طورت خنفساء البطاطس في كولورادو مقاومة لأكثر من 50 نوعًا مختلفًا من المبيدات الحشرية ، مما جعل هذه الحشرة "آفة خارقة" تلحق الدمار بالبطاطس في جميع أنحاء العالم.
توصل بحث جديد إلى أن الخنفساء حققت هذا العمل الفذ إلى حد كبير من خلال التحول إلى مجموعة عميقة من التنوع داخل جينومها ، مما سمح لمختلف السكان في جميع أنحاء الولايات المتحدة بتطوير مقاومة سريعة لأي شيء تقريبًا يلقي بها البشر عليها. من المرجح أن تجعل ثروة الآفة من التنوع وترسانة جينات المقاومة الحالية من الصعب السيطرة عليها في المستقبل ، بغض النظر عما يطوره الباحثون الجدد في مجال المبيدات الحشرية. لكن الفهم الجديد للموارد الجينومية للآفة يمكن أن يساعد العلماء على تصميم أنظمة إدارة تجعلها تحت السيطرة.
"كانت هذه الخنفساء من أوائل الخنفساء التي تعرضت للهجوم بالمواد الكيميائية في العصر الحديث ، وكانت ناجحة جدًا في التطور بعد تلك الهجمات ،" شون سكوفيل، أستاذ علم الحشرات بجامعة ويسكونسن ماديسون الذي قاد التحليل الجديد. بالنسبة للحشرات الأخرى التي نأمل في السيطرة عليها ، هناك دروس يمكن تعلمها من دراسة هذه الآفة. ما هي الآليات التي تستخدمها هذه الحشرة لتجاوز هذه المبيدات؟ "
جنبا إلى جنب مع مساعديه في UW-Madison ومؤسسات أخرى ، Schoville نشر نتائجه 19 يناير في المجلة علم الأحياء الجزيئي و Evolution.
فريق سكوفيل أولاً تسلسل جينوم خنفساء البطاطس في كولورادو في عام 2018. منذ ذلك الحين ، قاموا بفحص الجينوم لفهم كيف يمكن للحشرة التغلب على المبيدات الحشرية الجديدة بأسرع ما يمكن. للقيام بذلك ، قاموا بتسلسل عشرات الخنافس من جميع أنحاء الولايات المتحدة. هذه المجموعات الإقليمية تختلف في مبيدات الآفات التي تقاومها ومن أين أتت ، مما يمكن أن يعطي أدلة على التاريخ التطوري للآفة.
اكتشف العلماء أن هذه المجموعات الإقليمية المختلفة تطورت بسرعة كبيرة لأن السكان الأصليين لديهم بالفعل الموارد الجينية اللازمة للتغلب على المبيدات الحشرية.
يقول سكوفيل: "من المعروف أن الجينات التي تتطور تشارك في مقاومة الحشرات". "ولكن المثير للاهتمام هو أن مجموعات سكانية مختلفة تغير أجزاء مختلفة من الجينات أو جينات مختلفة في نفس المسار." يُعرف هذا المسار المماثل ، ولكن غير المتطابق ، للمقاومة عبر مجموعات سكانية مختلفة بالتطور المتكرر.
هذا التطور السريع القائم على ثروة من التنوع الجيني الحالي يتعارض مع نموذج التطور الأقدم الذي افترض أن الطفرات النادرة يجب أن تظهر ببطء في مجموعة سكانية. بينما تتطور الطفرات الجديدة ويمكن أن تساهم في مبيد الحشرات المقاومة ، الاستجابة السريعة لخنفساء البطاطس للمواد الكيميائية الجديدة في أجزاء مختلفة من البلاد يمكن تفسيرها فقط من خلال تنوعها الحالي.
النتائج أخبار غير مرحب بها للمزارعين والعلماء الذين يأملون في قلب المد على هجمات خنفساء البطاطس في كولورادو. يقول سكوفيل إنه يبدو من غير المحتمل أنه حتى مبيد حشري جديد تمامًا من شأنه أن يبقي الآفة تحت السيطرة لفترة طويلة. ولكن مسلحًا بمعرفة كيف نجحت خنفساء البطاطس في كولورادو في تجنب هجمات الصناعة حتى الآن ، فقد تساعد الأبحاث المستقبلية في إنتاج استراتيجيات إبداعية لمواكبة هذا العدو.
يقول سكوفيل: "قد تساعدنا النماذج الأكثر تطورًا في معرفة كيفية تأثير تقنيات الإدارة المختلفة على تطور الخنفساء". "قد يسمح لنا ذلك بتغيير أسلوب إدارتنا لإبطائها."
في كثير من الأحيان ، يعود فشل التحكم مع خنفساء البطاطس في كولورادو إلى عوامل أخرى إلى جانب مقاومة المبيدات الحشرية وحدها. توقيت الرش أمر بالغ الأهمية للتحكم. تنجذب الخنافس التي تعيش في الشتاء إلى الحقول على مدى عدة أسابيع ؛ قد يؤدي رش المبيد الحشري في وقت مبكر جدًا إلى السيطرة على جزء من هذه الخنافس فقط. ومع ذلك ، فإن الانتظار حتى تكتمل نمو اليرقات تقريبًا يزيد أيضًا من فرص فشل السيطرة. يسهل التحكم في اليرقات الصغيرة باستخدام المبيدات الحشرية أكثر من السيطرة على اليرقات الكبيرة. من المهم استخدام الكمية الصحيحة من المبيدات الحشرية وكذلك الحصول على تغطية كاملة للنباتات.
تظهر هذه المقالة في عدد مايو 2022 من مزارع البطاطس.
