مبيدات الحشرات البكتيرية (المبيدات المايكروبية)

البكتريا هي كائنات حية وحيدة الخلية، ولو ان خليتين أو أكثر يمكن ان تشاهد مرتبطة مع بعضها تحت المجهر الا ان كلا منها يعتمد حياة مستقلة عن الأخرى، وتمتاز البكتريا بصغر حجمها الذي لا يتعدى قطره واحد مايكرون، بعضها يتحرك بواسطة الاسواط Flagellan والاخر غير متحرك عديم الاسواط.

تقع البكتريا ضمن مجموعة الأحياء بدائية النواة Prokaryotes بسبب افتقار النواة فيها الى الغلاف النووي الذي يعزلها عن بقية محتويات سايتوبلازم الخلية، كما لا تحتوي على نوية مقارنة بخلايا الاحياء ذات النواة الحقيقية Eukaryotes كالفطريات والبروتوزوا والنباتات والحيوان تتكاثر البكتريا بواسطة الانقسام الثنائي البسيط Simple Binary Fission عامة وان عملية تكوين الأبواغ أو السبورات فيها تعتبر وسيلة من وسائل الحفاظ على النوع عندما تواجه ظروف غيرمناسبة وليس طريقة من طرائق التكاثر.

ان البكتريا المكونة للأبواغ تعد من أفضل الانواع في مجال المبيدات المايكروبية، بسبب امكانية خزنها لفترات طويلة جافة تمتاز بشدة مقاومتها للحرارة والضوء والمواد الكيميائية ويمكنها ان تبقى حرة في الطبيعة لعدة سنوات، وتختلف الأبواغ عن الخلية الام ليس في الصفات التشريحية فحسب وانما في اعتبارات عدة منها:

1- بالرغم من انها أجسام حية الا انها تمتاز بقلة أو انعدام العمليات الحيوية فيها.

2- انخفاض محتواها المائي الذي لا تتجاوز نسبته 5 - 20 % كما تمتاز بشدة انعكاسها للضوء.

3- احتوائها على حامض Dipicolinic الفريد من نوعه وكذلك على كميات كبيرة من الكالسيوم.

4- تتكون الأبواغ بأشكال واحجام متباينة ضمن مواقع مختلفة لكنها ثابته حسب نوع البكتريا وينحصر تكوين الأبواغ في جنسين من البكتريا العصوية الشكل هما جنس Bacillus و Clostridium، كما تتكون في بعض المكورات البكتيرية التابعة للجنس Sporosarcina. وبما إنها تتكون داخل السايتوبلازم فقد يطلق عليها احياناً بالأبواغ الداخلية Endospores.

ممرضات الحشرات البكتيرية كمبيدات: -

لقد درست امراض الحشرات البكتيرية لأول مرة من قبل العالم الفرنسي لويس باستور عام 1870، حيث تم عزل المسببات البكتيرية المسؤولة عن مرض الفلاجير Flacheric لدودة الحرير كما درس كل من Chebire و Cheynes سنة 1885 مرض الحضنة الأوربي European Foulborood، على النحل، وكانت تلك الدراسات بمثابة البداية لمعرفة دور البكتريا في إصابة وقتل الحشرات وامكانية استعمالها في مكافحة الآفات الحشرية، واليوم يتوفر كم هائل من المعلومات في مكافحة الحشرات باستخدام المبيدات البكتيرية والتي كان ثمرتها ظهور مجموعة جيدة من مبيدات الحشرات البكتيرية على المستوى التجاري والاستعمال الحقلي والتي من اهمها ما يأتي:

