کنترل آفت‌های کشاورزی با کمک علم ژنتیک
پژوهشگران به‌تازگی موفق به کشف راهکاری مؤثر برای کنترل مگس‌های آفت شده‌اند که بسیار ارزان، ساده و قابل‌اجرا است. در این روش با کمک دانش ژنتیک، مگس‌های ماده حامل نوعی باکتری می‌شوند که موجب مرگ مگس‌های نر می‌شود. این روش بر اساس قانون برگشت بوده و مگس‌های ماده پس از ابتلا به باکتری، تخم‌هایی آلوده می‌گذارند که موجب مرگ مگس‌های نر و همچنین حشرات نر موجود در تخم‌ها شده و به‌این‌ترتیب جمعیت مگس‌ها کنترل می‌شود. این روش بسیار ایدئال بوده و ایده کلی آلوده شدن حشرات و انتقال آن از طریق رابطه جنسی، بسیار ساده و اجرائی است اما سؤال این است که چرا تاکنون پژوهشگران به این فکر نیفتاده و این روش چگونه کشف شد؟
بحث مبارزه با آفت‌ها همواره یکی از دغدغه‌های مهم کشاورزان و فعالان صنعت کشاورزی و باغداری بوده که معمولاً برای کنترل و مهار این مشکل از روش‌های سم‌پاشی و نابودی مستقیم حشرات استفاده می‌شود. متأسفانه این روش‌ها علاوه بر گران‌قیمت بودن، در بسیاری از مواقع موجب بروز تأثیرات نامناسبی در محیط‌زیست شده و تمامی حشرات مفید و غیرمفید منطقه را نابود کرده و بر زندگی جانوران دیگر نیز تأثیرات مخربی دارند. به همین دلیل همواره بحث ایجاد و ارائه روش‌های زیستی و کم‌خطر برای کنترل آفات کشاورزی از قبیل مگس‌ها، در اولویت کاری پژوهشگران قرار داشته است. این روش‌ها می‌تواند بدون داشتن تأثیرات زیست‌محیطی، فقط گونه خاصی از حشرات و آفت‌ها را هدف قرار داده و نابود کنند.
در حقیقت یافتن این روش کنترل افت به‌طور تصادفی رخ داد. زمانی که دو پژوهشگر سوئیسی به نام‌های یوکی هاروموتو (Toshiyuki Harumoto) و برونو لمایتر (Lemaitre) در حال مطالعه انواع ژن‌های ناقل بیماری در حشرات بودند، نوعی ژن جدید را شناسایی کردند که موجب مرگ نمونه‌های نر می‌شد.
اگرچه ما تمام جزئیات مربوط به این ژن را در اختیار نداشتیم اما روشن است که این سیستم بر اساس شیوه کاربرد جنسیتی عمل کرده و بر نمونه‌های نر که تنها یک کپی از کروموزوم ایکس دارند تأثیرگذار است. در این مطالعات، پژوهشگران در حال بررسی نوعی باکتری به نام Spiroplasma poulsonii بودند که در مگس‌ها دیده‌شده و از طریق تخم این حشرات پراکنده‌شده و هاروموتو و لمایتر در بررسی‌های خود دریافتند این باکتری بر گونه نر مگس‌ها تأثیری کشنده دارد. البته این باکتری در همه نرها یکسان عمل‌نکرده و برخی از آن‌ها می‌توانند پس از ابتلا نیز زنده بمانند.
پیش‌ازاین برخی محققان با این مورد برخورد کرده بودند اما مطالعات آن‌ها به نتیجه‌ای نرسیده بود درحالی‌که هاروموتو و لمایتر با آزمایش‌های متعدد خود دریافتند که این باکتری چه ویژگی‌هایی داشته و یک ژن مسئول در این زمینه در بدن مگس‌ها وجود دارد که موجب مرگ آن‌ها می‌شود. این ژن با عنوان اندروسیدین (androcidin) نام‌گذاری شد که به معنی قاتل مردها است. تحقیقات بعدی نشان داد این مرگ‌ومیر از الگوی یکسانی پیروی کرده و ژن موردنظر یک پروتئین را رمزگذاری کرده و مرگ گسترده سلولی همراه با مشکلات سیستم عصبی را در پی دارد.
گفتنی است بحث مبارزه با آفت‌ها همواره یکی از دغدغه‌های مهم کشاورزان و فعالان صنعت کشاورزی و باغداری بوده که معمولاً برای کنترل و مهار این مشکل از روش‌های سم‌پاشی و نابودی مستقیم حشرات استفاده می‌شود. متأسفانه این روش‌ها علاوه بر گران‌قیمت بودن، در بسیاری از مواقع موجب بروز تأثیرات نامناسبی در محیط‌زیست شده و تمامی حشرات مفید و غیرمفید منطقه را نابود کرده و بر زندگی جانوران دیگر نیز تأثیرات مخربی دارند. به همین دلیل همواره بحث ایجاد و ارائه روش‌های زیستی و کم‌خطر برای کنترل آفات کشاورزی از قبیل مگس‌ها، در اولویت کاری پژوهشگران قرار داشته است. این روش‌ها می‌تواند بدون داشتن تأثیرات زیست‌محیطی، فقط گونه خاصی از حشرات و آفت‌ها را هدف قرار داده و نابود کنند.
چندی پیش تیمی از پژوهشگران بین‌المللی در دانشگاه ملی استرالیا نیز روشی ابداع کرده بودند که بر اساس آن طریق مختل کردن حس بویائی حشرات، محصولات کشاورزی حفظ می‌شود. این پژوهشگران دریافتند که قدرت بویائی حشرات نه‌تنها نقش مهمی در انتقال و گسترش بیماری‌های مهلکی چون مالاریا ایفا می‌کند، بلکه به این جانوران منابع غذائی را نشان داده و سبب می‌شود تا به‌طور سالانه آسیب‌های فراوانی به محصولات کشاورزی وارد شود.
این روش به کمک کشف آنزیمی خاص امکان‌پذیر شد که به دانشمندان امکان ایجاد اختلال در حس بویایی حشرات را می‌دهد. استفاده از این آنزیم نه‌تنها به حشرات امکان کشف انبارهای غله و محصولات کشاورزی را نمی‌دهد، بلکه در امر تولیدمثل و جفت‌گیری و پیدا کردن جفت نیز دخیل بوده و استفاده از این روش می‌تواند موجب کاهش جمعیت حشرات شود.
به گفته این پژوهشگر نورون‌های حسی حشرات به‌طور مداوم با سرعت بسیار بالا پاک می‌شوند و این موضوع بدان معنی است که مغز آن‌ها با بوی بیش‌ازحد پر نشده و آن را به خاطر نمی‌آورند. پژوهشگران برای نخستین بار با دخالت دادن آنزیم ویژه‌ای که بوی مولکول‌های مواد غذائی را در اعصاب حشرات خنثی می‌کند، توانستند ساختار آنزیم فوق را توصیف کنند. این مطالعات توانست بخش‌های ناشناخته از نقش آنزیم‌ها در بازسازی دوباره حس بویائی حشرات با رویکردی عصب شناسانه را معرفی کند.
استفاده از این روش‌های بی‌خطر در کنترل جمعیت حشرات می‌تواند نقش به سزایی در کاهش ضایعات محصولات کشاورزی داشته و از میلیون‌ها دلار خسارت سالانه جلوگیری کند.
ترجمه: احسان محمدحسینی
منبع: arstechnica
No tags for this post.
