فرمون های مصنوعی

از فرمونها می توان به طرق مختلف و به منظور کاهش مصرف سموم شیمیایی متداول در جهت کنترل آفات محصولات کشاورزی استفاده نمود. از این مواد می توان جهت تعیین مقدار تراکم آفات به دام انداختن آفات در تله های مخصوص و همچنین گمراه کردن آنان جهت جلوگیری از تولید مثلشان استفاده کرد.آفات می توانند خسارت عمده ای به محصولات کشاورزی وارد میکنند و از آنجایی که جمعیت جهان روز به روز در حال افزایش است و تامین غذا برای این جمعیت در حال افزایش ضروری ودر نتیجه کنترل اساسی آفات می توانند از دو منظر سیاسی و اجتماعی حائز اهمیت باشد. استفاده روز افزون از حشره کشها متداول باعث پیدایش حسرات مقاوم تغییرات شدید اکولوژیک نابودی محیط زیست و نتیجتا به رکود اقتصادی انجامیده است.تعداد حشرات وآفاتی که به حشره کش ها مقاوم می گردند روز به روز در حال افزایش است که این امر باعث تشدید فشار به شرکتهای تولید کننده مواد دفع آفات جهت ارائه فرمول های جدید میگردد. قسمتهای تحقیقاتی شرکتهای شیمیایی(R&D) غالبا بدلیل هزینه های گزاف تحقیق و پروسه های طولانی حاضر به سرمایه گذاری برای تولید سموم با فرمولهای جدید که باعث سرمایه گذاری زیاد میگردد نیستند مخصوصا اینکه قانون حمایت معنوی Patent فقط برای مدت محدودی قادر به حمایت آنها می باشد . البته این اشتباه است که منافع سموم شیمیایی را نادیده بگیریم.در مدت چند دهه گذشته استفاده از سموم شیمیایی باعث افزایش تولید محصولات کشاورزی گردیده است ولی در عین حال درصد خسارت به محصولات از ۱۹۵۰ تا به حال تغییری نکرده است. در واکنش به مشکلات ومعضلاتی که در اثر استفاده روز افزون از سموم شیمیایی ایحاد گردیده است .
سیاست مدیریت تلفیقی مبارزه با آفات (IPM) بوجود آمده است. مدیریت تلفیقی آفات بر مبنای تلفیقی از مبارزه شیمیایی بیولوژیک وتکنیکهای کشاورزی جهت کنترل آفات با هزینه معقول وطوری که خسارت را به محیط به حداقل برساند تشکیل شده است.لازم به یادآوری است که در مورد صادرات محصولات کشاورزی هیچ چیز با اهمیت تر از نابودی کامل تمامی حشرات جهت جلوگیری از انتقال آفات کشاورزی بین کشورها نیست. اولین مرحله در مدیریت تلفیقی آفات پیش آگاهی موثر با استفاده از تله های پیش آگاهی فرمونی است. در این با کمک گرفتن از تله های پیش آگاهی آفت تعیین محل میگردد ومیزان انتشار آندر باغ یا مزرعه اندازه گیری می شود.در مرحله بعد بهترین سیاست با توجه به اطلاعات بدست آمده توسط تله های فرمونی تعیین می گردند . با کمک تله های پیش آگاهی می توان زمان مناسب رها سازی زنبورهای تریکوگراما و به کار گیری روشهای دیگر بیولوژیک را تعیین نمود.
روشهای کنترل بیو لوژیک بر اساس کنترل آفت بوسیله دشمنان طبیعی وپارازیت ها می باشد که به حشرات بی ضرر صدمه نمی رسانند برای مثال می توان به باکتری به نام اسیلوس ترنجلیس اشاره کرد که به لارو کرم برگخوار پنبه مصری پروانه قوزه پنبه و ویروسهایی که به آفات مشخصی حمله می کنند را نام برد و از فرمونها نیز می توان به صورت تله های جمع آوری (Mass trapping) و یا ایجاد اختلال در جفت گیری و مخصوصا در هنگامی که جمعیت آفت نسبتا انتشار پیدا کرده استفاده بعمل آورد .زمانی که هیچ یک از این روشها موثر واقع نشد آن هنگامی است که جمیعت آفت متراکم و آخرین چاره جز توسل به سلاح سنگین تری یعنی آفت کش نمی باشیم.
