منظمات ومثبطات النمو في الحشرات - المقاومة والمستقبل

Insect Growth Regulators and Inhibitors Resistance and Future

أولا : مقدمة

لخص العالم Williams عام 1967 السنوات الأخيرة من الجهد في عالم تطور كيمياء المبيدات بمقالته المشهورة تحت عنوان ( الجيل الثالث للمبيدات Third generation of pesticides ) . وقد ساعدت محاضراته عن الزيت الذهبي Golden oil لحشرة السيكروبيا في تعريف تركيب أول هرمون للشباب ( JH ) ، كما ساهمت في تخليق مشابهاته . ولعل هرمونات الحشرات تتمتع الآن بإمكانية كبيرة للعمل كمبيدات حشرية تتميز بالتخصص، بالإضافة إلى حمايتها من تطور المقاومة ، رغم أن الافتراض الأخير لم تثبت صحته في الدراسات التي أجريت بواسطة Dyte عام 1972 ، والتي أوضح فيها أن السلالات المقاومة للمبيدات تظهر مقاومة مشتركة لهرمونات الشباب ومشابهاتها .

وتتطور المقاومة إذا أخذ في الاعتبار ما يلي :

( أ ) أن أي حشرة لها القدرة على تنظيم هرموناتها الداخلية بالتمثيل .

( ب ) جزيئات المركب الغريب الخارجي ( المعامل ) تعامل دائمًا كمركبات غريبة Xenobiotic ، وبالتالي فهي تتبع عمليات فقد النشاط العادية ، والتي ترتبط دائما بمقاومة مبيدات الآفات المعروفة .

وتعزى المقاومة لمشابهات الهرمون وغيرها من منظمات النمو في الحشرات نتيجة النقص في النفاذية - وزيادة التمثيل ، بينما لم تعرف بعد مقاومة مكان التأثير أو الهدف ، ولذا فإن توقعات williams في هذا الجزء تعتبر صحيحة ، لأن الحشرات لا تصبح مقاومة بشكل حقيقي لهرموناتها الداخلية ، ولذا فقد تطورت الوسائل والطرق التي تعمل على تجنب الخلل في نمو الحشرة بواسطة الهرمونات الخارجية ومشابهاتها .

منظمات النمو في الحشرات Insect growth Regulators

من المهم معرفة بعض المصطلحات قبل الدخول في مناقشة مقاومة منظمات النمو في الحشرات ، فقد بدأت مرحلة أو عمر الجيل الثالث للمبيدات منذ التوصل إلى مشابهات هرمونات الشباب ( JHM ، JHA ) . ويطلق على مشابهات المنتجات الطبيعية للبيرثرم والروتينون اسم البيرثرويدات Pyrethroids ، والروتينويدز Rotenoids . وقد أطلق العالم Hideo اصطلاح Juvenoids المشابهات هرمونات الشباب ( JHM_S ) . ونظرًا لأن المعاملة بهرمونات الغدد الصماء تؤدى إلى مشاكل في التنظيم داخل الحشرة . فقد أطلق عليها منظم النمو الحشري Insect Growth Regulator . وتقع قوة أو ضعف اصطلاح (IGR) في تشابهه مع بعض منظمات النمو النباتي الناجحة ( PGR ) . وتشمل المركبات التي تقع تحت مظلة IGR مشابهات هرمونات ( JHM_S ) ، ومثبطات تخليق الكيتين Chitin synthesis inhibitors ، ولو أننا نفضل أن يشار إليها مثبطات التطور الحشرية Insect Development inhibitors .

التطورات المحتملة للجيل الثالث من المبيدات

امتدادًا لتعريف Williams عن الجيل الثالث للمبيدات يمكن الإشارة إلى أن الجيل الأول للمبيدات يتميز بأنه عبارة عن الوسائل الكيميائية التي ظهرت منذ عشرات السنين بطريقة المحاولة والخطأ ويشمل المبيدات الكلورينية ، والكاربامات ، والفوسفورية العضوية الناتجة من خلال برامج التخليق المعقدة ، والتي بدأت بظهور الـ د.د.ت ، ويشمل الجيل الثالث هرمونات الحشرات . وإذا امتدت هذه المراحل باكتشاف مركبات ذات طرق فعل جديدة يمكن أن نتوقع ظهور الجيل الرابع والخامس والسادس الخ ، ولذا يمكن القول إن الجيل الثالث ليس نهاية ظهور مركبات جديدة، ولذا يستخدم تعريف الجيل الثالث للتعبير عن العملية التي تقود إلى مركبات ذات نشاط بيولوجي ، وعلى ذلك فإن وسيلة الجيل الثاني لتطور وظهور المبيدات تتضمن عمليات التقييم ، وعمليات تخليق مركبات تميز بالنشاط البيولوجي المباشر . أما وسيلة الجيل الثالث .. فهي تشمل استخدام الدراسات الفسيولوجية والبيئية على الأنواع المستهدفة وغير المستهدفة من خلال برامج تخليق مباشر لإنتاج مركبات يمكن قبولها بيئيا Environmenay acceptable chemicals .

