Comparative Toxicological and biochemical Effects of Seed and Leaf extracts of Azadirachta indica and Jatropha curcas on the Fall armyworm (Spodoptera frugiperda) Under Laboratory Conditions

في حقول أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى الشاسعة، يقف الذرة كحجر زاوية للأمن الغذائي والاستقرار الاقتصادي. ومع ذلك، يواجه هذا المحصول الحيوي تهديداً مستمراً من دودة الحشد الخضراء، وهي فراشة تلتهم يرقاتها الأوراق بكفاءة نهمة. تبدأ هذه اليرقات الصغيرة بالتغذية في مجموعات على سطح الأوراق، مما يخلق ثقوباً تشبه النوافذ، قبل أن تحفر طريقها إلى قلب النبات لتدمير نقطة نموه. ومع نضجها، تهاجم الأجزاء التكاثرية للذرة، مما يتلف السنابل ويقلل الحصاد. لعقود من الزمن، اعتمد المزارعون على المواد الكيميائية الاصطناعية لإيقاف هذه الآفات، لكن دودة الحشد تتعلم مقاومة هذه السموم، كما أن المواد الكيميائية نفسها تشكل مخاطر على البيئة وعلى الناس الذين يعتمدون على الأرض. وقد دفع هذا العلماء للبحث مجدداً في الطبيعة عن حلول، مستقصين ما إذا كانت المستخلصات من النباتات الشائعة قد توفر طريقة أكثر أماناً وفعالية لحماية المحاصيل دون الضريبة الباهظة لمبيدات الآفات الصناعية.

وضع باحثون في نيجيريا هدفاً لاختبار نباتين من هذا القبيل: شجرة النيم ونبات الفيسيك نات (الجوز الفيزيقي). وركزوا على بذور وأوراق كلا النوعين، وطرحوا سؤالاً بسيطاً ولكنه حاسم: أي جزء من أي نبات يعمل بشكل أفضل لإيقاف دودة الحشد الخضراء، وكيف يقتل الآفة فعلياً؟ ولإيجاد الإجابة، جمعوا بذوراً وأوراقاً طازجة من حديقة نباتية، وجففوها، ثم طحنوها إلى مسحوق ناعم. بعد ذلك، نقعوا هذا المسحوق في الماء لإنشاء مستخلصات سائلة، وقاموا بتصفية المادة النباتية لترك محلول غني بالمواد الكيميائية الطبيعية للنبات. تم تطبيق هذه المحاليل على أوراق ذرة طازجة، والتي أُطعمت لاحقاً ليرقات دودة الحشد الخضراء في طور اليرقة الثالثة في بيئة مختبرية محكومة. راقب الفريق عن كثب عدد اليرقات التي ماتت، والوقت الذي استغرقه السم ليعمل، وماذا حدث داخل أجسام الحشرات الناجية.

كشفت النتائج أن كلا النباتين يحتويان على مزيج معقد من المركبات الطبيعية، بما في ذلك الفينولات والتانينات والقلويدات، وهي مواد معروفة بتداخلها مع بيولوجيا الحشرات. ومع ذلك، لم تكن جميع المستخلصات متساوية في القوة. وجد الباحثون أن مستخلص بذور شجرة النيم كان السلاح الأكثر فتكاً في ترسانتهم؛ فعند التعرض لهذا المستخلص تحديداً، ماتت اليرقات بشكل أسرع وبأعداد أكبر من أي علاج آخر. في الواقع، كان تركيز يقل قليلاً عن ثمانية بالمائة من محلول بذور النيم كافياً لقتل نصف اليرقات في غضون يوم واحد. كما كان مستخلص بذور الفيسيك نات فعالاً أيضاً، رغم أنه تطلب تركيزاً أعلى قليلاً لتحقيق النتيجة ذاتها. وعملت مستخلصات الأوراق من كلا النباتين أيضاً، لكنها كانت أقل قوة من نظيراتها من البذور، حيث أظهر مستخلص أوراق الفيسيك نات أضعف تأثير بين الجميع. وعلى مدار أربعة أيام، قتلت العلاجات الأكثر فعالية كل اليرقات تقريباً، محاكيةً أداء مبيد اصطناعي قياسي استُخدم كمعيار في الدراسة.

بعيداً عن مجرد عدّ الموتى، أراد العلماء فهم آلية الموت. فحصوا اليرقات الناجية التي تغذت على أوراق عولجت بأكثر التركيزات فعالية من كل مستخلص. وما وجدوه داخل الحشرات روى قصة انهيار بيولوجي؛ فقد أظهرت اليرقات المعالجة استنزافاً شديداً في احتياطيات الطاقة لديها، حيث احتوت أجسامها على كميات أقل بكثير من البروتين والكربوههيدرات والدهون مقارنة باليرقات السليمة غير المعالجة. يبدو الأمر كما لو أن مستخلصات النباتات قد قطعت إمدادات الوقود عن الحشرة، مما جعلها غير قادرة على النمو أو الاستمرار في الحياة. علاوة على ذلك، توقفت العمليات الكيميائية التي تستخدمها الحشرات لتفكيك السموم؛ إذ انخفض نشاط الإنزيمات الرئيسية، التي تساعد الحشرة عادةً على البقاء عبر تحييد المواد الضارة، بشكل حاد. وبدون هذه الدفاعات، لم تستطع اليرقات التعامل مع المواد الكيميائية النباتية، مما أدى إلى تراكم التأثيرات السامة التي ثبتت في النهاية أنها مميتة.

لاحظت الدراسة أيضاً كيف أثرت المستخلصات على نمو وتطور اليرقات. فاليرقات التي نجت من التعرض الأولي استغرقت وقتاً أطول بكثير للوصول إلى المرحلة التالية من دورة حياتها. وبينما أكملت اليرقات غير المعالجة تطورها في حوالي ثلاثة عشر يوماً، استغرقت تلك التي تعرضت لمستخلص بذور النيم ما يقرب من سبعة عشر يوماً لإنهاء دورتها. يشير هذا التأخير إلى أن المواد الكيميائية النباتية تعمل كمنظم للنمو، حيث تربك الساعة الداخلية للحشرة وتمنعها من تغيير جلدها والمضي قدماً. هذا الاضطراب في دورة الحياة يعد ميزة حاسمة، لأنه يبطئ قدرة الجمهرة على التكاثر والانتشار. وخلص الباحثون إلى أن هذه المستخلصات النباتية لا تعتمد على طريقة هجوم واحدة؛ بل تضرب الحشرة من زوايا متعددة، فتجوعها من الطاقة، وتعطل أنظمة إزالة السموم لديها، وتوقف نموها.

تشير هذه النتائج إلى أن بذور شجرة النيم والفيسيك نات تقدم بديلاً واعداً وصديقاً للبيئة للمبيدات الاصطناعية. وتثبت الدراسة أن هذه النباتات ليست مجرد رادعات خفيفة، بل هي أدوات قوية قادرة على قتل دودة الحشد الخضراء وتعطيل دورة حياتها من خلال مسارات كيميائية حيوية طبيعية. وبينما أُجري البحث في مختبر، فإن النتائج توفر أساساً قوياً لتطوير هذه المستخلصات النباتية إلى مبيدات حيوية عملية يمكن للمزارعين استخدامها لحماية الذرة. ومن خلال تسخير كيمياء النباتات المتوفرة بالفعل في المنطقة، هناك مسار واضح نحو إدارة هذه الآفة المدمرة بطريقة أكثر أماناً للبيئة واستدامة للمستقبل.