موجودات زنده بوسیله احساس پنجگانه شان با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند .حس شنوایی ولامسه از حسهای فیزیکی می باشند در حالی که حس بویایی وچشایی حواس شیمیایی هستند که بر پایه برخورد بین مولکولها و گیرنده هادر اعضا مناسب انجام می گیرند. حس بینایی مخلوطی از مراحل فیزیکی در ابتدا و مراحل شیمیایی می باشد .دو حس شیمیایی ندرتا مورد رسیدگی و تحقیق قرار گرفته است و اطلاعات کمی راجع به نحوه عمل آنها موجود می باشد و علاقه زیادی پیرامون این موضوع در سالهای اخیر بوجود آمده است. ارتباط شیمیایی در بین حیوانات بوسیله گروه های زیادی از مواد شیمیایی که به صورت عوامل پخش فرد دریافت کننده و منفعت ارسال کننده یا دریافت کننده می باشد صورت پذیرفته است. مجموعا به این نوع مواد شیمیایی مواد شبهه شیمیایی (Semiochemicals) یا اطلاع رسانان شیمیاییInfochemicals گفته می شوند که شامل فرمونها Pheromones ویا مواد Allelochemicals می باشند.مواد اطلاع رسانان شیمیایی و یا فرمونها که پانسیل کنترل حشرات را دارند و جزو گروها مواد کنترل آفات بشمار می روند هم اینک در شرکتهای شیمیایی تولید کننده مواد دفع آفات عرضه می گردند. در ادامه به تاثیر فرمون در بین حشرات که بزرگترین گروه در خانواده موجودات زنده است می پردازیم تاکید ما بر پروانه ها که لارو آنها بزرگترین گروه آفات کشاورزی را تشکیل می دهد می باشد. گر چه سوسکها مگسها و حشرات دیگری نیز می باشند که خسارت شدیدی به محصولات کشاورزی وارد می سازند.
● فرمونهای جنسی
نقش این فرمون کلیدی برای جنس مخالف گونه جهت فعالیت تولید مثل می باشد .مانند تمام فرمونها آنها از مخلوط چند ماده که به تنهایی فرمون نیستند تشکیل شده است و تنها مجموعه کاملی که شامل نسبت غلظتهای مواد متشکله ومقدار آنها می باشد می توانند صفات منحصر بفرد فرمون را تعیین کنند . ساختار منحصر بفرد هر گروه فرمون جنسی باعث اطمینان از گروه های وابسته و جلوگیری از امکان پیوند بین گونه های مختلف را باعث می گردد.آزمایشات صحرایی حاکی از مهارتهای ذاتی حشرات دارد. در آزمایشاتی که با پروانه های نر علامتگذاری شده که در سطح مزرعه رها سازی شده بود انجام گرددید معلوم شد که اکثر پروانه های نر بوسیله تله هاییکه حاوی پروانه ماده باکره بوده و از خود فرمون جنسی منتشر کردهاند بدام افتاده اند. همانطور که انتظار می رفت بیشتر پروانه های شکار شده از تله هایی بوده است که جهت آن به سمت مخالف باد و در جهتی که باد مواد فرمونی را بهمراه می برده بوده است مقدار فرمونی که بوسیله پروانه ماده مترشح ودر هوا منتشر گردیده خیلی کم ودر حدود ۱ نانو گرم یعنی ده به توان منفی ده گرم است. فقط چند هزار مولکول جهت انجام مراحل بیوشیمیایی و ایجاد حرکت لازم می باشد .آزمایشات آزمایشگاهی نشن داده است که غلظت در حدود ده به توان منفی هجده گرم در سانتیمتر مکعب هوا جهت برانگیختن جنسی پروانه نر کرم ابریشم و وادار به گشتن برای منبع بوی فرمون کافی می باشد.
