المركبات الكيموحيوية المانعة لتغذية الحشرات

Biochemical Antifeedants Compound

هي مجموعة المركبات الكيموحيوية المستخلصة من النبات والتي تعمل على منع الحشرة من التغذية ولكنها لن تؤدي الى قتلها فمانعات التغذية هي ليست مواد طاردة وانما هي مركبات كيميائية ترش على النباتات والمواد الأخرى لمنع الحشرات من التغذية عليها بما يؤدي في النهاية الى ضعف الحشرات وخفض أعدادها. ولضمان نجاح مانعات التغذية في عمليات المكافحة لابد من مراعاة النقاط الآتية:

1- ضرورة تغطية النباتات المعاملة بهذه المركبات تغطية تامة لان الحشرات ستنتقل بين اجزاء النبات باحثه عن مناطق غير معاملة لتتغذى عليها.

2- أظهرت مانعات التغذية نجاحاً (جيداً) ضد الحشرات ذات أجزاء الفم القارضة الا انها لم تنجح مع الحشرات ذات اجزاء الفم الثاقبة الماصة وكذلك مع حفارات الثمار والافرع والسيقان.

3- لمانعات التغذية تأثير ضعيف على الحشرات سريعة الحركة والتي تستطيع ترك الحقل المعامل الى حقل اخر غير معامل للتغذي عليه.

4- لا تجد النموات الحديثة الحماية الكافية وقد تمثل هذه النموات مصدراً لانتشار الحشرات الى اماكن أخرى، لاسيما انه لا تتوفر لحد الان مانعات تغذية جهازية.

ومن أهم مانعات التغذية التي تم عزلها من النباتات والتي يتوقع ان يكون لها مستقبلاً واعدا في مكافحة الآفات الحشرية ما يأتي:

اولا) المركبات ثنائية التربين وذات التربين ونصف Sesquiterpenes and Diterpen ان العديد من المركبات الكيموحيوية نباتية المصدر الحاوية على التربينات الثنائية Diterpenes والتربين ونصف Sesquiterpenes قد اظهرت فاعلية حيوية ضد الحشرات تراوحت بين منعها للتغذية الى السمية، ولعل من أهم مركبات هذه المجموعة التي اظهرت تأثيرا مانعاً لتغذية الحشرات ما يأتي:

1) نيفيوسين Niveusin: تم عزله من نبات زهرة الشمس وتشخيصه على انه methyl niveusin A -3.0 وتركيبه الكيميائي:

وقد اظهر هذا المركب فاعلية عالية في منع تغذية خنفساء جذور الذرة الغربية Diabrotica virgifera

2) اركوفيلين أ : Argophyllin -A هذا المركب تم عزله من نبات زهرة الشمس وهو عبارة عن لاكتون ذو تربين ونصف التربين Sesquiterpene lactone وتركيبه الكيميائي :-

وقد اظهر هذا المركب تأثيرا جيد كمانع تغذية Antifeedants في حماية محصول الذرة من الإصابة بخنفساء جذور الذرة الغربية.

3) الفا-سيبرون α - Cyperone:-

هو عبارة عن Selinadien -3 –one- 4,11 Sesquiterene واسمه الشائع α-Cyperone تم استخلاصه من رايزومات او درنات دغل العكيدة Nutgrass وقد اظهر هذا المركب تأثيراً مانعاً للتغذية اضافة الى تأثيره المضاد للفطريات وعمله كمنظم نمو للنبات وتأثيره في البكتريا والرخويات تركيبه الكيميائي:

4) واربوركانال Warburganal : هذا المركب تم استخلاصه من الأنواع النباتية التابعة للجنس Warburgia spp وقد اعطى تأثيراً مانعاً لتغذية مدى واسع من الآفات الحشرية وحيدة العائل أو متعددة العوائل الغذائية تركيبه الكيميائي:

5) بولي كوديال Polygodial: مركب مستخلص من نبات Marsh pepper واسمه العلمي Polygonum hydropiper، وقد اظهر فاعلية جيدة كمانع تغذية للعديد من الحشرات، تركيبه الكيميائي:

6- كالانكيولين Calangulin: مستخلص من مسحوق قلف جذور نبات صيني يعرف باسم Bethersweet اسمه العلمي Celastrus angulatus يستعمل هذا المركب في الصين لحماية النباتات من الحشرات هذا المركب غير قلوي وهو عبارة عن Sesquiterpen polyol ester وتركيبه الكيميائي المحتمل:

إضافة لما سبق فان هناك مركبات عديدة جدا تعود للـ Diterpen والـ Sesquiterpene تعمل كمانعات تغذية للحشرات الا اننا حاولنا الاشارة الى الاكثر شيوعاً منها.