معظم المبيدات الحالية هي هجن ناتجة من وسائل الجيل الثاني والثالث معا ، أما مشابهات هرمون الشباب ، فهي أكثر قربا والتصاقا بالجيل الثالث ، مع الأخذ في الاعتبار أن أساسيات تخليقها ناشئة من الجيل الثاني . أما منظمات نمو الحشرات الأخرى، مثل مضادات هرمونات الشباب (Anti Juvenile hormones (Anti-JHs ، وكذا مركبات Benzoyl-phenyl- ureas ، فقد اكتشف معظمها بواسطة وسائل الجيل الثاني . ولعل أبرز مثال ناتج من وسائل الجيل الثالث هو مشابهات الـ د.د.ت القابلة للتحلل البيولوجي Biodegradable DDT mimics ، وكذا مشتقات الكاربامات والمبيدات الفوسفورية العضوية التي تتميز بزيادة أمانها وتخصصها ، رغم أن مركباتها الأصلية ظهرت في الجيل الثاني ، إلا أن تطورها المتتابع يقع في الجيل الثالث .

ثانيا : المقاومة لمنظمات النمو في الحشرات

1 - المقاومة المشتركة

( أ ) المقاومة المشتركة لمشابهات هرمون الشباب

عرفت المقاومة المشتركة لمنظمات النمو في الحشرات لحوالي 13 نوعا من الحشرات تقع في أربع رتب ، ولذا فإن المقاومة المشتركة لمنظمات النمو في الحشرات ليست ظاهرة فريدة أو منعزلة . وقد عرفت أول حالة للمقاومة المشتركة عام 1972 بواسطة العالم Dyte الذي أشار إلى أن السلالة المقاومة للمبيد الحشري في حشرة خنفساء الدقيق الصدئية تظهر مستوى من المقاومة لهرمون JHI يصل إلى ( 3 مرات ) ، كما أوضحت الدراسات التي تلت ذلك أن السلالات المقاومة للملاثيون في حشرتي خنفساء الدقيق الصدئية ، وخنفساء الدقيق المتشابهة قد فشلت في إظهار مقاومة مشتركة لكثير من مشابهات هرمون الشباب ، مثل : Methoprene ، و Hydroprene ، و Epofenonane ، بينما كان هناك تحمل ضعيف لحشرة خنفساء الدقيق الصدئية تجاه 3600 -20 -Ro ، كما لوحظ أن السلالات المقاومة للمبيد الفوسفوري العضوي في بعوض الأبيدس ذات تحمل فائق تجاه الميثوبرين ، بينما أظهرت السلالات المقاومة للديلدرين أو المخلوط الديلدرين والـ د.د.ت مقاومة مشتركة تجاه الميثوبرين ، كما ظهر مستوى من المقاومة المشتركة المنخفضة ( 1,4 مرة ) تجاه الهيدروبرين ، بينما لا يحدث أي فعل تجاه الكينوبرين ، وذلك في سلالات Therionaphis maculata المقاومة للملاثيون .

(ب) المقاومة المشتركة للبنزويل فينيل يوريا

تختلف المركبات المثبطة لتخليق الكيتين في تركيبها تماما ، إلا أن مجموعة البنزويل فينيل يوريا نالت حظا أوفر من الدراسة . وقد ظهرت المقاومة المشتركة لمركب الداي فلوبنزيرون في سلالات الذباب المقاوم لكثير من المركبات الكلورينية ، والكاربامات ، والفوسفورية العضوية ، ومنظمات النمو في الحشرات . وقد تراوحت شدة هذه المقاومة المشتركة ما بين المتوسطة والشديدة . وعلى العكس من ذلك .. لم يلاحظ وجود مقاومة مشتركة لمركب الداي فلوبنزيرون في سلالات بعوض الأنوفليس والأييدس المقاومة للـ د. د.ت أو الملاثيون ، كما أن سلالات خنفساء الدقيق الصدئية ، سوسة الأرز المقاومة للمبيد الفوسفوري العضوي لا تظهر أي مقاومة مشتركة للداي فلوبنزيرون ، بل قد تظهر حساسية بمعدل يصل إلى ضعفين بالمقارنة بالسلالة غير المقاومة .