● کاربرد فرمون در جهت کنترل آفات
پتانسیل عمده و اصلی کاربرد فرمونها و مخصوصا فرمونهای جنسی در یک مجموعه پیشرفته و دوستدار محیط زیست و در یک سیستم مدیریت تلفیقی مبارزه با آفات(IPM) شامل پیش آگاهیMonitoring تله های شکار mass trapping جلب و شکا ر attract & kill واخلال در جفتگیری of communication disruption می باشد.۱) پیش آگاهی Monitoring
از آنجائیکه ساختار فرمونها در هر گونه از حشرات یگانه و منحصر بفرد است و گونه ها فرمون های حنسی مجزایی را دارا هستند از این لحاظ می توان جهت تعیین جمعیت آفت از این پدیده طبیعی استفاده کرد. تله های حاوی فرمونهای جنسی به صورت طعمه جهت جلب و بدام انداختن جنس مخالف در مزرعه قرار داده می شوند . بدینوسیله کشاورز میتواند به اطلاعات دقیق و غیر قابل انکار در مورد جمعیت آفت محل زمان ظهور و غیره دست پیدا کند و با توجه به این اطلاعات زمان لزوم مبارزه محل مبارزه و نوع سم و غلظت آن جهت مبارزه موثر پی ببرد. در این نوع روش استفاده از سموم رایج حذف نمی گردند بلکه مقدار و دفعات سمپاشی کاهش پیدا می نماید. پیش آگاهی دقیق باعث همزمان شدن زمان سمپاشی و زمان ظهور پیک آفت می گردد. فرمون در این روش بصورت ردیابی حساس عمل می کند که باعث تصمیم گیری هوشمندانه در موردنحوه استفاده از سموم شیمیایی می گردد. این روش بصورت گسترده در تمام دنیا جهت کاهش استفاده از سموم شیمیایی برای بسیاری از محصولات مورد استفاده قرار گیرد.
۲) تله های شکار Mass trapping
این متد بر پایه جمع نمودن پروانه های نر محیط مزرعه بوسیله قرار دادن تله های فرمون و شکار آنها بنا گردیده است. بر این اساس با کاهش پروانه های نر امکان بوجود آمدن نسل جدید و ایجاد تخمهای بارور کاهش پیدا می کند. در نتجه به دفعات کمتری جهت سمپاشی می باشیم ودر مواردی نیز استفاده از سموم شیمیایی بطور کلی حذف گردیده است .بعنوان مثال می توان از کنترل برگخوارپنبه مصری در اسرائیل که به تعدادی از محصولات مانند پنبه آلفاآلفا و سبزیجات حمله می کند و یا کنترل هحوم آفت کاج در اسپانیا و سوسک چوبخوار دراسکاندیناوی که به درختان جنگل صدمه می زند اشاره نمود.
۳) جلب و شکا ر( attract & kill)
در این روش کپسولهای فرمون آغشته به سم فرموله می گردند و تمام نقاط مختلف باغ قرار داده می شوند. حشره به سمت کپسول محتوی فرمون جلب و با سم شیمیایی تماس پیدا می کند که در نتیجه باعث هلاکت آن می شود. کارایی سموم شیمیایی در نتیجه افزایش وآلودگی محیط زیست به حد اقل می رسد. این روش در مزارع پنبه با موفقیت در حال اجرا می باشد.
۴) اخلال یا اختلال در جفتگیریMatting diruption
حشرات به سمت منبع فرمونی و در جهت مخالف باد از ناحیه غلظت کم به طرف غلظت بالای فرمون جلب می گردند . اگر در محدوده ای بطور مصنوعی فرمون بصورت غلیظ ثابت و یکپارچه بالاتر از حد طبیعی پراکنده گردد در آن صورت ظرفیت تشخیص حشره جهت ردیابی و یافت منبع فرمون موثرا بهم خورده به گفته ای دیگر حشره قادر به یافتن منبع فرمون و جفتگیری نخواهد بود ودر نتیجه از بین خواهد رفت . مکانیسم یا روش بیوشیمیایی مسئول اختلال در جفتگیری بطور کامل درک نگردیده است . بهر حال شواهد گویای چندین امکان می باشد . یکی بدنبال کشیدن درونی است. حشره بدنبال منبع مصنوعی فرمون که مقدار زیادی ماده شیمیایی فعال را در فضا پخش میکند . مشخصا بوسیله از دست دادن حس بویایی بطوری که گیرنده های حسی از کار افتاده یا قدرت عکس العمل شان را از دست میدهند. احتمالا تمام گیرنده های بویایی سلولهای حس گر فرمون بوسیله جریان مولکولهای پیوسته اشباع شده و سلولها امکان انجام فعل و انفعالات عصبی را نمی دهند.توضیح ممکن دیگر این است که سلولهای عصبی گیرنده قادر به تشخیص منبع فرمون طبیعی نمی گردند. بهر حال مکانیسم اثر هر چه که باشد نتیجه جلوگیری از جفتگیری و تشکیل تخمهای نابارور و حرکت به سمت نابودی کامل آفت نسل بعد می باشد. این روش اخلال در مزارع پنبه جهت کنترل کرم سرخ پنبه و کرم سرخ ثانویه پنبه در آمریکا مصر اسرائیل و پاکستان و نقاط دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. این روش همچنین جهت کنترل آفات باغات انگور در اروپا استفاده می شود.
