فرمون آفات جنگلی

فرومون ها و کنترل بیولوژیکی آفات جنگلی

جنگل ها نقش مهمی در حفظ تعادل اکولوژیکی سیاره ما دارند. با این حال، آنها اغلب در معرض تهدید آفات و بیماری های مختلف هستند که می تواند آسیب قابل توجهی به جمعیت درختان وارد کند. یافتن روش های موثر و پایدار برای کنترل آفات جنگلی از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از رویکردهایی که در سال‌های اخیر امیدوارکننده بوده است، استفاده از فرومون‌ها برای کنترل بیولوژیکی است. در این مقاله به بررسی مفهوم فرمون و پتانسیل آنها در مبارزه با آفات جنگلی می پردازیم.

معرفی 

جنگل ها در معرض طیف وسیعی از آفات و بیماری ها هستند که می تواند پیامدهای مخربی برای سلامت و بهره وری آنها داشته باشد. روش های سنتی کنترل آفات، مانند استفاده از آفت کش ها، اغلب ثابت شده است که برای محیط زیست مضر و ناپایدار هستند. در نتیجه، علاقه فزاینده ای به بررسی رویکردهای جایگزین که هم موثر و هم دوستدار محیط زیست هستند، وجود دارد. فرومون ها مواد شیمیایی هستند که توسط حشرات برای برقراری ارتباط با یکدیگر آزاد می شوند، به عنوان یک راه حل بالقوه در زمینه کنترل بیولوژیکی ظاهر شده اند.

شناخت آفات جنگل

قبل از پرداختن به نقش فرمون ها در کنترل بیولوژیکی، شناخت ماهیت آفات جنگل ضروری است. این آفات می توانند شامل ارگانیسم های مختلفی مانند حشرات، قارچ ها، باکتری ها، ویروس ها، نماتدها و فیتوپلاسماها باشند. آنها می توانند آسیب قابل توجهی به درختان وارد کنند که منجر به کاهش کیفیت چوب، کاهش بهره وری جنگل و حتی مرگ و میر درختان شود. روش‌های کنترل سنتی اغلب بر مبارزه مستقیم با آفات متمرکز شده‌اند، اما این رویکرد ممکن است موفقیت محدود و اثرات نامطلوب محیطی داشته باشد.

 نقش فرومون ها در کنترل بیولوژیکی

فرومون ها مواد شیمیایی هستند که به طور طبیعی توسط حشرات برای انتقال سیگنال ها در گونه های خود تولید می شوند. در زمینه کنترل بیولوژیکی، می توان از فرومون های مصنوعی برای اخلال در جفت گیری و برهم زدن رفتار آفات جنگلی استفاده کرد. ترکیبات مصنوعی با تقلید از فرمون های طبیعی می توانند آفات نر را گیج کنند و از یافتن جفت جلوگیری کنند. این اختلال در روند جفت گیری می تواند منجر به کاهش جفتگیری، تخمریزی  و در نتیجه کاهش جمعیت آفات شود و به طور موثر گسترش آنها را کنترل کند.

انواع فرومون های مورد استفاده در مدیریت آفات جنگل

فرومون ها نقش مهمی در مدیریت آفات جنگل دارند، زیرا می توان از آنها برای دستکاری رفتار آفات و کاهش تاثیر آنها بر اکوسیستم های جنگلی استفاده کرد. انواع مختلفی از فرومون ها در استراتژی های مختلف کنترل آفات، هدف قرار دادن آفات خاص و الگوهای جفت گیری آنها استفاده می شوند. در این بخش به بررسی انواع فرمون های رایج در مدیریت آفات جنگلی و اثربخشی آنها در کنترل آفات می پردازیم.

فرمون های تجمعی

فرمون های تجمعی برای جذب آفات و تمرکز آنها در مناطق خاص استفاده می شود. این فرمون‌ها معمولاً توسط آفات منتشر می‌شوند تا وجود منابع غذایی مناسب یا شرایط مساعد برای تجمع را نشان دهند. با قرار دادن استراتژیک تله ها به همراه فرمون های تجمعی و طعمه غذایی، کارشناسان  جنگلداری می توانند جمعیت آفات را پایش کرده و اثربخشی اقدامات کنترلی را ارزیابی کنند.

فرومون های هشدار دهنده

هنگامی که حشرات تهدید یا خطری را احساس می کنند، فرومون های هشدار دهنده آزاد می شوند. این فرمون ها سایر افراد از همان گونه را از وجود یک شکارچی یا شرایط نامساعد آگاه می کنند. در مدیریت آفات جنگلی، می‌توان از فرومون‌های هشدار دهنده برای برهم زدن رفتار تغذیه یا جفت‌گیری آفات از طریق ایجاد درک خطر، استفاده کرد که منجر به پراکندگی یا کاهش فعالیت می‌شود.

