Persistence monitoring and mechanisms of insecticide resistance in brown plant hopper (Nilaparvata lugens (Stål)), and its associated risk on mirid bugs, Cyrtorhinus lividipennis Reuter, in North India

चावल अरबों लोगों के लिए मुख्य आहार है, लेकिन इसकी खेती एक नन्हे, रस चूसने वाले कीट, जिसे 'ब्राउन प्लांटहॉपर' (भूरा फुदका) कहा जाता है, के खिलाफ एक निरंतर, मौन युद्ध का सामना कर रही है। यह कीट केवल फसल को खाता ही नहीं; यह पौधे का जीवन रक्त सोख लेता है और घातक वायरस फैलाता है जो पूरी फसल को नष्ट कर सकते हैं। दशकों से, किसान इन कीटों को दूर रखने के लिए रासायनिक छिड़काव पर निर्भर रहे हैं। हालाँकि, प्रकृति के पास लड़ने का अपना तरीका है। जिस तरह बैक्टीरिया एंटीबायोटिक दवाओं से जीवित रहना सीख सकते हैं, उसी तरह कीट भी उन जहरों के खिलाफ बचाव विकसित कर सकते हैं जो उन्हें मारने के लिए बनाए गए हैं। जब कीटों की एक आबादी रासायनिक उपचार से बच निकलती है, तो जीवित बचे कीट अपने कठोर गुणों को अपनी अगली पीढ़ी में स्थानांतरित कर देते हैं, जिससे अंततः वह स्प्रे बेकार हो जाता है। यह चक्र वैज्ञानिकों को इस बात की निगरानी करने के लिए मजबूर करता है कि कीट कितने प्रतिरोधी होते जा रहे हैं और उस कीट के भीतर मौजूद उस जैविक मशीनरी को समझने के लिए कि वह रसायनों को कैसे विषहरण (डिटॉक्सिफाई) करता है।

किसान और कीट के बीच के इस युद्ध के अलावा, इस पारिस्थितिकी तंत्र में एक तीसरा खिलाड़ी भी है: मिरिड बग (mirid bug)। यह छोटा, शिकारी कीट, ब्राउन प्लांटहॉपर का एक प्राकृतिक शत्रु है, जो कीटों की संख्या को कम रखने के लिए उनका शिकार करता है और उन्हें खाता है। आधुनिक कृषि के लिए चुनौती एक ऐसा रासायनिक हथियार खोजने की है जो कीट को तो मार दे, लेकिन इस सहायक बॉडीगार्ड को न मारे। यदि कोई स्प्रे बहुत व्यापक पहुंच वाला है, तो वह प्राकृतिक शिकारियों को भी खत्म कर देता है, जिससे रासायनिक प्रभाव खत्म होने के बाद खेत असुरक्षित हो जाता है। लक्ष्य एक ऐसा उपकरण ढूंढना है जो इतना सटीक हो कि वह केवल कीट को लक्षित करे और सहायक कीटों को सुरक्षित रखते हुए एक स्वस्थ खेत बनाए रखे।

हाल ही में भारत के उत्तरी और पूर्वी प्रमुख चावल उत्पादक क्षेत्रों में किए गए एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने इस संघर्ष की वर्तमान स्थिति का मानचित्र बनाने का प्रयास किया। उन्होंने पंजाब, हरियाणा और ओडिशा जैसे राज्यों सहित चार स्थानों से ब्राउन प्लांटहॉपर एकत्र किए, ताकि यह देखा जा सके कि उनकी स्थानीय आबादी आज उपयोग किए जाने वाले पांच सबसे आम कीटनाशकों के विरुद्ध कैसी स्थिति में है। टीम ने केवल यह नहीं देखा कि कीटाणु मर रहे हैं या नहीं; बल्कि उन्होंने कीटों के भीतर होने वाले जैविक परिवर्तनों को देखने के लिए उनके भीतर झाँका। उन्होंने तीन विशिष्ट एंजाइमों की गतिविधि को मापा—विशेष प्रोटीन जो कीट के शरीर के भीतर रासायनिक फिल्टर की तरह कार्य करते हैं। ये एंजाइम, जिन्हें एस्टरेज़ (esterases), साइटोक्रोम P450 और ग्लूटाथियोन-एस-ट्रांसफेरेज़ (glutathione-S-transferase के रूप में जाना जाता है, जहर को तोड़ने का काम करते हैं जिससे वे कीट को मार सकें। प्रयोगशाला के उस स्ट्रेन की तुलना करके, जिसे कभी जहर के संपर्क में नहीं लाया गया था, जंगली और खेत में पकड़े गए कीटों के एंजाइम स्तरों का विश्लेषण किया गया, जिससे वैज्ञानिक यह निर्धारित कर सके कि कीट वास्तव में कैसे जीवित रह रहे हैं।

