A kínai tudósok leleplezték a sáskajárások titkát

Egy új kutatás szerint, amelyet augusztus 12-én a Nature c. amerikai tudományos folyóiratban publikáltak, megakadályozható, hogy a sáskák összegyűljenek olyan nagy rajokban, amelyek széles körben károsítják a növényeket.

Kang Le, a Kínai Tudományos Akadémia Zoológiai Intézetének akadémikusa és kutatócsoportja felfedezte és megállapította, hogy a sáskák által kibocsátott büdös vegyület vonzza a rovarokat a vadonban, óriási rajokat képezve ezáltal.

A sáskajárások világszerte óriási fenyegetést jelentenek a mezőgazdaság, a gazdaság és a környezet számára. A sáskarajok kialakulása okának feltérképezése egy fontos tanulmány, amelynek megértésére a világ minden táján élő tudósok törekszenek. A Kang Le akadémikus és kutatócsoportja által felfedezett vegyület nemcsak a sáskajárások titkát leplezi le, hanem lehetővé teszi a sáskák okozta pusztításoknak környezetbarát és fenntartható megelőzését és a rajok ellenőrzését is.

A vándorló sáska a legszélesebb körben elterjedt sáskafaj a világon, egy közepes méretű sáskaraj 40 millió egyedből áll, és egy nap alatt annyi élelmet képes felfalni, mint amennyit 35 ezer ember eszik meg. A közel 2000 éves kínai történelmi feljegyzések azt mutatják, hogy több mint nyolcszázszor történt nagyszabású sáskajárás. A vándorló sáska manapság is egy fő növénykárosító, amely mezőgazdasági veszteségeket okoz Afrikában, Ausztráliában és Ázsiában is, különösen Ázsia közel-keleti részén.

Bár a sáskajárás végigkíséri az emberiség fejlődését a történelemben, az emberek mégis csak kevesebb, mint 100 éve ismerik a sáskacsapás okait. A 20. század 70-es éveiben a nemzetközi tudósok rájöttek, hogy a sáskák által kibocsátott vegyület a kártevő óriási klasztere képzésének kulcsfontosságú tényezője.

Kang Le csoportjának kutatása során mind a nyájban élő, mind a magányos sáskák testéből és a székletéből kibocsátott illékony anyagot elemezték, és végül 35 féle vegyületből sikerült azonosítaniuk egy jellemző illékony szagot, a 4-vinil-anizolt, vagyis a 4VA nevű vegyületet, amelynek kibocsátása ugyan alacsony, de a bioaktivitása nagyon magas. Kang Le akadémikus szerint mind a nyájban élő, mind a magányos vándorló sáskákat erősen vonzza a 4VA, az egyedek fejlődési szakaszától és nemétől függetlenül.

„Felállítottunk egy szabadtéri tesztet a sáskák viselkedésének meghatározására. A terület egyik oldalán csak levegő van, a másik oldalán 4VA van, és hagyjuk, hogy a sáskák repüljenek ezen a szabadtéri területen. Kiderült, mind a társas, mind a magányos sáskák végül azon az oldalon állnak meg, amelyben van 4VA, függetlenül a sáskák nemétől, fejlődési szakaszától és 4VA sűrűségétől. Mit mond ez nekünk? Hogy a 4VA megfelel az aggregálódó feromon kritériumainak” – mondta Kang Le, hozzátéve, hogy az aggregálódó feromon felelős a rovarok rajviselkedéséért.

A kutatások azt is bizonyították, hogy ennek a vegyületnek a kibocsátása a sáskaraj sűrűségének növekedésével emelkedik, és ha 4-5 sáska összegyűl, akkor már képesek lesznek ezt a vegyületet kibocsátani, szóval alacsony a vegyület indukciós küszöbe.

„Amikor 4-5 sáskát teszünk össze, a 4VA máris szintetizálni kezd. Ez azt mondja nekünk, hogy bár a 4VA egy, a nyájban élő sáskák által kibocsátott különleges anyag, de ha kis mennyiségben összegyűlnek a sáskák, akkor szintén képződik ez a vegyület és a rovarok elkezdik kibocsátani magukból. Ez a sáskahalmaz titka.”

Ez a kutatás első alkalommal a kémiai elemzés, a viselkedések meghatározása, a neuron elektrofiziológiai feljegyzése, a szagló receptor, a gén kiküszöbölése, valamint a szabadtéri tesztelés, oly sok szinten elemezi és ellenőrzi a vándorló sáskák aggregálódó viselkedését.

