Травоядные насекомые представляют собой серьезную угрозу для производителей сельскохозяйственных культур, напрямую разрушая стебли, плоды или корни растений, либо косвенно передавая посевам бактериальные, вирусные и грибковые инфекции. В качестве защиты были созданы пестициды, но вредители нанесли ответный удар, развив более сильную сопротивляемость. Данная проблема беспокоит ученых из Пенсильванского государственного университета. В новом исследовании они представили нестандартную идею с использованием «запаха страха», чтобы отогнать насекомых от полей и садов.

У множества животных во время опасности обостряются органы чувств. Например, ваше обоняние предупредит о пожаре. Естественная реакция — избежать опасности. Насекомые — не исключение. На самом деле многие из них гораздо более чувствительны к запахам, чем люди, поскольку химическая коммуникация является очень важной адаптацией для выживания.

Насекомые выделяют и обнаруживают всевозможные феромоны, которые помогают им размножаться и общаться с представителями своего вида. Они также могут использовать запахи для обнаружения угроз. Например, когда тли замечают химические вещества, выделяемые божьими коровками (их естественные хищники), они будут стремиться к бегству. Исследователи из Пенсильванского университета задались вопросом, могут ли они каким-то образом использовать эту химическую реакцию для защиты сельскохозяйственных культур от вредителей.

«Поскольку население в мире продолжает расти, увеличивается потребность в усилении защиты сельскохозяйственных культур, чтобы мы могли производить достаточно продуктов питания для поддержания жизни людей. Насекомые-вредители — одна из самых серьезных проблем в сельскохозяйственном производстве во всем мире, и борьба с ними имеет решающее значение. Однако пестициды, которые обычно используются для борьбы с этими вредителями, могут быть проблематичными для благополучия человека и окружающей среды. И фермеры все чаще сталкиваются с запретами и ограничениями в отношении пестицидов, а также с устойчивостью вредителей к этому методу борьбы, что делает их менее эффективными. В связи с этим мы стремимся разработать устойчивые способы снижения активности насекомых-вредителей за счет сокращения или отказа от использования инсектицидов», — сообщила доцент кафедры экологии членистоногих и трофических взаимодействий в Пенсильвании, Сара Херманн.

Госпожа Херманн и постдоктор из Пенсильванского университета Джессика Кансман провели полевые эксперименты, во время которых было определено, что тля и другие травоядные насекомые будут держаться подальше от полей и садов, где они чувствуют запах хищников. Более того, воздействие этих химических веществ замедляет скорость размножения насекомых-вредителей и увеличивает их способность отращивать крылья. Оба эти естественные поведения призваны лучше подготовить их к самозащите.

В своем новом исследовании исследователи из Пенсильванского университета использовали газовую хроматографию-масс-спектрометрию для выявления и извлечения летучих запахов, выделяемых божьими коровками. Затем они подключили щупальцы живой тли к аппарату для электроантеннограммы (EAG) и подвергли их воздействию каждого отдельного химического компонента, выделяемого божьими коровками, чтобы увидеть, какие соединения они могут обнаружить.

Из множества соединений, выделяемых божьей коровкой, тля, судя по сигналу EAG, проявляла самую сильную реакцию на метоксипиразины, такие, как изопропилметоксипиразин, изобутилметоксипиразин и втор-бутилметоксипиразин.

Используя эти исходные химические вещества, исследователи разработали специальный ароматный коктейль, который теперь должен пройти испытания в полевых условиях. Коктейль распыляется из диффузора для эфирных масел, чтобы определить, действительно ли запахи эффективны в реальном мире для защиты от вредителей на полях и в садах. Эти летучие химические вещества рассеиваются в атмосфере, а не распыляются на растения.

«В связи с этим организмы, растения и люди не будут контактировать с продуктом, что делает риск токсичности довольно низким, а также создает безопасную стратегию управления. Мы изучаем возможность влияния этих запахов на других членов сообщества насекомых, включая полезных опылителей и других хищных или паразитических насекомых», — заявила госпожа Херманн.

У фермеров и садоводов может появиться новая, не содержащая токсинов альтернатива обычным пестицидам.

«Нашими следующими шагами будет испытание этой стратегии на других культурах, помимо капусты, где мы ее применяли. Преимущество этого исследования заключается в том, что божьи коровки являются хищниками множества различных насекомых-вредителей, поэтому мы, возможно, сможем управлять другими насекомыми-вредителями других культур, используя этот метод. Результаты данных полевых исследований дадут информацию о конструкции диффузора, которую мы разработаем вместе с отраслевым партнером, и направят нас к другим полевым испытаниям, которые необходимо будет провести, прежде чем этот инструмент станет широко доступным», — отметила Сара Херманн.

 

*по информации из открытых источников

 

 

Читайте также:

В кормах уже появился белок из насекомых (ФОТО)

Канадские исследователи разработали эволюционную ловушку для вредителей

В США для защиты тепличных культур стали чаще применять полезных насекомых

Ученые: ГМО-культуры не оказывают негативного воздействия на полезных насекомых

Нано/микрочастицы и микроводоросли продемонстрировали высокую эффективность против мучных хрущаков