از روشهای مورد اشاره متد اخلال در جفتگیری احتمالا روش مناسبتری جهت کنترل آفات می باشند به دلیل اینکه اولا دوستدار محیط زیست است عاری از سموم شیمیایی موثر و عملی و از نظر اقتصادی قابل توجیه می باشد . این روش در حال حاضر با درجه مختلف از موفقیت قابل رقابت با روشهای متداول مورد استفاده بوسیله سموم شیمیایی می باشد ودر آینده نزدیک صنایع عظیم شیمیایی مجبور به استفاده از این روشها جدید بشوند.
۵) مونیتورینگ یا پیش آگاهی شکار فرمونی جلب شکار و اختلال در جفتگیری روشهای کنترلی مبتنی بر فرمونهای جنسی می باشند. حشرات فرمونهای دیگری نیز از خود منتشر می كنند كه در جهت كنترل آفات مورد استفاده قرار می گیرد . برای مثال اسپری کردن فرمون هشدار باعث دور کردن بعضی از گونه شته ها گیاهان می گردد. موادی که از نظر شکل ساختمانی شبیهفرمونها می باشند می توانند باعث اختلال در ارتباطات شیمیایی گردند. بعضی از این مواد بصورت دورکننده ها و پراکنده نمودن حشرات و دور کردن نها از محصولات می باشند. آزمایشات مقدماتی جدید با استفاده از فرمونهای بازدارنده تخم ریزی باعث گردیده تا مراحل تخم ریزی ماده های بارور دچار اختلال گردد.
●موارد استفاده از فرمون در سطح جهان
در اوایل سال۱۹۹۰ تحقیقی در مورد استفاده جهانی از فرمون بعمل آمده است. سلسه پرسشهایی به ۱۴۲ محقق دانشمند صنعگر و بازرگان مرتبط با مبحث فرمون از ۲۵ کشور دنیا که نیمی از آنها از مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی و نیمی دیگر از صنعت بودند فرستاده شد. در بررسی از جوابها درصد استفاده از هر روش بقرار ذیل بدست آمده است:
▪ پیش آگاهی ۱/۳۲%
▪ شگار فرمونی ۳/۲۳%
▪ جلب و شکار ۲/۲%
▪ اختلال ۴/۴۲%
از اطلاعات بدست آمده معلوم گردیدکه ۱۳۱۳۰۰۰ هکتار از مزارع و باغات بوسیله فرمون کنترل می گردند(۱% از سطح زیر کشت دنیا) سطح استفاده از فرمون در زمان حاضر خیلی بیشتر از زمان این بررسی بوده است و استفاده از فرمون جهت کنترل آفات روز به روز در حال افزایش است.
انتظار میرود استفاده از تکنیک اختلال در جفتگیری در آینده نزدیک بطور قابل ملاحظه ای افزایش یابد. این روش ساده تمیز و ارزان است و کشاورزان راغب به استفاده از این روش هستند. به دلیل اینکه تقاضای روز افزون محصولات عاری از سموم شیمیایی در حال افزایش می باشد و مصرف کنندگان حاضر به پرداخت مبالغ دو برابر و حتی بیشتر این محصولات نسبت به محصولاتی که بوسیله سموم شیمیایی تهیه شده می باشند. این امر مخصوصا در ایا لات متحده ژاپن استرالیا و نیوزیلند که تجربه کافی در استفاده از فرمون دارند مورد استفاده قرار می گیرد.در راستای تحقیقات وسیع جهت کنترل آفات پنبه روش کنترل فرمونی به خوبی جوابگو بوده است و استفاده از آندر مزارع پنبه بطور وسیع انجاممی گردد.با استفاده از توسعه تکنیک اختلال در جفتگیری در سطح وسیع میوه ها ومحصولات دیگر مانند برنج ذرت و سبزیجاتات محسنات شیوه کنترل فرمونی بهره مند خواهند شد. در اوایل سال۱۹۹۰ فروش سالانه فرمون به ارزش بالغ بر ده ها میلیون دلار بوده است. پیش بینی می گردد فروش محصولات فرمون در دهه آینده به صدها میلیون دلار و حتی بیلیون ها دلار برابر با ۲۰ درصد بازار فروش سموم شیمیایی برسد ودر این بین قیمت فرمون نیز از ۱۰-۲۰ دلار برای هر گرم به چند دلار تنزل پیدا خواهد کرد.

منبع : گیاه پزشکی نوین