شیوه کنترل آفات کشاورزی دستخوش تغییر می‌شود

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از سای تک دیلی، کافئین بازده ناوبری مورچه‌های آرژانتینی را به سمت طعمه‌های شیرین افزایش می‌دهد و روش جدیدی را برای افزایش اثربخشی تلاش‌های کنترل آفات پیشنهاد می‌کند.

مطالعه روی مورچه‌های آرژانتینی نشان داده است، کافئین می‌تواند بازده ناوبری آنها را به سمت تله‌های طعمه دار افزایش دهد. با افزودن کافئین به طعمه‌های شیرین، مورچه‌ها مسیر‌های مستقیم تری را برای رسیدن به پاداش دنبال می‌کنند؛ کشفی که به طور بالقوه طعمه‌ها را موثرتر می‌کند. این بهبود در یادگیری و ناوبری می‌تواند به کنترل این گونه مهاجم که به دلیل جذب ضعیف و ترک طعمه در برابر طعمه‌های سنتی مقاومند، کمک کند.

«هنریک گالانته» «Henrique Galante» زیست شناس محاسباتی و مجری این تحقیقات از دانشگاه رگنسبورگ می‌گوید: ایده این پروژه یافتن روشی شناختی برای ترغیب مورچه‌ها به مصرف بیشتر طعمه‌های سمی تعبیه شده در مزارع است. دریافتیم دُز‌های متوسط کافئین در واقع یادگیری را تقویت می‌کند: وقتی کمی به آنها بدهید، مورچه‌ها را به سمت مسیر‌های مستقیم‌تر سوق داده و می‌توانند سریعتر به پاداش برسند.

مورچه‌های آرژانتینی یک تهدید زیست محیطی و اقتصادی مهم در سراسر جهان هستند. روش‌های کنترل سنتی عمدتا بر پایه طعمه‌های سمی، اغلب شکست می‌خورند که احتمالا به دلیل جذب کم طعمه و ترک طعمه است. محققان امیدوارند با افزودن کافئین، که موجب تقویت یادگیری در سایر حشرات مانند زنبور‌های عسل شده اند، توانایی مورچه‌ها را نیز برای به خاطر سپردن مکان‌های طعمه و هدایت هم لانه هایشان بهبود بخشند.

گالانته می‌گوید: در تلاش هستیم به مورچه‌ها کمک کنیم طعمه‌ها را بیابند، زیرا هرچه سریع‌تر بین طعمه‌ها رفت و آمد کنند، رد فرمون بیشتری از خود به جا می‌گذارند، مورچه‌های بیشتری می‌آیند، و بنابراین، به سرعت و پیش از آنکه متوجه سم شوند، آن را در داخل کلونی خود پخش می‌کنند.

محققان در آزمایشگاه، غلظت‌های مختلف کافئین را برای مشاهده هر گونه تأثیری بر توانایی مورچه‌ها برای یافتن محلول قند و مشاهده مجدد آن آزمایش کردند. آنها با استفاده از یک پل لگو و یک صفحه کاغذ A۴ روی یک سطح اکریلیک یک محیط آزمایش ایجاد کردند، جایی که قطرات محلول ساکارز با مقادیر مختلف کافئین مخلوط شده بود.

گالانته افزود: کمترین دُزی که استفاده کردیم همان چیزی است که در گیاهان طبیعی یافت می‌شود، دوز میانی مشابه چیزی است که در برخی نوشیدنی‌های انرژی زا وجود دارد و بالاترین مقدار LD۵۰ زنبور‌های عسل است؛ جایی که نیمی از زنبور‌های تغذیه شده با این دز می‌میرند، بنابراین احتمالا برای مورچه‌ها کاملا سمی است.

محققان با استفاده از یک سیستم ردیابی خودکار، سرعت مورچه‌ها و مستقیم بودن مسیر‌های آنها را به سوی پاداش قند و بازگشت از آن کنترل کردند. این مطالعه شامل ۱۴۲ مورچه بود که هر کدام چهار بار آزمایش شدند. به مورچه‌ها اجازه داده شد تا غذایی را که بین آزمایش‌ها جمع آوری کرده بودند، زمین بگذارند. دانشمندان همچنین تکه کاغذ را برداشتند و جایگزین کردند تا مورچه‌ها نتوانند دنباله رد فرمون خودشان را به محل پاداش بروند.

بدون کافئین، مورچه‌ها یاد نگرفتند که در سفر‌های بعدی جستجوی غذا سریع‌تر به مکان پاداش برسند و این نشان می‌دهد که آنها با موفقیت مکان آن را به حافظه نسپرده اند. با این حال، مورچه‌هایی که در معرض سطوح کم و متوسط کافئین قرار گرفتند، افزایش قابل توجهی در کارایی جستجوی غذا نشان دادند، با کاهش زمان به ترتیب ۲۸ و ۳۸ درصد در هر بازدید. قابل ذکر است که بالاترین دوز کافئین همان اثر را ایجاد نکرد.

محققان نشان دادند کافئین با کارآمدتر کردن مورچه ها، نه با سرعت بخشیدن به آنها، زمان جستجوی غذا را کاهش می‌دهد. هیچ اثری از کافئین بر روی سرعت مورچه‌ها در هیچ دوزی وجود نداشت، اما مورچه‌هایی که دوز‌های کم تا متوسط کافئین را دریافت می‌کردند، مسیر‌های پرپیچ و خم کمتری را طی می‌کردند. 

گالانته اظهار داشت: آنچه می‌بینیم این است که آنها سریع‌تر حرکت نمی‌کنند، بلکه بیشتر روی جایی که می‌روند متمرکز هستند. این نشان می‌دهد که آنها می‌دانند کجا می‌خواهند بروند، بنابراین مکان‌های پاداش را یاد گرفته اند. کافئین هیچ تاثیری بر توانایی مورچه‌ها در قابلیت بازگشت به لانه نداشت اگرچه در هر سفر بدون توجه به کافئین مسیر‌های آنها به لانه پیچ و خم کمتری می‌یافت.

نتایج نوید بخش این مطالعه حاکی از قابلیت استفاده از کافئین برای بهبود جذب طعمه در تلاش برای کنترل جمعیت مورچه‌های مهاجم آرژانتینی است. تحقیقات بیشتر با آزمایش‌های میدانی در اسپانیا و مطالعاتی برای بررسی تعاملات احتمالی بین کافئین و سموم طعمه در حال انجام است. این پژوهش می‌تواند راه را برای راهبرد‌های موثرتری برای مدیریت گونه‌های مهاجم از طریق اصلاح رفتار هموار کند.

نتایج این تحقیقات در نشریه iScience منتشر شده است.