Plagende insekter med bittersød smag for at beskytte afgrøder

Planteædende insekter anslås at være ansvarlige for at ødelægge en femtedel af verdens samlede afgrødeproduktion årligt, men en ny, naturlig tilgang til pesticider, der vender insekters smag og lugtpræferencer imod dem, kan hjælpe med at reducere denne vejafgift.

'Smagsbaserede foderfælder, der bruger naturlige produkter, kan være miljøvenlige, omkostningseffektivt og bæredygtigt alternativ til syntetiske insekticider i fremtiden, 'sagde Dr. Stefan Pentzold fra Max Planck Institute for Chemical Ecology i Jena, Tyskland.

Han og hans team ser på, hvilke smagsreceptorer poppelbladbille bruger til at genkende sin yndlingsmad - poblertræs blade - og hvordan dette påvirker dens fodringsadfærd, som en del af det EU-finansierede ChemoSense-projekt. Svarene kan føre til nye strategier for bekæmpelse af skadedyr inden for skovbrug og landbrug.

'På trods af deres væsentlige rolle i insekternes fødeindtag, overlevelse og reproduktion, relativt lidt er kendt om smagsreceptorer, især hos biller, ' han sagde. 'Dette er overraskende i betragtning af deres betydning som landbrugs- og skovbrugsskadedyr, deres globale fordeling og enorme artsantal som planteædende insekter. '

Præferencer

Insekter, som alle dyr, har præferencer for, hvilken mad de kan lide og kan skelne en smag fra en anden. Men hvordan afgør de, om en plante er velsmagende eller ej?

'Dette er ret komplekst og afhænger ofte af plantens kemiske sammensætning, og om et insekt er en generalist - et insekt, der fodrer med mange forskellige plantearter - eller en specialist, der lever af meget få plantearter, sagde doktor Pentzold.

For eksempel, selvom poppelblade faktisk afskrækker mange generalistiske insekter på grund af deres giftige og bittersmagende stoffer, den specialiserede poppelbladbille finder disse stoffer velsmagende og indtager dem til selvforsvar mod rovdyr, siger doktor Penztold.

Insekter bruger deres hårbeklædte ben, munddele og antenner for at smage deres mad, før de spiser. Gennem disse smagshår, insekter kan fornemme deres foretrukne planters kemiske sammensætning.

'Smaggivende stoffer (ethvert stof, der stimulerer smagssansen) i bladet kan diffundere ind i smagshårene gennem en pore og nå smagsreceptorerne inde i insektet, forklarede Dr. Pentzold. 'Hvis stoffet genkendes, et signal overføres til insektets hjerne, hvor den sidste kontrol finder sted, der fortæller mundpartens muskler "spis mig" eller "spis mig ikke". '

Imidlertid, nogle insekter har smagsløg på ulige steder, gør denne proces endnu mere kompleks. 'Vi fandt ud af, at poppelbladbilleens smagsreceptorer ikke kun findes i ydre organer, men også i indre organer og væv, såsom tarm og hæmolymfe (insektækvivalent med blod), sagde doktor Pentzold. 'Det vil være fascinerende, hvis disse fungerer som næringssensorer, fortæller insektet "jeg er sulten" eller "jeg er mæt". '

Udover smag, insekter stoler på lugt for at finde mad og kammerater, og undgå rovdyr eller endda planter. En sådan plante er den medicinske ørkenplante Achillea fragrantissima , almindeligvis kendt som lavendel bomuld.

Dr. Osnat Malka, chefforsker for det israelske agritech -selskab EdenShield, sagde:'Mange insekter kan ikke lide denne ørkenplante, som har en meget stærk lugt og naturlige giftige stoffer, og vælg at gå til andre planter i stedet. '

EdenShield udvikler et grønt alternativ til pesticider baseret på ekstrakter af den oprindelige plante, der findes i den jødiske ørken. Håbet er, dette naturlige insektmiddel hjælper landmænd med at beskytte deres afgrøder mod skadedyr i drivhuse uden at skade miljøet eller menneskers sundhed.

'Hvidfluer og thrips er de mest almindelige skadedyr i landbrug og drivhuse, forklarede Dr Malka. 'De er meget små, så de let kan gå ind i drivhuse og, som generalister, de kan fodre med forskellige slags planter. '

Produktet kaldet GateKeeper, finansieret af EU's specialiserede ordning for små, yderst innovative virksomheder, er en spray fremstillet med naturlige planteekstrakter, der bruges ved indgangen til drivhuse for at holde disse skadedyr ude og væk fra afgrøderne. Selvom nogle stadig kommer ind, deres antal reduceres betydeligt.

'Insekterne foretrækker ikke at gå inde i disse drivhuse, hovedsagelig fordi de ikke kan lide lugten og foretrækker andre alternativer. I vores eksperimenter, når disse insekter får et valg, de foretrækker at gå i drivhuse uden denne planteforbindelse, forklarede Dr Malka.

Hun mener, at disse produkter kan være en ny klasse af økologiske stoffer til bekæmpelse af insekter. 'Jeg tror, ​​vi skal ændre vores holdning og se, hvordan naturen håndterer disse insekter - så hvorfor de vælger en plante og ikke en anden plante - og bruger dette til vores fordel, sagde Dr Malka.