परिणामों ने एक स्पष्ट तस्वीर पेश की कि कीट अनुकूलित होना सीख रहा है। अध्ययन में पाया गया कि भारत में ब्राउन प्लांटहॉप्टर की आबादी ने दो व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले रसायनों, इमिडाक्लोप्रिड (imidacloprid) और थियामेथोक्सम (thiamethoxam) के प्रति मध्यम स्तर का प्रतिरोध विकसित कर लिया है। कुछ स्थानों पर, प्रयोगशाला स्ट्रेन की तुलना में इन स्प्रे से इन कीटों को मारना सत्रह गुना अधिक कठिन था। तीसरे रसायन, फिप्रोनिल (fipronil) के प्रति प्रतिरोध कम था, लेकिन फिर भी मौजूद था। हालांकि, कीटों ने दो अन्य रसायनों, पाइमेट्रोज़िन (pymetrozine) और बुप्रोफेज़िन (buprofezin) के प्रति सबसे कम प्रतिरोध दिखाया। कीटों के आंतरिक जीव विज्ञान की जांच से पता चला कि यह प्रतिरोध कोई संयोग नहीं था। सबसे अधिक प्रतिरोधी क्षेत्रों के कीटों में विषहरण करने वाले एंजाइमों का स्तर काफी अधिक था। विशेष रूप से, प्रतिरोधी आबादी में साइटोक्रोम P450 एंजाइम और एस्टरेज़ की गतिविधि बहुत अधिक थी, जिससे पुष्टि हुई कि ये कीट खुद को नुकसान पहुँचाने से पहले जहर को सक्रिय रूप से तोड़ रहे थे। अध्ययन में यह भी पाया गया कि एक रसायन के प्रति प्रतिरोध अक्सर दूसरे के प्रति प्रतिरोध के साथ आता है, जो यह सुझाव देता है कि कीट केवल एक प्रकार के स्प्रे के खिलाफ एक विशिष्ट ढाल के बजाय एक सामान्य रक्षा प्रणाली विकसित कर रहे हैं।

इसके बाद शोधकर्ताओं ने मिरिड बग की सुरक्षा की ओर ध्यान आकर्षित किया। उन्होंने यह देखने के लिए उन्हीं पांच कीटनाशकों का परीक्षण किया कि वे इस लाभकारी शिकारी के लिए कितने जहरीले हैं। निष्कर्ष चौंकाने वाले थे। जिन रसायनों के प्रति ब्राउन प्लांटहॉपर ने मध्यम प्रतिरोध विकसित किया था—इमिडाक्लोप्रिड और थियामेथोक्सम—वे मिरिड बग के लिए भी सबसे घातक थे। इन स्प्रे के संपर्क में आने पर, सहायक शिकारियों की मृत्यु दर बहुत अधिक रही, जिसका अर्थ है कि ये रसायन चावल के खेत की प्राकृतिक रक्षा प्रणाली को नष्ट कर देंगे। इसके विपरीत, जो रसायन मिरिड बग के लिए सुरक्षित थे, वे पाइमेट्रोज़िन और बुप्रोफेज़िन थे। ये दो पदार्थ शिकारी के लिए बहुत कम जहरीले थे, जिससे कीट को लक्षित करते समय भी वह जीवित रह सके।

अध्ययन ने यह भी देखा कि ये रसायन खेत में कितने समय तक प्रभावी रहते हैं। उन्होंने "परसिस्टेंट टॉक्सिसिटी" (निरंतर विषाक्तता) को मापा, यानी छिड़काव के बाद रसायन कितनी देर तक कीटों को मारना जारी रखता है। जबकि फिप्रोनिल जैसे कुछ रसायन लंबे समय तक जहरीले बने रहते हैं, शोधकर्ताओं ने नोट किया कि पाइमेट्रोज़िन एक अनूठा लाभ प्रदान करता है। इसने कीट को मारने की उच्च प्रारंभिक क्षमता दिखाई लेकिन अन्य की तुलना में इसमें लंबे समय तक रहने वाली विषाक्तता नहीं थी, जो कभी-कभी हफ्तों तक पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुँचा सकती है। यह संतुलन बताता है कि पाइमेट्रोज़िन किसानों के लिए एक मूल्यवान उपकरण हो सकता है। यह कीट के विरुद्ध प्रभावी है, इसकी संभावना कम है कि इसे वर्तमान प्रतिरोध स्तरों से पराजित किया जाए, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह मिरिड बग को सुरक्षित रखता है।

यह शोध भारत में चावल की खेती के लिए एक महत्वपूर्ण मार्ग को रेखांकित करता है। ब्राउन प्लांटहॉपर विकसित हो रहा है, और उन्हीं कुछ रसायनों का बार-बार उपयोग करना ऐसी स्थिति पैदा कर रहा है जहाँ कीटों को मारना कठिन होता जा रहा है और सहायक शिकारी भी खत्म हो रहे हैं। अध्ययन सुझाव देता है कि किसानों और वैज्ञानिकों को अपने उपकरणों को बदलने (rotate करने) की आवश्यकता है, ऐसे रसायनों का उपयोग करना चाहिए जैसे कि पाइमेट्रोज़िन और बुप्रोफेज़िन, जो कीट के प्राकृतिक शत्रुओं को नुकसान पहुँचाने की कम संभावना रखते हैं। यह समझने के माध्यम से कि कीट जीवित रहने के लिए किन विशिष्ट एंजाइमों का उपयोग करते हैं और ऐसे रसायनों का चयन करके जो या तो उनकी रक्षा प्रणाली को सक्रिय न करें या शिकारियों को नुकसान न पहुँचाएँ, कीट का प्रबंधन करना संभव है। यह कार्य पुष्टि करता है कि हालांकि युद्ध जारी है, लेकिन ऐसी विशिष्ट रणनीतियाँ हैं जो चावल के खेतों को उत्पादक और प्राकृतिक संतुलन को बरकरार रख सकती हैं।