Effects of 60Co γ-ray irradiation on biological parameters and sterility of Spodoptera litura (Fabricius) (Lepidoptera: Noctuidae)

في عالم الزراعة، لا توجد آفات تضاهي دودة تبغ القطع في استمراريتها وضررها. هذه العثة، المنتشرة في جنوب آسيا وجنوب شرق آسيا وأوقيانوسيا، هي كائن شره يتغذى على مئات الأنواع المختلفة من النباتات، بما في ذلك محصول التبغ، حيث يمكنها أن تخفض المحاصيل بنسبة تقارب النصف. لعقود من الزمن، حارب المزارعون هذه الآفة باستخدام الرش الكيميائي، لكن هذه الاستراتيجية اصطدمت بحائط مسدود؛ فقد طورت الحشرات مقاومة للسموم، كما أن المواد الكيميائية نفسها تترك بقايا تضر بالبيئة وتخفض جودة الحصاد. يتجه العلماء الآن إلى نوع مختلف من الأسلحة: سلاح يستخدم بيولوجيا الحشرات ضدها. هذا النهج، المعروف باسم "تقنية الحشرة العقيمة"، يتضمن تربية أعداد هائلة من الآفات، وجعلها غير قادرة على التكاثر، ثم إطلاقها في البرية. وعندما تتزاوج هذه الحشرات العقيمة مع الحشرات البرية، لا يولد أي نسل جديد، مما يؤدي إلى انهيار التعداد السكدي ببطء. ويكمن التحدي في إيجاد الطريقة المثالية لتعقيم الحشرات دون قتلها أو جعلها ضعيفة للغاية بحيث لا تستطيع التنافس مع نظيراتها البرية.

لقد وضع فريق من الباحثين في الصين هدفاً لحل هذه المعضلة بالنسبة لدودة تبغ القطع. وركزوا على طريقة محددة للتعقيم باستخدام أشعة غاما، وهي شكل قوي من أشكال الطاقة التي يمكنها إتلاف الحمض النووي داخل الخلايا. وبينما بحثت دراسات سابقة في تعريض العث البالغ للإشعاع أو استخدام نوع آخر من الإشعاع يسمى الأشعة السينية، أرادت هذه المجموعة معرفة ما سيحدث إذا عولجت الحشرات وهي لا تزال في مرحلة الخادرة (الشرنقة) — وهي المرحلة الهادئة والساكنة بين اليرقة والبالغ. اختاروا خادرات عمرها ثمانية أيام، وهو وقت تكون فيه الحشرة مكتملة التكوين ولكنها لم تستعد بعد للبروز، وعرضوها لمستويات متفاوتة من أشعة غاما. كان الهدف هو إيجاد جرعة كفيلة بإيقاف العث عن إنتاج الصغار مع الحفاظ على صحتها وقدرتها على الطيران والتزاوج والعيش لفترة كافية للقيام بمهمتها في الحقل.

اختبر الباحثون أربعة مستويات مختلفة من الإشعاع، تتراوح من 40 إلى 130 وحدة طاقة، وراقبوا بعناية ما يحدث أثناء تحول الخادرات إلى عث. ووجدوا أن الإشعاع لم يتسبب في ظهور تشوهات جسدية لدى الحشرات، ولم يقصر أعمارها بشكل كبير. وسواء كانت العث ذكوراً أم إناثاً، فقد عاشت بنفس طول عمر المجموعة الضابطة غير المعرضة للإشعاع، واحتفظت بقدرتها على الطيران. وكان هذا اكتشافاً حاسماً لأن الحشرة العقيمة التي لا تستطيع الطيران أو العثور على شريك تكون عديمة الفائدة في السيطرة على التعداد البري. كما لم يمنع الإشعاع العث من التزاوج، رغم أنه عند أعلى جرعة تم اختبارها، انخفض عدد مرات التزاوج قليلاً.

ومع ذلك، فعل الإشعاع بالضبط ما كان من المفترض أن يفعله فيما يتعلق بالتكاثر. فكلما زادت جرعة الإشعاع، انخفض عدد البيض الذي تضعه الإناث. والأهم من ذلك، أن البيض الذي وُضع فشل في الفقس. لاحظ الباحثون نمطاً واضحاً: كلما زادت جرعة الإشعاع، زادت نسبة العقم في النسل. ولم يقتصر هذا التأثير على جيل العث الأول فحسب؛ بل أظهر حتى أبناء الآباء المعرضين للإشعاع علامات على انخفاض الخصوبة. وعندما قام الباحثون بتزويج العث المعرض للإشعاع مع عث سليم، أظهرت البيض الناتجة معدلات أعلى بكوثير من العقم مقارم بالبيض الناتج عن آباء غير معرضين للإشعاع. هذه الظاهرة، المعروفة باسم "العقم الموروث"، هي أداة قوية لأنها تعني أن ضرر الإشعاع ينتقل عبر الأجيال، مما يؤدي إلى كبح التعداد السكدي عبر جيلين بدلاً من جيل واحد فقط.

تشير الدراسة إلى أن معالجة خدارات دودة تبغ القطع بأشعة غاما هي استراتيجية قابلة للتطبيق للسيطرة على الآفات. وقد حدد الباحثون "نقطة مثالية" في مستويات الإشعاع، وتحديداً بين 70 و100 وحدة، حيث يظل العث سليماً ونشطاً ولكن قدرته على التكاثر تتضرر بشدة. عند هذه المستويات، لا يزال بإمكان الحشرات الطيران والتزاوج بفعالية، مما يضمن قدرتها على التنافس جيداً مع العث البري، ومع ذلك فإنها تنتج القليل جداً من النسل القابل للحياة. وبينما تسببت الجرعة الأعلى المختبرة في انخفاض طفيف في وتيرة التزاوج، إلا أن الجرعات الأقل حافظت على السلوكيات الطبيعية للحشرات مع إحداث مستويات عالية من العقم. وهذا التوازن ضروري لنجاح تقنية الحشرة العقيمة، حيث يجب أن تكون الحشرات المطلقة قوية بما يكفي للعيش في البرية لفترة كافية للعثور على شريك.

تقدم هذه النتائج مساراً واعداً لإدارة دودة تبغ القطع دون الاعتماد على الكيماويات القاسية. ومن خلال إثبات أن أشعة غاما يمكنها تعقيم الخادرات دون إفساد جودة الحشرة البالغة، توفر الدراسة أساساً متيناً للتجارب الميدانية المستقبلية. وتتمثل الخطوة التالية في نقل هذه التجارب من المختبر إلى الحقل، حيث يمكن للتجارب ميدانية صغيرة النطاق أن تؤكد ما إذا كان هذا العث المعرض للإشعاع يمكنه بنجاً بنجاح في كبح التعدادات البرية في ظروف العالم الحقيقي. وإذا نجحت هذه الطريقة، فقد تساعد المزارعين على حماية محاصيلهم وتقليل الأثر البيئي لمكافحة الآفات، مما يوفر حلاً أنظف وأكثر استدامة لمشكلة زراعية طويلة الأمد.