További vizsgálatok során a tudósok arra is rájöttek, hogy a vegyület egy OR35 génnek nevezett receptoron keresztül válik érzékelhetóvé a rovar antennáján. Amikor a tudósok génszerkesztő technológiát alkalmaztak a sáskákban lévő gén eltávolítására, a rovarok nem voltak képesek reagálni a vegyületre.

Kang vezető kutató szerint az aggregálódó feromon egy nehezen megértett felfedezés. „Egy sáska több mint 100 receptorral rendelkezik, és a kutatók eddig úgy vélték, hogy egy sáska 35 féle szagú vegyületet bocsát ki. Tehát csoportunk hatalmas mennyiségű tesztet végzett el annak érdekében, hogy megtalálja a 4VA vegyülettel megegyező receptort” – mondta Kang.

Kang Le és csoportjának kutatóeredménye óriási áttörésnek számít a rovarok kutatása területén. Leslie B. Vosshall híres neurobiológus, a Nature c. szakmai folyóirat korrektora úgy véli, hogy ez egy izgalmas felfedezés. „Ez a felfedezés izgalmas, mert azt jelzi, hogy a sáskákat megtervezhetik, hogy immunisak legyenek a feromon hatására” – fogalmazott a tanulmányt kísérő cikkben az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának tagja.

Hosszú ideig a sáskajárás megelőzése és ellenőrzése főleg a kémiai növényvédőszerek nagyszabású légi permetezése formájában zajlott. A növényvédőszer-maradványok pedig nagyon nem kedveznek az élelmiszer-biztonság biztosításának, az ökológiai rendszer és az emberi egészség fenntartásának. A kínai tudósok kutatáseredménye lehetővé teszi a sáskák pusztításának környezetbarát és fenntartható megelőzését is.

A világ számos országában súlyos sáskajárással néztek/néznek szembe. A jelenlegi módszerek, például a peszticidek légi permetezése károsíthatják a hasznos rovarokat és a környezetet. A felfedezés arra ösztönözheti a tudósokat, hogy a megfelelő vegyületeket használják e fenyegetés leküzdésére. A tudósok szerint a lehetséges kontrollintézkedések között szerepelhet a feromoncsapdák lefektetése a sáskák számára, valamint génszerkesztő technológiák használata a sáskáknak a 4VA érzékelésének megakadályozása érdekében, ezáltal megelőzve a sáskarajok kialakulását.

„Most, hogy megismertük ezt az aggregálódó feromont, csalétekként használhatjuk a sáskák sűrűségének ellenőrzésére. Szintetizáltuk ezt a 4VA feromont is, amely alkalmazható csapdázási zónákban permetezéssel azokon a területeken, ahol a sáskák járnak. Tehát a sáskarajok ebbe a bizonyos övezetbe fognak összegyűlni, így nem kell minden növényre permetezni, ily módon megmenthetjük a peszticideket, megóvhatjuk a környezetet, és ezzel egyidejűleg jobb eredmények elérésére is lehetőségünk lesz " – mondta Kang.

Emellett a nagy jelentőségű felfedezés mellett a Kínai Tudományos Akadémia (CAS) szerint más kínai kutatók is egy sor beszámolót készítettek Ázsia és Afrika sivatagi sáskáinak megfigyeléséről a korai figyelmeztetések biztosítása érdekében.

A CAS Repülési és Információs Kutatóintézetének kutatói beszámolót készítettek az ázsiai és afrikai sivatagi sáskák legfontosabb tenyészterületeiről és vándorlási útjáról 2018 és 2020 között, valamint a mezőgazdasági és állattenyésztési veszteségek értékeléséről, amelyeket a nyugat-afrikai sivatagi sáskák okozták Pakisztánban, Etiópiában és Kenyában.

Elemezték a kínai Gaofen nevű műholdsorozat, az Egyesült Államok "Landsat" és az Európai Űrügynökség "Sentinel" nevű műholdak által generált adatokat. Egyesítették az adatokat a globális meteorológiai adatokkal és a növényvédelem felmérési adataival, feldolgozták az információkat a kártevő-előrejelzési modellel és a BigData elemzésével a digitális földtudományi platformon. A beszámolók segítenek a kártevők elleni küzdelem döntéshozatalában, és térbeli információs technológiai támogatást nyújtanak a nemzetközi szervezeteknek, például az Egyesült Nemzetek Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezetének.