مکانسیم مقاومت در آفات از کجا شروع شده است؟

حشرات مضر یک تهدید جدی برای محصولات کشاوررزی و امنیت غذایی انسان ها به حساب می ‌آیند. به طوری که سالانه حدود 10-15 درصد از محصولات کشاورزی مثل برنج، گندم، ذرت و سیب زمینی توسط آن‌ها از بین می‌روند (Chengala Laxmishree و همکاران.، 2017). به همین دلیل مبارزه و مدیریت آفات به یکی از مهم ترین عملیات ها در بخش کشاورزی تبدیل شده است. سموم کشاورزی بسیار متنوعی برای از بین بردن آفات مطابق با اصول و استانداردهای هر کشوری در کل جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر خسارت به محصولات کشاورزی، برخی حشرات مانند مالاریا سلامتی انسان را نیز تهدید می ‌کنند و موجب مرگ انسان‌ها می‌شود. براساس گزارش سازمان جهانی مالاریا در سال 2017، 219 میلیون نفر دچار این بیماری شدند و حدود 435000 نفر جان خود را از دست دادند.

آیا سموم شیمیایی کارایی خود را از دست می‌دهند؟

 اولین  حشره کش در سال 1939 در کل دنیا برای از بین بردن آفات مختلف، بسیار مورد استقبال مردم قرار گرفت و موجب تغییرات وسیعی در زمینه تحقیق و تولید آفت کش‌ها شد. و از آنجایی که توانست طیف وسیعی از آفات را از بین ببرد، به طور گشترده مورد استفاده قرار گرفت. اما با در نظر گرفتن خطرات و آسیب های محیط زیستی که آفت کش ها مانند آلودگی آب‌ها، آلودگی خاک، اختلال در روند تثبیت نیتروژن،  بهم زدن تعادل اکوسیستم، از بین بردن حشرات مفید و از همه مهم‌تر ایجاد مقاومت در آفات نسبت به حشره کش ها، تولید و استفاده یک سری از سموم شیمیایی محدود شد.

کاربرد بیش از اندازه و غیر اصولی آفت کش ها تا جایی ادامه پیدا کرد که در سال 1984 حداقل 17 گونه از حشرات به آفت کش های مرسوم آن زمان مقاوم شده بودند (Georghiou 1986)، که با  کاهش  کارایی سموم، افزایش خسارت آفات، افزایش بیماری هایی که توسط آفات منتقل می‌شدند و تولید مدوام حشره کش هایی قوی تر با فرمولاسیون های جدیدتر و در نتیجه هزینه های بیشتر  همراه شد. به همین دلیل در کاربرد آفت کش‌ها باید دقت نمود تا هم از خطرات و پیامدهای منفی آنها و همینطور از ایجاد گونه‌های مقاوم به سموم، پیشگیری کرد. اما متاسفانه به دلیل عدم مدیریت صحیح در کاربرد سموم کشاورزی، حدود 500گونه از حشرات و کنه ها در دنیا وجود دارند که به انواع سموم مقاوم شده اند. مثل کنه دو نقطه‌ای (یک آفت مهم در اغلب درختان میوه) که به سرعت به انواع کنه کش ها مقاوم می‌شود.

چگونه حشرات به سموم مقاومت نشان می‌دهند؟

در حال حاضر حشرات زیادی وجود دارند که به تمامی سموم موجود مانند سایکلودین ها، کاربامات ها، فرمامیدین ها، ارگانوفسفات ها،پایروتیروئیدها و حتی Bacillus thuringiensis مقاوم شده اند. عوامل بسیار زیادی در ایجاد این مقاومت نقش دارند. مثلا جهش و موتاسیون در ژن ها با مقاوم شدن حشرات به سموم همراه است. جالب است بدانیم حشراتی که دارای ژن جهش یافته هستند از دیگر حشرات ضعیف تر هستند و در طبیعت حذف می‌شوند. اما با مصرف سموم آفت کش، حشرات جهش یافته دارای ژن مقاومت باقی می مانند و در نسل های بعد حشرات مقاوم تری نسبت به حشره کش قبلی تولید می‌کنند. (شکل 1)

شکل 1: نحوه ایجاد جمعیت مقاوم

تنوع ژنتیکی بسیار زیادی بین حشرات، حتی درون یک گونه وجود دارد که منجر به ایجاد تفاوت در عملکرد آنها نسبت به آفت کش‌ها می‌شود. برخی به شدت حساس و برخی کاملا مقاوم هستند.ممکن است پس از کاربرد سموم شیمیایی یک حشره با احتمال 1 در  10.000.000 دارای ژن مقاومت باشد و زنده بماند و تولید مثل کند. حشرات به وجود آمده از گونه مقاوم، ممکن است تحت تاثیر سموم مشابه قرار نگیرند و در صورت سمپاشی باز هم حشراتی باقی بمانند که حساسیت کمتری به ماده شیمیایی دارند و از بین نروند و یک نسل جدید مقاوم تر تولید کنند. در این زمان کشاورزان با دز مصرف بالاتری از سموم استفاده می‌کنند ولی باز هم حشرات مقاومی باقی می مانند و این روند آنقدر ادامه پیدا می‌کند تا یک جمعیت کاملا مقاوم وجود آید و در نهایت ماده شیمیایی  به طور کامل بی اثر  می‌شود. و لزوم استفاده از سموم جدید با فرمولاسیون های متنوع به وجود می‌آید.

راهکار متخصصین چیست؟

اما به جز مبارزه شیمیایی که ممکن است زمانی بی فایده شود، راهکارهای دیگری نیز وجود دارد. متخصصین کشاورزی برای پیشگیری از خطرات ناشی از کاربرد سموم و همچنین مبارزه با حشرات روش مدیریت تلفیقی آفات (IPM) را پیشنهاد می‌دهند. IPM یک استراتژی مبتنی بر اکوسیستم است که با ترکیبی از تکنیک هایی از جمله کنترل بیولوژیکی، اقدامات زراعی و استفاده از ارقام مقاوم گیاهی بر مدیریت طولانی مدت آفات تمرکز دارد. سموم شیمیایی تنها پس از مانیتور و با نظارت دقیق مقدار با هدف از بین بردن آفات مصرف می شوند. حشره کش ها و سموم شیمیایی به شکلی انتخاب شده و در دستور کار قرار میگیرند که خطرات مربوط به سلامتی انسان، ارگانیسم های مفید و غیر هدفمند و محیط زیست را به حداقل می رساند.

کنترل غیرشیمیایی آفات و بیماری ها مهم ترین مؤلفه در مدیریت تلفیقی آفات یا IPM است. به معنای وسیع تر باید به روشی می گویند که در آن از برخی موجودات زنده و یا مواد وابزارهای ایمن برای کنترل موجودات زنده خسارت زا (آفات) استفاده می شود.

در مقالات بعدی توضیحات و اطلاعات بیشتری درباره فرمون ها و انواع آنها در اختیارتان میگذاریم.

فهرست برخی منابع استفاده شده :

• Sharma S, Kooner R, R. A: Insect Pests and Crop Losses. In: Arora R., Sandhu S. (eds) Breeding Insect Resistant Crops for Sustainable Agriculture. Springer, Singapore 2017:45-66.
• Perry T, McKenzie JA, Batterham P: Perry T, McKenzie JA, & Batterham P (2007) A knockout strain of Drosophila melanogaster confers a high level of resistance to spinosad. Insect Biochemistry and Molecular Biology 37(2):184-188. Insect Biochem Mol Biol 2007, 37:184-188.
• Rostant WG, Bowyer J, Coupland J, Facey J, Hosken DJ, Wedell N: Pleiotropic Effects of DDT Resistance on Male Size and Behaviour. Behav Genet 2017, 47:449-458.
• Abdollahi M, Ranjbar A, Shadnia S, Nikfar S, Rezaie A: Pesticides and oxidative stress: a review. Med Sci Monit 2004, 10:RA141-RA147.
• Balabanidou V, Kampouraki A, MacLean M, Blomquist GJ, Tittiger C, Juárez MP, Mijailovsky SJ, Chalepakis G, Anthousi A, Lynd A, et al.: Cytochromes P450 associated with insecticide resistance catalyse cuticular hydrocarbon production in Anopheles gambiae. Proc Natl Acad Sci U S A 2016, 113:9268-9273.