نبات الأرز يصطاد ويقتل يرقات الآفات

دودة الحشد الخريفية (Spodoptera frugiperda) هي آفة زراعية خطيرة يمكنها تطوير مقاومة للمبيدات الحشرية الكيميائية. تلتهم يرقات هذا النوع أوراق الأشجار والآذان الصغيرة للعديد من المحاصيل، بما في ذلك الأرز. لقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن أوراق النباتات مغطاة بشعيرات ثلاثية الألوان، وهي شعيرات صلبة تجعل من الصعب على الحشرات الحركة والتغذية. في الأرز، تغطي هذه الشعرات بكثافة ليس فقط الأوراق، ولكن أيضا السنيبلات. قرر علماء الأحياء من جامعة أركنساس معرفة الوظيفة غير الغدية (التي لا تطلق السموم أو الراتنجات) التي تؤديها الأشكال ثلاثية الألوان على الأعضاء التناسلية للنبات. أجرى مؤلفو الدراسة، التي نشرت في مجلة العمليات البيئية، تجارب على يرقات دودة الحشد الصغيرة في المختبر والدفيئة. عُرض على الحشرات اختيار سنيبلات الأرز في مرحلة الإزهار النشط (عندما تكون سدائل الزهرة مفتوحة قليلاً) وفي مرحلة نضج الحبوب (اختبار النضج). في بعض التجارب، تم منح اليرقات إمكانية الوصول إلى الأوراق النضرة. في الوقت نفسه، باستخدام اللوني للغاز، قام العلماء بتحليل التركيب الكيميائي للمواد المتطايرة الصادرة عن المصنع. تم فحص الحشرات التي ماتت أثناء التجارب تحت المجهر الماسح الإلكتروني. اتضح أن الأرز المزهر يعمل كمصيدة فئران. خلال فترة الإزهار، تطلق السنيبلات مزيجًا محددًا من المواد ذات الرائحة (على وجه الخصوص، الدوديكان والإيثيل هكسانال)، والتي تجذب اليرقات بقوة أكبر بكثير من رائحة الحبوب الناضجة. بعد الطعم، تزحف اليرقة إلى زهرة الأرز المفتوحة قليلاً. هذا هو المكان الذي تلعب فيه الأشكال ثلاثية الألوان. توجد طبقة سميكة من الشعر الصلب بزاوية تجعل الحشرة تتحرك للأمام بسهولة، ولكنها محرومة من فرصة الرجوع إلى الخلف – فالشعر يحفر في الجسم ويمنع الحركة. تموت اليرقة بسبب الإيقاعات البيولوجية الطبيعية للنبات نفسه. بعد وقت قصير من التلقيح، تنغلق زهرة الأرز لحماية المبيض النامي. أظهر الفحص المجهري الإلكتروني أن اللوحات المغلقة للسنبيلة تسحق اليرقات العالقة بالداخل – تظهر الصور كبسولات رأس مشوهة ومسطحة للحشرات. كانت طريقة الحماية هذه فعالة: فقد انحصرت نسبة 50 إلى 53% من اليرقات الصغيرة وماتت خلال 48 ساعة، حتى عندما أتيحت لها حرية الوصول إلى الأوراق الطبيعية. في الوقت نفسه، على عكس النباتات آكلة اللحوم مثل صائدة الذباب فينوس، لا يهضم الأرز ضحاياه – فاليرقات الميتة تجف ببساطة داخل السنيبلات. تعمل الآلية فقط على الدفاع، وحماية النسل المستقبلي للنبات من الأكل. لاحظ مؤلفو العمل أنه يمكن استخدام مصيدة الأرز في الهندسة الزراعية. إن فهم هذه الآليات سيسمح للمربين بتطوير أنواع جديدة من الحبوب ذات كثافة محددة وزاوية ثلاثية الألوان على السنيبلات. وستكون هذه النباتات قادرة على تقليل أعداد الآفات فعليًا، مما يقلل الحاجة إلى المبيدات الحشرية الكيميائية السامة.