2- إظهار أو حفز المقاومة

( أ ) حفز المقاومة لمشابهات هرمون الشباب

فشلت المحاولات الأولى في المعمل في حفز مقاومة يرقات الكيولكس Culex quinquefasciates باستخدام مركب الميثوبرين لمدة 20 جيلا ، بينما بلغ مستوى المقاومة تجاه الميثوبرين حوالى ( 13 مرة ) مع بعوض Culex pipiens بعد انتخابه لمدة ثمانية أجيال فقط ، كما أظهرت السلالة المنتخبة مقاومة مشتركة لمركب الهيدروبرين ( 15 مرة ) وللملاثيون ( 1,7 مرة ) ، بينما لم تظهر أي مقاومة مشتركة تجاه الكاربريل ، أو 20458-R .

تظهر السلالة الحقلية المقاومة للذباب المنزلي مستوى من المقاومة يبلغ 1515 مرة ، وذلك بعد الانتخاب بالميثوبرين لمدة 75 جيلا ، بينما تظهر السلالة المقاومة للدايمثويت 6300 مرة بعد 62 جيلا كما تظهر السلالة المقاومة المنتخبة بالميثوبرين مقاومة لكثير من مشابهات هرمون الشباب ، مثل : R-20458 ، 9767-Ro-7، 23509 NIA ، بينما يظهر الانتخاب بالميثوبرين لسلالة مقاومة للدايمثويت نقصا في المقاومة المشتركة لكثير من الكاربامات والمبيدات الفوسفورية العضوية ، ولكنه يزيد التحمل تجاه البيرمثرين .

(ب) حفز المقاومة للبنزويل فينيل يوريا

فشل طول فترة انتخاب بعوض Culex tarasalis بمركب الداي فلوبنزيرون في حفز المقاومة ، إلا أنها بلغت 7 مرات لهذا المركب على حشرة Cales pipiens بعد 5 أجيال . وقد ظهرت مستويات عالية من المقاومة تجاه الداى فلوبنزيرون في الذباب المنزلي، كما بلغت مستوى المقاومة حوالي مرتين على حشرة خنفساء الدقيق المتشابه بعد الانتخاب لمدة ثمانية أجيال .

3- تحليل هرمون الشباب ومنظمات النمو الحشري

( أ ) هرمون الشباب ومشابهاته

تجب معرفة تمثيل الحشرة لهرمون الشباب ومشابهاته ، حتى يمكن تحسين تخليق هذه المركبات .

1 - تمثيل هرمون الشباب

أظهرت الدراسات أن أهم طرق تمثيل هرمونات الشباب هي فقد الماء في الأيبوكسيد Eposide hydration وانشقاق الإستر Eater deavage ( شكل 1 ). وتختلف الأهمية النسبية لهذه الطرق في الحشرات ، حيث إن انشقاق الإستر هو الأكثر أهمية في رتبة حرشفية الأجنحة ، بينما يبدو فقد الماء في الأيبوكسيد هو الطريقة الأكثر أهمية في كثير من ذات الجناحين ، كما يعتبر الارتباط Conjugation من أهم وسائل تمثيل JH ، ولكنه لم يدرس بالقدر الكافي في الحشرات . وقد لا تكون له أهمية في تنظيم مستوى هرمون الشباب داخل جسم الحشرة . ويحدث الارتباط مع الكبريت والجلوكوز في بعض الحشرات ، وكذا في خلايا الكبد بالفأر . وقد أظهرت الدراسات أنه لا توجد حساسية مرتفعة لارتباط JH مع إنزيم Glutathione-s- transferase . وعموما .. فإن وسائل التمثيل بالأكسدة قليلة الأهمية ، بالمقارنة بوسائل التحلل المائي .

شكل (1) : تركيب JHI ، الميثوبرين و20458-R موضحة أماكن التخيل في الحشرات.

