol hedefine ulaştı.
"Bu nedenle, 4VA ve reseptörlerinin keşfi, çekirge kontrolüne yönelik karşı önlemleri ve teknolojileri büyük ölçüde değiştirecek." Dedi Kangle.
Makalenin anonim bir eleştirmeninin görüşüne göre, "Bu çalışma, 4VA'nın göçmen çekirge sürüleri sürecinde sosyal bir feromon olarak rolünü netleştirmeyi amaçlamaktadır. Etkileyici, yüksek teknolojili ve derinlemesine bir çalışmadır. ".
Ve şeffaf bir eleştirmen olan Rockefeller Üniversitesi profesörü Leslie Voshall, Bu çalışma heyecan verici bir keşif yaptı ve insanların uzun zamandır aradıkları bir çekirge sürüsü feromonu molekülü buldu. , Makale şaşırtıcı sayıda araştırma düzeyi içeriyor. "
" Bu, Çinli bilim adamlarının uluslararası entomoloji ve çekirge kontrolüne yaptığı büyük bir katkıdır.Bu, bilim adamlarının 50 yıllık uzun araştırmalardan sonra göçmen çekirgelerin kümelenme feromonunu gerçekten doğruladığı ilk zamandır. . "
Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü Bitki Üretim ve Koruma Departmanı Direktörü Xia Jingyuan, tebrik mektubunda, "4VA keşfi, çekirge vebalarının tahmin ve kontrol düzeyini büyük ölçüde artıracak ve insanlara yeni çekirge veba kontrol yöntemleri geliştirmeleri için önemli ipuçları sağlayacak. Aynı zamanda, araştırma çöl çekirgelerine de yardımcı olacaktır. Araştırma ve kontrol önemli bir referans sağlar ".
Kaynak: Jingdian Science Studio of Economic Daily
Muhabir: Shen Hui Editör: Wang Jingyang Kurgu: Wang Yue Köşe Editörü: Gu Wanquan ve Zhang Wu Metin editörü: Liu Lu