ثانياً) مركبات الكليرودان المانعة للتغذية Clerodane Antifeedants: ان مركبات هذه المجموعة وكذلك مركبات Neo-Clerodane قد اظهرت فاعلية حيوية جيدة ضد الحشرات، خاصة التأثير المانع للتغذية، ومن المركبات التابعة لهذه المجموعة ما يأتي:

1- الاجوكارينات Ajugrarines: تعد الاجوكارينات من اوائل مانعات التغذية التي تم عزلها وتشخيصها من نبات الـ Ajuga remota من قبل الباحث Kubo وفريق عمله الذي شخص ثلاثة أنواع من الـ Ajugarins هي:

Ajugrain II, Ajugrain I، Ajagarin III تلا ذلك عزل وتشخيص الـ Ajugrain IV و Ajugrain V وتركيبه الكيميائي:

وقد أظهرت نتائج التقييم الحيوي ان الـ Ajugarin I كان غير فعالا مع الحشرات ولكنه اظهر فاعلية في منع تغذية العثة ذات الظهر الماسي Plutella xylolstella عند استعماله بتركيز 200 جزء بالمليون فيما اظهرت بقية المركبات فاعلية متباينة كالمنعات تغذية ضد الانواع المختلفة من الحشرات.

2- الجودريلين Jodrellin: تم عزله من الاجزاء الخضرية لنبات Scutellaria golericulata وقد وجد انه يحتوي على ثلاثة مركبات هي:

Jodrellin -T و Dihydrojodrellin - T و Galerieulin كما تم عزل المركب Jodrellin-B من نبات الـ Seutellaria woeonowii وهو المركب الأكثر فاعلية في منع تغذية دودة ورق القطن littoralis Sopdoptera وتركيبهم الكيميائي:

3- سكوتالبين Scutalpin: وهي ثلاثة مركبات مانعة للتغذية هي Scutalpin B و Scutalpin - C و Scutalpin - D وقد تم عزلها من نبات Scutellaria alpine javalambronsis هذه المركبات الثلاثة اظهرت فاعلية جيدة في منع تغذية دودة ورق القطن وكذلك يرقات العديد من حرشفية الأجنحة.

ثالثاً) مركبات أشباه الكواسين Quassinoids: ان مركبات أشباه الكواسين معروفة جيداً بتأثيرها المضاد لتهيج الجلد والمضاد للخلايا والقاتل للاميبا Amoebicidal والحشرات والادغال والمانع لتغذية الحشرات.

وقد اظهرت الدراسات انه تم عزل وتشخيص 31 مركب من أشباه الكواسين من نبات الـ Pirasia ailanthoids من عائلة Simaroubaceae، جميع هذه المركبات اظهرت فاعلية مانعة لتغذية الحشرات خاصة يرقات العمر الثالث للعثة ذات الظهر الماسي Plutella xylostellar: -

من اهم المركبات التابعة لهذه المجموعة ما يأتي: -

وفيما يأتي التركيب الكيميائي لهذه المركبات:

رابعاً) مركبات اشباه الليمون Limonoids: هي مركبات مرة المذاق عبارة عن Tetranortriterpene توجد في انواع النباتات التابعة لعائلة Rutaceae و Meliaceae ومن اهم مركبات هذه المجموعة ما يأتي:

1) الليمونين Limonin: مركب كيموحيوي يمثل المكون الرئيسي لبذور الحمضيات، وهو ذو تأثير مانع لتغذية العديد من الحشرات منها يرقات العمر الخامس للعثة ذات الظهر الماسي Plutella xylostella وتركيبه الكيميائي:

2) أوباكيونون Obacunone: مركب من اشباه الليمون Limonoides تم عزله مع ثلاثة مركبات اخرى من نبات الـ Phellodendron amurense والـ Obacunone هو المركب الاكثر منعاً لتغذية الحشرات مقارنة بالـ Nomilin.