فرمون های جنسی

فرمون های جنسی شاید پرکاربردترین نوع فرمون در مدیریت آفات جنگلی باشند. حشرات ماده برای جذب نرها برای جفت گیری، فرمون های جنسی آزاد می کنند. با تقلید یا سنتز این فرمون‌های جنسی، کارشناسان می‌توانند تله‌های فرمونی یا توزیع‌کننده‌هایی ایجاد کنند که آفات نر را فریب می‌دهند و از جفت‌گیری آن‌ها با ماده‌ها جلوگیری می‌کنند. این اختلال در فرآیند جفت گیری باعث کاهش تعداد فرزندان تولید شده و در نتیجه کنترل جمعیت آفات می شود.

کایرومون ها

کایرومون ها فرمون هایی هستند که توسط یک گونه آزاد می شوند و برای گونه های دیگر مفید هستند. در مدیریت آفات جنگلی می توان از کایرومون ها برای جذب دشمنان طبیعی یا شکارچیان آفات استفاده کرد. برای مثال، فرمون‌های آزاد شده توسط حشرات شکارگر می‌توانند زنبورهای انگلی یا شکارچیان را جذب کنند که به کاهش جمعیت آفات به طور طبیعی کمک می‌کنند.

فرومون های پرایمر (Primer Pheromones)

فرومون های پرایمر تأثیر طولانی مدت تری بر رفتار یا فیزیولوژی حشرات دریافت کننده دارند. این فرمون ها می توانند بر فرآیندهای رشد، تولید مثل یا سایر جنبه های فیزیولوژیکی آفات تأثیر بگذارند. با ایجاد اختلال یا دستکاری در این فرآیندها، می توان از فرومون های آغازگر برای کنترل جمعیت آفات در جنگل ها استفاده کرد.

تله های فرومونی و سیستم های مانیتورینگ

برای استفاده مؤثر از فرومون ها برای کنترل آفات، سیستم های نظارتی و تله ها در مناطق جنگلی مستقر می شوند. تله‌های فرمونی برای جذب و گرفتن آفات طراحی شده‌اند و به محققان و مدیران جنگل‌ها اجازه می‌دهند تا جمعیت آفات و سطوح فعالیت را ارزیابی کنند. این تله ها داده های ارزشمندی را ارائه می دهند که به تعیین شدت آلودگی، زمان ظهور آفت و کارایی اقدامات کنترلی کمک می کند.

مزایا و محدودیت های کنترل مبتنی بر فرمون

استفاده از فرومون ها برای کنترل بیولوژیکی در مقایسه با روش های سنتی مدیریت آفات مزایای متعددی را ارائه می دهد. اولاً، فرمون‌ها برای گونه‌های آفت خاص بسیار خاص هستند، که تأثیر آن بر موجودات غیرهدف را کاهش می‌دهد و آسیب‌های محیطی را به حداقل می‌رساند. ثانیا، کنترل مبتنی بر فرمون یک رویکرد پایدار است زیرا ترکیبات زیست تخریب پذیر هستند و در محیط باقی نمی مانند. علاوه بر این، می‌توان آن را با استراتژی‌های مدیریت یکپارچه آفات (IPM) ادغام کرد و رویکردی جامع و سازگار با محیط زیست برای کنترل آفات جنگلی را ترویج کرد.

با این حال، محدودیت هایی برای کنترل مبتنی بر فرمون وجود دارد. فرمون‌ها معمولاً برای گونه‌های خاص هستند، بنابراین برای آفات مختلف، فرمولاسیون جداگانه‌ای لازم است. هزینه تولید فرمون های مصنوعی و اجرای سیستم های نظارتی می تواند چالشی برای پذیرش گسترده باشد. علاوه بر این، اثربخشی فرمون ها می تواند بسته به عواملی مانند رفتار آفات، شرایط محیطی و ویژگی های چشم انداز متفاوت باشد.

فرومون حشرات در مدیریت آفات جنگلی

در فرآیند کنترل آفات در جنگل‌داری، استفاده از آفت‌کش‌های شیمیایی مختلف باعث ایجاد مقاومت قوی‌تر در برابر آفات می‌شود و به طور قابل توجهی مانع از کنترل و توسعه جنگل‌داری می‌شود. ظهور فرمون حشرات راه موثری برای کنترل آفات باز کرده است. پس از بلوغ حشرات، یک ماده شیمیایی با بوی خاص آزاد می کنند و چنین مواد شیمیایی می توانند همان گونه از حشرات را برای جفت گیری فریب دهند. فرمون حشره بسیار مورد توجه محققان داخلی و خارجی قرار گرفته است و به یکی از اقدامات اصلی در کنترل تلفیقی آفات، با کاربرد گسترده و چشم انداز توسعه تبدیل شده است.

مکانیسم و روش های انتقال فرمون

در حال حاضر تحقیقات گسترده ای در مورد مطالعه فرمون حشرات شب پره انجام شده است. برخی از حشرات از طریق بال های خود فرمون ترشح می کنند، در حالی که برخی دیگر در پشت قفسه سینه یا دو بخش اول قفسه سینه فرمون ترشح می کنند. دو راه عمده برای انتقال فرمون ها وجود دارد: یکی بر جریان هوا تکیه می کند که از بالا به پایین منتقل می شود و یک کمربند فرمونی تشکیل می دهد، سپس حشرات این کمربند را دنبال می کنند تا به منبع بو برسند و در نتیجه یک روش انتقال سریعتر ایجاد می شود. راه دوم برای انتقال فرمون ها متکی به حرکت آزاد مولکول های اصلی است که در اطراف منتشر می شوند، که در این روش، انتقال کندتر است.

اجزای فرمون حشرات

در سال 1959، یک شیمیدان نزدیک به 20 سال را صرف استخراج فرمون – Bombykol از غدد 500000 کرم ابریشم ماده کرد. ترکیب و محتوای فرمون آزاد شده توسط حشرات مختلف نیز درجات متفاوتی دارد. به عنوان مثال، ساختار شیمیایی فرمون حشرات بالپولکداران عمدتاً الکل ها و استرهای غیراشباع با زنجیره بلند است که از آلدئیدها، کتون ها، الکل ها و استرهایی با 10 تا 21 کربن تشکیل شده است.

عوامل موثر بر آزادسازی فرمون توسط حشرات

مطالعات نشان داده است که فرآیند فیزیولوژیکی ترشح حشرات و آزادسازی فرمون تحت کنترل و تسلط عوامل محیطی خارجی و بدنه جانبی است. در برخی از حشرات سخت بالپوشان، ترشح فرمون ها با برداشتن فارینکس جانبی متوقف می شود. علاوه بر این، دما و دوره نوری مستقیماً بر آزاد شدن فرمون ها تأثیر می گذارد.

کاربردهای فرمون در کنترل آفات

در زمین های جنگلی واقع در کوه های مرتفع و کم جمعیت، شرایط استفاده از آفت کش ها برای کنترل آفات مطلوب نیست.  فرمون حشره با توجه به اینکه می تواند در ترکیب با عوامل بیولوژیکی استفاده شود، انتخاب خوبی خواهد بود. علاوه بر این، فرمون حشره از مدت زمان اثربخشی کلی برای پیشگیری و کنترل سود برده است. از این رو مستقیماً برای به دام انداختن و کشتن آفاتی نظیر سوسک پوستخوار کاج (Orthotomicus erosus)، استفاده می شود.

نتیجه گیری

نتیجه، استفاده از فرومون ها برای کنترل بیولوژیکی آفات جنگل پتانسیل فوق العاده ای دارد. با استفاده از سیستم های ارتباط شیمیایی آفات، می توان الگوهای جفت گیری آنها را مختل کرد و جمعیت آنها را کاهش داد. کنترل مبتنی بر فرومون یک جایگزین سازگار با محیط زیست برای روش‌های مرسوم مدیریت آفات، به حداقل رساندن آسیب به ارگانیسم‌های غیرهدف و ارتقای سلامت پایدار جنگل ارائه می‌کند. 

سوالات متداول 

آیا فرومون ها می توانند برای موجودات غیر هدف مضر باشند؟

خیر، فرمون ها برای گونه های آفت خاصی بسیار کارامد هستند و کمترین تأثیر را بر موجودات غیر هدف دارند 

آیا روش های کنترل مبتنی بر فرمون نیاز به نظارت مداوم دارند؟

پایش منظم برای ارزیابی جمعیت آفات، بهینه سازی اقدامات کنترلی و ارزیابی اثربخشی استراتژی های مبتنی بر فرمون بسیار مهم است.

آیا فرمون های مصنوعی برای محیط زیست بی خطر هستند؟

بله، فرمون های مصنوعی زیست تجزیه پذیر هستند و در محیط به مدت طولانی باقی نمی مانند و آنها را به گزینه ای ایمن و پایدار برای کنترل آفات تبدیل می کند.

آیا کنترل مبتنی بر فرمون می تواند آفات جنگلی را به طور کامل ریشه کن کند؟

در حالی که کنترل مبتنی بر فرمون می تواند به طور قابل توجهی جمعیت آفات را کاهش دهد، ریشه کنی کامل ممکن است به دلیل عواملی مانند رفتار آفت و شرایط محیطی چالش برانگیز باشد.

آیا روش های کنترل مبتنی بر فرمون مقرون به صرفه هستند؟

مقرون به صرفه بودن کنترل مبتنی بر فرمون به عوامل مختلفی از جمله مقیاس اجرا، گونه های مورد نظر آفت و در دسترس بودن سیستم های نظارت بستگی دارد.