2 - تمثيل مشابهات هرمون الشباب

تم دراسة طرق تمثيل مجموعتين من مشابهات الهرمون الأولى ، وهي Dienoate juvenoids ، مثل : الميثوبرين، والهيدروبرين، والثانية هي مشتقات Gorany phenyl other ، مثل : 2058-R ، والديبوفينوناني . وتتميز المجموعة الأولى بحساسيتها لانشقاق الإستر ، حيث ظهرت أهميته التمثيلية في كثير من ذات الجناحين ، كما أن عملية التمثيل بالتأكسد ذات أهمية كبيرة لهذه المجموعة ، حيث يتم التأكسد بانشقاق سلسلة التربين . ومن أهم إنزيمات التأكسد إنزيم البيروكسيديز . ويعتبر تمثيل الميثوبرين عن طريق الأكسدة بفقد مجموعة الميثيل المتصلة بذرة الأكسجين من أهم وسائل التمثيل ، بالإضافة إلى نظام تأكسد آخر ، مثل تكوين الأيبوكسيدات في الهيدروبرين، والميثوبرين في بعض أنواع ذات الجناحين . أما فقد الماء في مجموعة الأيبوكسيد ، فهي من أهم وسائل تمثيل المجموعة الثانية ، مثل المشابهة 20458-R ، وهى نفس النظام التمثيل في الهرمونات الطبيعية .

(ب) تحليل البنزويل فينيل يوريا

من المتوقع أن يتميز كثير من المبيدات الحشرية التي تقع تحت البنزويل فينيل يوريا بالأهمية التجارية في السنوات القادمة ، ومن أهمها الداي فلوبنزيرون . وأشار Metcalf وآخرون عام 1975 إلى أنه على الرغم من ثبات هذا المركب في النظام البيئي النموذجي ، إلا أنه لا يتراكم بمعدلات عالية في السلسلة الغذائية .

وقد أجريت ثلاث دراسات عن مصير الداي فلوبنزيرون على الذباب . وأوضح Ivie & Wright عام ( 1987 ) انخفاض نسبة فقس البيض بعد معاملة الحشرة الكاملة ( ذكور وإناث ) قميا بحوالي 2 ميكروجرام من المبيد في الذباب المنزلي ، وذبابة الاسطبلات . وقد لاحظ أن المبيد الموجود في بيض الحشرات في صورة غير ممثلة ، ويدعم ذلك كفاءة المركب كمبيد للبيض أكثر منه كمعقم كيميائي . وقد كان المبيد أكثر ثباتا في الحشرة الثانية ، بالمقارنة بالحشرة الأولى . ومن أهم طرق تمثيل المركبات غير القطبية هي الانقسام بين روابط الكاربونيل ، والأميد .

ولقد اختبر Pimprikar & Georghiou عام ( 1979 ) مصير الجرعات المنخفضة من الداي فلوبنزیرون ( 10 - 50 نانوجرام ) ، وذلك عند معاملة اليرقات الناضجة قمياً في ثلاث سلالات للذباب المنزلي . وعلى العكس من نتائج Ivie & wright عام ( 1978 ) ، والتي لم يحدث فيها التمثيل بعملية الهيدروكسلة بعد معاملة الحشرات الكاملة للذباب بجرعات عالية من المركب قميا ، فقد أظهرت نتائج اليرقات القدرة على تمثيل المركب بعملية الهيدروكسلة ، حيث إن المركب يحتوي على فينولات موجودة على الداي فلوروبنزاميد وحلقات الكلوروانيل . ويبدو أن لليرقات القدرة على إخراج مكونات قطبية مرتبطة بمستوى أقل من الحشرات الكاملة . ويعطى هذا الانقسام الإنزيمي لتلك المكونات المرتبطة 2,6-difluoro benzoic acid ، و2,6-difluorobenzamide  . وتحتوي اليرقات على كميات أقل من المركب الأصلي ، بالمقارنة بالحشرات الكاملة . وقد يرجع ذلك إلى سرعة احتكاك اليرقات مع الوسط الغذائي . وتوضح هذه الدراسات أن الداي فلوروبنزيرون يمثل ببطء فقط في اليرقات والحشرات الكاملة للذباب المنزلي . وهناك كثير من نظم التمثيل المسئولة عن ذلك . وتوضح دراسات تمثيل Penfluron في إناث الحشرات الكاملة للذباب المنزلي ثباته بمعدل 8 أضعاف بالمقارنة بالداي فلوروبنزيرون .

