Защита садов и сельскохозяйственных культур от насекомых с помощью «запаха страха»
Для домашних садоводов и фермеров травоядные насекомые представляют серьезную угрозу для их тяжелой работы и урожайности. Насекомые-хищники, которые питаются этими насекомыми, излучают запахи, которые могут почувствовать вредители, которые изменяют поведение вредителей и даже их физиологию, чтобы их не съели. Поскольку клопы становятся более устойчивыми к традиционным пестицидам, исследователи теперь сообщают, что они разработали способ сдерживания «запаха страха», производимого хищниками, для естественного отпугивания и уничтожения вредных насекомых без необходимости использования агрессивных веществ.
«Нередко мы используем наши инстинкты, чтобы избежать рискованных ситуаций. Если бы здание было в огне, мы, люди, могли бы использовать наши чувства зрения или обоняния, чтобы обнаружить угрозу», - говорит Сара Германн, доктор философии, руководитель проекта «Существуют доказательства таких поведенческих реакций на риск по таксонам, которые предполагают, что организмы-жертвы могут обнаруживать угрозы хищников, но механизмы обнаружения не очень хорошо изучены, особенно с насекомыми».
«Насекомые полагаются на обонятельные сигналы, чтобы найти пищу, партнеров и места для жизни, так что это прекрасная возможность исследовать, как использовать эти запахи, чтобы управлять своим поведением», - говорит Джессика Кансман, доктор философии, постдок.
Тля - очень разрушительный вредитель для множества сельскохозяйственных культур, и их большое количество, способность передавать патогены растений и повышенная устойчивость к инсектицидам делают их постоянной проблемой для производителей. Они также являются любимой пищей божьей коровки, которую садоводы приветствуют как источник устойчивого управления вредителями. Исследования Германа показали, что тля и другие травоядные насекомые будут держаться подальше от полей и садов, если они чувствуют запах хищников поблизости. простое воздействие запахов, исходящих от божьих коровок, также может привести к замедлению темпов размножения тли и увеличению их способности отращивать крылья, и оба эти поведения призваны избегать угроз.
Помня об этих наблюдениях, исследовательская группа решила определить, могут ли обонятельные сигналы, исходящие от божьих коровок, сами по себе бороться с вредителями. Они начали с выявления и извлечения летучих запахов живых божьих коровок с помощью газовой хроматографии - масс-спектрометрии, которая разделяет и позволяет идентифицировать отдельные компоненты запаха божьих коровок. Чтобы увидеть, на какие соединения будет реагировать тля, они подключили антенны живых тлей к электроантеннограмме (EAG) и подвергли их воздействию каждого отдельного запаха, издаваемого хищником, чтобы увидеть, какие соединения они обнаруживают. Сила их реакции была измерена на основе сигнала, полученного машиной EAG. Из многих соединений, выделяемых божьими коровками, тля наиболее сильно реагирует на метоксипиразины, такие как изопропилметоксипиразин, изобутилметоксипиразин и втор-бутилметоксипиразин. После того, как соединения были идентифицированы, Германн и его команда приступили к созданию специальной смеси запахов, которую можно использовать в диффузоре эфирных масел, который будет распространять аромат с течением времени по саду или полю.
Затем команда планирует провести полевые испытания своих ароматизаторов, чтобы увидеть, похоже ли воздействие на тлей и божьих коровок на то, что они наблюдали в лаборатории. Германн и Кансман также хотят определить зону распространения диффузоров и их применимость к другим вредителям и хищникам, а также к различным типам сельскохозяйственных культур. Кроме того, они сотрудничают с производственной компанией, чтобы разработать специальные диффузоры для коммерческого использования как фермерами, так и садоводами.