دراسة حديثة اكدت ان الـ Obacunone و Limonin و Nomilin اظهرت تأثيراً مانعاً لتغذية حشرة الارضة، فضلاً عن تأثيرها المانع لتغذية الحشرات الاتية:

خنفساء كولورادو البطاطا Leptinotarsa decemlineata

دودة ثمار الطماطة Helicoverpa zea

دودة الخريف الجياشة  Spodoptera frugiperda

والتركيب الكيميائي للـ Obacunone:

3) بروسيرانولايد Proceranolide: هذا المركب تم عزله من بذور نبات Khaya ivorensis التي اظهرت تأثيرا مانعاً لتغذية الحشرات وتركيبه الكيميائي:

خامساً) مركبات الميلياسين Meliacin: هذه المركبات سميت بالميلياسين نسبة الى عائلة Meliaceae التي تضم انواعاً عديدة وجدت فيها هذه المركبات ومنها شجرة النيم Melia azaderach وشخصت مادة الازادراختين على انها المادة الفعالة حيوياً بعد استخلاصها من بذور النيم ان التقييم الحيوي المختبري اظهر وجود أكثر من تأثير حيوي لمادة الازادراختين حيث أظهرت سمية جيدة لما يقرب من 400 نوع حشري، فضلاً عن عملها كمانعات تغذية ومثبطات نمو حشرية، هذا التنوع في التأثير اكد للباحثين وجود أكثر من مركب مرافق للازادراختين، ومع تطور عمليات الاستخلاص والتشخيص تم عزل 11 مركب قريبة الشبه بالازادراختين اطلق عليها Azadiractlin A و B و C و D وE وF وG وH وI وK و L، وفضلاً عن مركبين آخرين هما الـ Vepaol والـ Isovepaol، كما اشارت الدراسات ان مستخلص بذور النيم أكثر فعالية من الازادراختين النقي، مما يشير ايضا الى ان الازادراختين ليس هو المادة الفعالة حيوياً الوحيدة في المستخلص. دراسات لاحقة اظهرت ان لمركبات الازادراختين D و E و F و G و H و I فضلاً عن Vepaol والـ Isovepaol تأثيراً مانعاً لتغذية الحشرات وتركيبهم الكيميائي:

أن محتوى اشجار النيم من الازادراختين ونسب المواد الفعالة فيه تتباين تبعاً للعديد من العوامل منها المجين الوراثي Genome للشجرة، الأصل الجغرافي للشجرة، التباين السنوي للعوامل الجوية نوع التربة، درجة الحرارة والرطوبة ومرحلة نضج البذور اثناء عملية الجني، وسرعة انجاز عملية الاستخلاص هذه العوامل جميعاً يمكن ان تؤثر في نوعية وفاعلية الازادراختين فضلاً عن دورها في تحديد نوعية التأثير الذي يمكن ان يحدثه الازادراختين في الحشرة.

ان ما تم الاشارة اليه من مركبات مانعة للتغذية هي غيض من فيض كبير من المركبات الكيموحيوية التي تمكن الباحثون في دول العالم المختلفة من عزلها وتشخيصها والتي لا يتسع المجال لذكرها جميعاً وانما اكتفينا بذكر عدد قليل منها والتي أصبحت في مرحلة متقدمة لتقديمها على المستوى التجاري.

إن كفاءة مانعات التغذية في مكافحة بعض الآفات الحشرية دفع الباحثين الى البحث عن مزيد من المركبات التي تؤدي الى منع تغذية الحشرات وذلك للمميزات الجيدة التي تمتلكها هذه المجموعة من المركبات والتي من اهمها.

1- ليس لها تأثير ضار على الأعداء الحيوية او النحل وذلك لان تأثيرها اختياري.

2- انخفاض سميتها للإنسان والحيوان مقارنة بمبيدات الحشرات.

3- تتميز عن مبيدات الحشرات بانها تمنع تغذية الافة على السطح المعامل فوراً وبالتالي تقلل من مستوى الضرر الذي يلحق بالنبات المعامل.

4- إمكانية خلطها مع بعض مبيدات الحشرات حيث يزيد من الفعل السام للمبيد الكيميائي بالإضافة الى فعلها العاقم على المدى البعيد.

5- أظهرت الدراسات ان الحشرات تبدي مقاومة لفعل مانعات التغذية على فترات اطول بالمقارنة بالمبيدات.

ألية عمل مانعات التغذية

Mode of Action of Antifeedents

ان طريقة عمل مانعات التغذية مازال لحد الان غير مؤكد الا ان هناك العديد من النظريات التي تفسر ميكانيكية عمل مانعات التغذية حيث من المعروف ان تغذية الحشرات تتم وفق المراحل الأتية:

1- الاتجاه والانجذاب للمادة الغذائية.

2- عملية القضم.

3- الابتلاع والاستمرار في التغذية.

وقد وجد إن إعطاء الحشرات فرصة الاختيار بين نوعين من الغذاء، أحدهما معامل بمادة مانعة للتغذية والاخر غير معامل فإننا نجد ان الحشرات تتجه في البداية لكلا النوعين وبأعداد تكاد تكون متساوية ومع بدء المرحلة الثانية اي مرحلة قضم الغذاء يبدأ الاختلاف حيث تتوقف الحشرات عن التغذية على الغذاء المعامل فيما تستمر الحشرات الاخرى بالتغذية على الغذاء غير المعامل. ولتفسير طريقة عمل مانعات التغذية يمكن اعتماد احدى الفرضيات التالية:

1) حدوث شلل في المعدة Stomach Paralysis:

حيث تقول هذه الفرضية ان سبب توقف الحشرات عن التغذية يعود الى حدوث شلل في المعدة لا تستطيع معه الحشرات الاستمرار في التغذية ولكن هذا غير صحيح بدليل ان اليرقة او الحشرة بعد ان تتذوق المركب في المادة المعاملة تستمر في البحث عن غذاء غير معامل ثم تتغذى عليه بصورة طبيعية.

2) العمل كمواد مضادة للتمثيل Antimetabolites:

ويقول هذا الاقتراح بان مانعات التغذية تعمل على تثبيط عملية التمثيل الغذائي مما يؤدي الى توقف الحشرة عن التغذية الا انه لم يثبت هذا الاقتراح لحد الأن لان النقص الغذائي لا يظهر خلال ثواني.

3) التأثير على المستقبلات الحسية Effect on Sensory Receptors:

حيث تؤثر مانعات التغذية على المستقبلات الحسية للفم مما يؤدي الى توقف تغذية الحشرة عن طريق تثبيطها لعملية القضم أو البلع ولكن وجد ان ازالة بعض هذه المستقبلات من الحشرات ادى الى رفضها للغذاء سواء المعامل منه او غير المعامل لذلك لم يكن بالإمكان اثبات صحة هذا الاقتراح.

إضافة لما سبق فان لمانعات التغذية تأثيرات اخرى منها:

1) التأثير على معدل استهلاك الأوكسجين: أظهرت العديد من التجارب ان استخدام مانع التغذية Du-tur ضد العمر اليرقي الرابع والخامس والسادس وطور ما قبل العذراء لدودة ورق القطن ادى الى انخفاض معدل التنفس مقارنة باليرقات غير المعاملة.

2) التأثير على المحتوى البروتيني: اظهرت التجارب التي اجريت على الحشرات الكاملة لدودة ورق القطن باستخدام مركب Du-tur حدوث انخفاض واضح في المحتوى البروتيني لكل من الاناث والذكور بلغ حوالي 67 % في الاناث و 55 % في الذكور وقد ينعكس ذلك على التأثير العام لهذه المركبات على كلا الجنسين.

3) التأثير على تمثيل الكاربوهيدرات: لوحظ ان معاملة القواقع المائية بمركب Du-tur ينبه عمليات تحلل الكلوكوز Glycolysis الى حامض اللاكتيك كما يخفض محتوى الكلايكوجين ويعمل هذا المركب على تثبيط عمليات الاكسدة الهوائية في دورة كريب Kre Cycle كما وجد ان هذا المركب يعمل على خفض كمية السكريات المختزلة في يرقات وعذارى ذبابة الفاكهة.

4) التأثير على مصادر إنتاج الطاقة: أظهرت التجارب ان التأثير الكيميائي الحيوي لمانعات التغذية يرجع بالدرجة الأساس الى قدرة هذه المواد على ايقاف عملية الفسفرة للـ ADP او ما يسمى بـ Oxidative Phosphorylation حيث توقف تدخل الفسفور غير العضوي في تكوين وحدات الطاقة ATP.