1- بكتيريا الـ Bacillus thuringiensis Subsp. Kurstaki: -

هذه البكتريا تعود لعائلة Schizomycetes ولرتبة Eubacterials وتسمى اختصاراً بالـ (.Btk). ان مصدر هذه البكتريا هو حشرات التربة والمطاحن والمخازن والبيئات الغنية بالحشرات، وان السلالات المستعملة من هذه البكتريا في مكافحة الحشرات المستعملة في الاختبار فضلاً عن مداها العائلي وسهولة نموها وإكثارها بالتخمير Fermentation. ان التأثير القاتل الذي تحدثه هذه البكتريا في الحشرات تم ملاحظته لأول مرة عام 1901 على دودة الحرير اليابانية وكذلك على عثة الطحين عام 1911 في المانيا. يتم إنتاج هذه البكتريا تجارياً اليوم بطريقة التخمير في خزانات عميقة على بيئة مغذية سائلة معقمة تحت ظروف مسيطر عليها. حيث يتم عزل التوكسينات الداخلية Endotoxins والابواغ من بيئة التخمير لغرض تجهيزها للاستعمال الحقلي.

يستعمل هذا المبيد البكتيري لمكافحة يرقات حرشفية الاجنحة خاصة يرقات العثة ذات الظهر الماسي Platella xyllostella وكذلك فان السلالة Ecogen المعروفة بالرمز EG2424 تستعمل لمكافحة خنفساء كولورادو البطاطا Leptinotarsa_decemlineata اضافة الى يرقات حرشفية الاجنحة. هذا المبيد يمكن استعماله في حقول الخضراوات وبساتين الفاكهة والذرة ومحاصيل الحبوب وفي الغابات.

آلية التأثير السام Mode of Action: -

تحدث هذه البكتريا تأثيرها السام عن طريق تكوينها لما يعرف Paraspores والأجسام البلورية خلال عملية التبويغ Sporulation. وعند تناولها من قبل يرقات الحشرات فان البلورات البروتينية تذوب في القناة الهضمية للحشرة حيث تعمل انزيمات الـ Proteases على تحويل التوكسين الأصلي الأولي Original Pro-Toxin الى خليط من أربعة توكسينات صغيرة التي ترتبط بخلايا القناة الهضمية الوسطى في مواقع معينة تكون ذات الفة شديدة للتوكسينات مما يؤدي الى اعاقة عمل قنوات نقل أيونات البوتاسيوم في خلايا جدار القناة الوسطى، هذه الاعاقة تؤدي الى تكوين ثقوب كبيرة ذات انتخابية للكاتيونات والتي تزيد من نفاذية جدر الخلايا للماء مما يؤدي الى انتفاخ الخلايا وتمزقها. ان تمزق خلايا بطانة القناة الوسطى سيؤدي بالنتيجة الى موت الحشرة جوعاً. ان التخصص الذي تظهره بعض سلالات هذه البكتريا يرجع الى الاختلاف في نوعية السموم أو التوكسينات واختلاف المواقع التي ترتبط بها في القناة الهضمية الوسطى للأنواع الحشرية المختلفة. وقد وجد ان سلالة Kurstaki متخصصة على يرقات حرشفية الاجنحة وان توكسينات هذه السلالة تؤثر في الاعمار اليرقية الصغيرة وتجعلها تتوقف عن التغذية والموت جوعاً وليس الموت نتيجة الاصابة بالبكتريا مباشرة.

هذا المبيد متوفر اليوم تجارياً كخلايا من بلورات التوكسين الداخلي Endotoxin Crystal وابواغ حية مجهزة بعدة صور مثل المعلقات المركزة (SC) Suspension concentrate أو بشكل طعم حبيبي GB Granular Bait أو بشكل معلق مستحلب (Suspo-emulsion (SE أو بشكل محببات ( (GR Granules أو مركز انسيابي زيتي (OF) Oil Miscible Flowable Concontrote أو بشكل مسحوق قابل للانتشار (DP) أو مسحوق قابل للبلل (Wettable Powder (W.P.) ويباع هذا المبيد تجارياً تحت العديد من الاسماء منها :- Bastespeins و Biobit و Foray و Dipel و Cardolene و Bactucide و Baturad و Condor و Forwacit و Thuricide وVault وغيرها.

في الحقل يستعمل هذا المبيد بمعدل 25-75 غم مادة فعالة لكل دونم مع ضرورة التأكد من تغطية المحصول بمحلول الرش بشكل جيد واعادة الرش كل سبعة ايام في حالة الاصابة الشديدة وهو قابل للخلط مع معظم المبيدات. ليس للمبيد تأثيرات جانبية ضارة للإنسان والبيئة.

2- البكتريا Bacillus thuringiensis Subsp. aizawai: -

ويسمى ايضاً Bta. هذه السلالة SA2 وجدت طبيعياً في التربة وقد تم اختبار السلالة SA2 لتطويرها كمبيد للحشرات وتم إنتاج هذه السلالة تجاريا بواسطة التخمير وتم حصاد أو عزل السموم الداخلية Endotoxin والسبورات الحية كمركز سائل قابل للانتشار في الماء لاستعماله في التخميرات التجارية للمبيد.

يستعمل هذا المبيد ايضاً لمكافحة يرقات حرشفية الأجنحة. وقد استخدم هذا المبيد لمكافحة الحشرات التي أظهرت مقاومة للسلالة Kurstakia وكذلك لمكافحة الأنواع التابعة للجنس Spodoptera والتي لا تتأثر كثيراً بالسلالة Kurstaki يمكن استعمال هذا المبيد على المحاصيل المختلفة التي تهاجم من قبل حشرات حرشفية الأجنحة. يعتبر هذا المبيد من السموم المعدية وطريقة تأثيره السام كما شرحت في الBtk. يجهز هذا المبيد تجارياً بشكل سائل مركز قابل للانتشار بالماء.

وبشكل مسحوق قابل للبلل ويتوفر تجارياً تحت الأسماء XenTari و Florbar و Agric و Design . ويستعمل رشاً بواقع 25-75 غم مادة فعالة / دونم. ليس للمبيد تأثيرات ضارة على اللبائن والبيئة.

3- بكتريا الـ Bacillus thuringiensis Sub sp. Israelensis: -

ويسمى ايضاً Bti، وتوجد طبيعياً في التربة وقد تم اختيار الـ Serotype H-H والسلالة 3-SA للاستعمال كمبيد حشرات حيث تنتج تجارياً بطريقة التخمير كما في بكتريا الـ Btk. لمكافحة حشرات رتبة ذات الجناحين خاصة يرقات البعوض والذباب الأسود الـ Simulium spp في المسطحات المائية. ولها نفس التأثير السام للـ Btk.

ان ما يميز هذا المبيد عن المبيد Btk هو ان بلوراته أقل ذوباناً من بقية بلورات الـ BI. وأنها تحتاج الى وسط ذو درجة Ph = 11، لكي تذوب تماماً وعند ذوبانها تنتج خمس انواع من البروتينات السامة لحشرات ذات الجناحين وقد وجد ان الأحواض المليئة بيرقات البعوض يمكن ان تموت وتطفو فوق سطح الماء بعد 20 دقيقة من المعاملة بالـ Bti وان اليرقات الحية المتبقية تتغذى على اليرقات المصابة الميتة لتموت نتيجة انتقال العدوى اليها.

يتوفر هذا المبيد تجارياً بشكل محببات ومسحوق قابل للبلل ومركزات انسيابية Concentrate Flowable وبشكل حلقات ذات الإطلاق البطيء Slow release Rings ولها العديد من الأسماء التجارية مثل Bactomos و Teknar, Vectocide, Aquabac, VectoBac, Skeetal, Gnatrol, و Acrobe و Bactis. ولا ينصح بخلطه مع المبيدات الأخرى والعوامل المؤكسدة، ليس للمبيد تأثيرات جانبية ضارة للبائن والبيئة.

4- بكتريا الـ Bacillus thuringiensis Subsp. Tenebrionis: -

وتسمى ايضاً Bt Subsp. Sandiego و Btt. توجد هذه البكتريا في الترب الغنية بالحشرات وقد تم عزل السلالة 10.Sa للاستعمال كمبيد للحشرات، وتم انتاجها تجارياً بالتخمير كما في الـ Btk. لمكافحة بعض حشرات غمديه الأجنحة خاصة خنفساء كولورادو البطاطا على محاصيل العائلة الباذنجانية وخاصة البطاطا.

طريقة تأثير المبيد Mode of Action: -

يشبه الى حد كبير طريقة تأثير البكتريا Btk، الا ان هذه السلالة تنتج سم بروتيني مفرد وزنه الجزيئي 0.3 كيلو دالتون لا يحتاج الى تنشيط لإظهار فاعليته حيث ان القناة الهضمية الوسطى ليرقات خنفساء كولورادو البطاطا ذات pH قريبة من التعادل pH = 6 مقارنة بيرقات حرشفية الأجنحة. وعليه فان تأثير هذا السم البكتيري يشبه الى حد كبير تأثير الـ Endotoxin في حشرات حرشفية الأجنحة. يتوفر هذا المبيد بشكل سائل قابل للانتشار في الماء ويباع تحت الاسم التجاري Novodo ويستعمل بنفس معدل استعمال الـ Btk. يمكن خلطه مع معظم المبيدات، كما لم تسجل له اي تأثيرات ضارة على اللبائن والبيئة.

5- بكتريا Bacillus thuringiensis Subsp. Japonensis strain buibui: -

وتسمى ايضاً Btj. هذه السلالة توجد طبيعياً في التربة وقد تم عزلها من التربة اليابانية. ويتم انتاجها تجارياً كما في الـ Btk لمكافحة الخنافس التي تعيش في التربة في المساحات الخضراء ولمساحات الغولف. هذه السلالة تؤثر بنفس طريقة تأثير الـ Btk تسوق تجارياً بشكل مسحوق تحت الاسم التجاري M. Press يمكن خلطها مع المبيدات المستعملة لمكافحة الحشرات في التربة ولم تسجل على المبيد اي تأثيرات ضارة على اللبائن والبيئة.

6- بكتريا Bacillus sphaericus: -

هذه البكتريا توجد في الطبيعة بشكل واسع وقد تم اختيار السلالة 2362 بسبب فاعليتها العالية في مكافحة يرقات البعوض، وتم إنتاجها تجارياً بطريقة التخمير كما في Btk. لمكافحة يرقات البعوض وخاصة أنواع الجنس Culex spp هذا المبيد يستعمل كمبيد صحة عامة. تؤثر هذه البكتريا في يرقات البعوض بنفس طريقة تأثير البكتريا Btk . يتوفر المبيد تجارياً بشكل محببات قابلة للذوبان بالماء تحت الاسم Vectolex CG ليس للمبيد تأثيرات جانبية ضارة على اللبائن والبيئة.

7- بكتريا Serratia entomophila: -

هذه البكتريا تعود لعائلة Enterobacteriaceae من رتبة Eubacterials. وهي المسبب لمرض العنبر Amber disease هذه البكتريا تعيش في التربة. وهي بكتريه هوائية غير مكونة للأبواغ وتمتاز بفاعليتها وتخصصها ضد يرقات جعل الحشائش Castelytra zealandica تم إنتاجها وتحضيرها تجارياً لمكافحة جعل الحشائش.

طريقة تأثير البكتريا Mode of Action: -

بعد دخول البكتريا عن طريق الفم الى القناة الهضمية فإنها تلتصق بالسطح الداخلي للقناة الامامية وتعمل على تثبيط عملية التغذية وكذلك تثبيط عملية التصنيع الحيوي للأنزيمات الهاضمة، ثم اجتياح البكتريا لتجويف الجسم بالكامل وبعد موت اليرقات وتحللها في التربة منتجة المزيد من البكتريا التي تصيب المزيد من اليرقات الجعالية. يتوفر هذا المبيد تجارياً بشكل معلق سائل ويباع تحت الأسماء التجارية Invade، ويستعمل بمعدل 250 مل/دونم. يفضل عدم خلطه مع المبيدات الأخرى. ولم يسجل للمبيد اي تأثيرات جانبية ضارة على اللبائن والبيئة.

ان مبيدات الحشرات البكتيرية بالرغم من فاعليتها في مكافحة الحشرات الا انها تحتاج الى ظروف خاصة حيث يفضل حفظها في مخازن باردة بعيدا عن اشعة الشمس.