مما .. سبق يتضح أن هناك حاجة ماسة لمزيد من التفاصيل عن تمثيل مبيدات البنزويل فينيل يوريا في الحشرات . ومازال المعروف قليلا عن الإنزيمات المسئولة عن تحلل هذه المركبات . والأمل كبير في أن يكون هناك جهد أكبر في المستقبل عن دور التمثيل في العلاقة بين التركيب الكيميائي ومعدل النشاط البيولوجي ، وعلاقة ذلك بتخصص الأنواع لهذه المركبات .

شكل (2) : تركيب الداي فلوروبنزيرون وأماكن التمثيل في الحشرات

4- ميكانيكية المقاومة لمنظمات النمو في الحشرات:

تظهر المقاومة المشتركة لمنظمات النمو في الحشرات تجاه السلالات المقاومة للمبيد الحشري بشكل عال . وهذه السلالات تحتوي على مستوى مرتفع من النشاط الإنزيمي للأوكسيديز ، ويظهر هذا الاتجاه بشكل خاص في الذباب المنزلي . وغالبًا ما ترتبط المقاومة لمنظمات النمو الحشري بوجود الجينات على الكروموسوم ، والذي يتميز بنشاط إنزيم الأوكسيديز بشكل عال ، ولا ترتبط بنشاط إنزيمات ديهيدروكلورينيز ، والجينات المقاومة للسيكلودايين ، أو Kdr .

( أ ) نظم المقاومة لمشابهات هرمون الشباب

هناك بعض الإيضاحات الممكنة للمقاومة عن الأنسجة المستهدفة لهرمون الشباب ، مثل أقراص البلوغ Imaginal disks التي تحتوي على مستويات عالية من إستريزات JH ، وإنزيمات إيبوكسيد هيدروليز . وربما تكون للسلالة المنتخبة القدرة السريعة على هدم الميثوبرين في الأنسجة الحرجة ، كما قد يكون لانخفاض مستوى نفاذية الهرمون دورًا في إظهار المقاومة ، ولكن تعرف الحشرات بأن لها فترات حساسة في نموها ، وخلالها تكون حساسة جدا للمعاملة بمشابهات الهرمون . وعلى سبيل المثال .. عند معاملة عذارى دودة الجريش الصفراء ( عمر صفر 6 ساعات ) . بمشابه هرمون الشباب ، فإن خطوط الاستجابة الناتجة تكون شديدة الانحدار ، كما تلعب إنزيمات الأكسدة دورًا هاما في قدرة بعوض الكيولكس على مقاومة الميثوبرين .

(ب) نظم المقاومة للداي فلوينزيرون

يرجع اختلاف حساسية بعض يرقات حرشفية الأجنحة تجاه الداي فلوبنزيرون ، بالإضافة إلى اختلاف حساسية الأعمار اليرقية إلى أسباب كيميائية . ومن الجدير بالذكر أن مستوى نفاذية مثبط تخليق الكيتين ينخفض في الأفراد المقاومة ، بالمقارنة بالأفراد الحساسة ، أيضا فإن معظم هذه المركبات قليل الذوبان في معظم المذيبات العضوية ، مما يعوق المعاملة بكميات كبيرة من هذه المواد في المعمل ، كما أظهرت الدراسات أن هذه المركبات تميل للتبلور على سطح الحشرة . وهذه المواد المتبلورة ينخفض فعلها السمي ، ولذا فإن المقاومة قد ترجع إلى تكوين بلورات صغيرة على سطح الحشرة ، ويؤكد ذلك ارتفاع المستوى السمي عند معاملة مركب الداي فلوبنزيرون مع الغذاء .

ويضيف استخدام المنشطات كثيرًا من المعلومات في هذا الاتجاه ، فمن المعروف أن (DEM) Diethyl maleate يؤثر على GSH ، كما أن DEF يثبط العديد من الإستريزات ، وليس لأي من المركبين قدرة تنشيطية المركب الداي فلوبنزيرون ، مما يوضح أن إنزيمات GSH ، DEF-Sensitive esterases لا تمثل أي أهمية في تمثيل مركب الداي فلوبنزيرون ، بينما للتمثيل بالأكسدة أهمية بالغة في ميكانيكية المقاومة لهذا المركب .

ثالثا : التغلب على مقاومة منظمات النمو الحشري

تشمل وسائل التغلب على المقاومة عديدا من الطرق . ومايهمنا في هذه الدراسة هي النظم الفسيولوجية والبيوكيميائية . وهناك كثير من العوامل التي تلعب دورًا هاما في مقاومة منظمات النمو الحشري ، وتشمل فقد النشاط Inactivation - النفاذية Penetration - النقل Transport - التخزين Storage - طول الفترة الحرجة ( النافذة Window ) وفيما يلي أهم وسائل التغلب على مقاومة منظمات النمو الحشري :

1- المنشطات

تقع أهمية هذه الوسيلة في إبطال مفعول نشاط الإنزيمات الهامة ، ولو أن استخدامها يسبب بعض المشاكل ، مثل : التكلفة الاقتصادية ، ودرجة الثبات ، ومستوى التجانس الكيميائي ، ومشاكل تسجيل المركب ... إلخ .

(أ) مثبطات الإستريزات

يتم تمثيل هرمون الشباب ومشابهاته عن طريق التحلل المائي للإستر . وخلال العمر اليرقي الأخير لكثير من الحشرات تظهر الإستريزات المتخصصة لجزيئات JH في الدم، ويرتبط ذلك بانخفاض تركيز JH في هذه الفترة . وعليه .. فإن المنشطات التي تثبط هذه الإنزيمات قد تساعد في ثبات JH وغيره من منظمات النمو التي تحتوي على الإستر . ويعتبر منشط DEF مثبطاً للإستريزات ، رغم أن الإستريزات لها دور هام في تنظيم مستوى الهرمون الطبيعي ، إلا أن هناك كثيرا من المشابهات لا تحتوي على الإستر ، ولذا فإن أهمية مثبطات الإستريزات محدودة . وتعمل مثبطات JHE على ثبات الهرمون الطبيعي ، أو تعمل كمثبط مباشر لنمو الحشرة .

(ب) مثبطات التحلل المائي للأيبوكسيد

التحلل المائي للأيبوكسيد هو طريق آخر لتمثيل هرمون الشباب أو مشابهاته . وتعمل إنزيمات (Eposide hydrolone (EH على تثبيط فعل هرمون الشباب الطبيعي ومشابهاته . وقد تفيد مثبطات هذه الإنزيمات كمنشطات في رتبة ذات الجناحين ، ولسوء الحظ نجد أن معظم مثبطات هذه الإنزيمات ذات تفاعل عكسي ، كما أن تأثيرها محدود .

(جـ) مثبطات الأكسدة .

مثبطات إنزيمات التأكسد في منشطات ناجحة لمنظمات النمو في الحشرات ، ويستخدم الببرونيل بيوتكسيد (PB) كمثبط عام لإنزيمات (MFO)، حيث زاد مستوى سمية الميثوبرين عند خلطه مع الببرونيل بيوتكسيد . وقد وجد أن (PB) أو السياسامكس يزيدان من سمية الداي فلوبنزيرون في الذباب المنزلي المقاوم لفعل هذا المركب ، كما أن الكلور دايميفورم يعتبر منشطا جيدا لمركب الداي فلوبنزيرون ضد يرقات الدخان .

2 - تخليق منظمات النمو القادرة على التغلب على المقاومة

قد ترجع المقاومة إلى تمثيل المركب بالأكسدة أو انخفاض مستوى نفاذيته في بعض أنواع الحشرات . ويجب أن يؤخذ عنصر المقاومة في الاعتبار عند تسويق أي مركب كيميائي جديد .

( أ ) مشابهات هرمون الشباب المقاومة للتمثيل

ترجع مشكلة المقاومة تجاه منظمات النمو الحشري أولا إلى الانتخاب السابق بالمبيدات ، وثانيا إلى تمثيل منظمات النمو داخل الحشرة ، ولذا فإن استخدام السلالة الحقلية أو السلالات ذات المقاومة المشتركة العالية له أهمية عند إجراء التقييم الأولى للمركب الجديد . وقد تكون منظمات النمو التي يتم تنشيطها بفعل إنزيمات التمثيل وسيلة أخرى للتغلب على المقاومة ، مثل Juvenogens ( مشابهات هرمون الشباب التي يتم تنشيطها بيوكيميائيا ) . وهذه المركبات عبارة عن كحول هرمون الشباب النشط مع سلسلة طويلة من حمض الألكيل مكونا إستر . ويتم تمثيله داخل جسم الحشرة عن طريق انشقاق الإستر ، وانطلاق كحول هرمون الشباب النشط . ولم يختبر الفعل الفسيولوجي لهذه المركبات على السلالات المقاومة حتى الآن . ويمكن تطبيق هذه الاستراتيجية على الممثلات البيولوجية النشطة ، أو على مشابهات هرمون الشباب التي تحتوي على مجموعة وظيفية مناسبة .

(ب) الاتجاهات الحديثة للبنزويل فيديل بوريا

لم تظهر المقاومة أو المقاومة المشتركة كمشكلة حادة تحول دون استخدام مركبات البنزويل فينيل يوريا حتى الآن . ومن المتوقع ظهور نظم ميكانيكية خاصة بمقاومة فعلها ، ولذا يجب أن تستمر الدراسات المكثفة وصولا لمركبات جديدة . وبصرف النظر عن أن المقاومة ترجع إلى انخفاض مستوى النفاذية ، أو تحور السلوك ، أو الإسراع في التمثيل ، أو نقص حساسية الجهاز المستهدف ، فإن الحل على المدى القصير يكمن في وصول أكبر كمية من المادة الفعالة على الحشرة المستهدفة . ومن المعروف أن مركبات البنزويل فينيل يوريا ضعيفة الذوبان جدا ، وبالتالي من الصعب تجهيز مستحضراتها ، بالإضافة إلى قدرتها على تكوين بلورات تتميز بالثبات على سطح الحشرة ، مما يقلل من مستوى نفاذيتها . ولعل الحل المنتظر هو إنتاج مركبات شكل (3) تخلق من البنزويل فينيل يوريا ، ولها القدرة على الذوبان في الهكسان وثلاثي كلوريد الكربون ، بينما يذوب المركب الأصلي فقط في Tetrahydrofuran . وتتميز بعض مشتقات هذا المركب الجديد بثبات كاف ، وبقدرة على النفاذ ، وزيادة في مستوى سميتها على الحشرات ، بالإضافة إلى انخفاض سميتها على الثدييات . ويبدو أن لهذه المشتقات أهمية كبيرة ، حيث تساعد في تجهيز المستحضر ، ومنع تكوين البلورات التي تضعف من النشاط البيولوجي للمركب .

شكل (3) : التركيب العام لأحد مشتقات البنزويل فينيل اليوريا ( قابل للذوبان في الليبيدات ) .

3 - ظهور منظمات نمو حشرية ذات مناطق تأثير جديدة

من أهم مميزات منظمات النمو الحشرية قدرتها على إحداث الفعل في مناطق تأثير جديدة . وتمثل الغدد الصماء في الحشرات مناطق جديدة للتأثير . وحيث إن عمل جهاز الغدد الصماء تنظيمي بالدرجة الأولى ، فإي تغييرات طفيفة في أدائه بفعل مركبات غريبة قد تؤدى إلى حدوث تغيرات جوهرية في قدرة الحشرة البقائية .

ومن المعروف أن هناك اختلافات جوهرية بين جهاز الغدد الصماء في الحشرات وغيرها من الكائنات الحية الأخرى ، وعلى سبيل المثال .. فإن التربينات ليس لها أي وظيفة تنظيمية في أي كائن حي خلاف الحشرات ، كما أن التربينات من نوع Homoterpenes ، مثل ( JHII ، JHI ) لا توجد في أي حيوان آخر أو نبات ، كما أن أي تغير في عمل الغدد الصماء يلعب دورًا هاما في نمو وتكاثر الحشرة ، مما يتيح إمكانيات كبيرة للاستخدام المتخصص لمشابهات هرمون الشباب .

(أ) الخلايا الطلابية لجهاز الغدد الصماء

رغم أن هرمون الانسلاخ Ecdysone لا يعتبر مركبًا فعالاً في مكافحة الحشرات ، إلا أن طرق التخليق الحيوي تؤدى إلى إنتاج هرمونات ذات تأثير حرج على الانسلاخ ، أو غيرها من استيرويدات الحشرات ، هذا .. بجانب قدرتها على إحداث خلل في وظيفة هرمون الشباب . وتتمتع هذه المركبات القادرة على إحداث هذا التأثير بميزة هامة في التأثير على الأعمار اليرقية الأولى لتمو الحشرة ، وبالتالي يمكن أن تحتل موقعا ممتازا يفوق مشابهات هرمون الشباب ، وذلك في مكافحة الحشرات الزراعية . وهناك محاولات عديدة لتثبيط تخليق JH . وقد حققت بعض النجاح ، إلا أنها تتمتع بمستوى عال من التخصص . وإلى الآن لم يعرف سوى ثلاثة من مثبطات هرمون الشباب هما ETB ،A_ll، Precocene II شكل (4) ، حيث تستطيع هذه المركبات تحطيم الغدة المفرزة لهرمون الشباب ، وهي غدة الكوربورا أللاتا . وهناك بعض مشابهات هرمون الشباب تستطيع تثبيط إنتاج JH خارج جسم الحشرة ، كما تخفض معدل إفرازه داخل جسم الحشرة . وتؤكد هذه المعلومات صدق النظرية التي تشير إلى أن مشابهات هرمون الشباب تملك أماكن متعددة للتأثير ولتفسير فعل مثبطات هرمون الشباب (ETP) يمكن الإشارة إلى أن مركب ETP قد يرتبط بالمستقبل المنبه لإنتاج JIH ، وبالتالي يعوق تثبيط تخليقه ، أو قد ينبه تمثيل JH، وبالتالي يخفض من مستوى إفرازه ، أي أن هذه المركبات تؤثر على نظام الغدد الصماء بالتداخل مع تخليق ، أو تحلل ، أو فعل الهرمونات الداخلية .

شكل (4) : تركيب بعض مضادات هرمون الشباب .

(ب) جهاز الغدد الصماء العصبي

قد يعطى جهاز الغدد الصماء العصبي هدفا للتأثير أفضل من الخلايا الطلائية لجهاز الغدد الصماء . ومعظم الهرمونات العصبية في الحشرات عبارة عن ببتيدات صغيرة يمكن أن نتوقع قدرتها الضعيفة على النفاذ ، بالإضافة إلى سرعة تحللها ، ولو أن الدراسات على الفقاريات قد أوضحت أن الببتيدات الصغيرة يمكن محاكاتها بواسطة المركبات العضوية ، والتي تعتبر المفتاح الذي يضعها على الطريق السليم . ومن خلال أبحاث التخليق والتحليل يمكن التوصل إلى مركبات جديدة تعمل على زيادة سرعة نفاذية وثبات الهرمونات العصبية ومشابهاتها المخلقة . وقد أوضحت الدراسات أن بعض المبيدات الحشرية قد تؤثر على الإفراز الهرموني . ويمكن استخدام مثل هذه المركبات في هذا المجال . ومن المتوقع ظهور مركبات جديدة في مجال مكافحة الآفات تعمل على جهاز الغدد الصماء العصبي في السنوات القادمة .

مميزات وحدود منظمات النمو الحشرية في التغلب على المقاومة

تتفاقم مشكلة المقاومة والمقاومة المشتركة للمبيدات التقليدية بشكل حاد الآن . وقد يكون لحداثة استخدام منظمات النمو الحشرية وقلة ظهور المقاومة لفعلها دور هام في ترجيح استخدامها كأحد عناصر IPM الموجهة لتأخير وتجنب المقاومة .

وتكمن المشكلة الرئيسة المرتبطة باستخدام مبيدات الجيل الثاني في ظهور الآفات بشكل وبائي أو ظهور موجات وبائية من الآفة الثانوية عقب استخدام المبيد . وترجع هذه الموجات الوبائية إلى استخدام المبيدات التي لا تقتل الآفة المستهدفة فقط ، إنما تتجاوزها في القضاء على أعدائها الحيوية . وحتى يمكن التقدم خطوة للأمام نحو المحافظة على الأعداء الحيوية ، وأيضا للحد من تطور مقاومة الآفة لفعل المبيد يجب أن تتمتع المركبات المستخدمة بصفة التخصص . ومن النادر وجود مبيدات تتبع الجيل الثاني وتتمتع بهذه الخاصية ( التخصص ) . ومن ضمن أسباب ذلك أن معظم السموم المكتشفة في مرحلة الجيل الثاني تعمل على وقف النظم البيوكيميائية والفسيولوجية التي تتشابه مع غيرها في المملكة الحيوانية ، ومثال ذلك نلاحظ أن بعض السموم العصبية ذات درجة التخصص الواضحة على الجهاز العصبي للحشرات تؤثر بنفس الكيفية على الثدييات .

وعلى العكس من ذلك .. فإن منظمات النمو الحشري ، وبشكل خاص مشابهات هرمون الشباب ، تتمتع بدرجة عالية من التخصص ، وتتفاوت نسبة سميتها بين أنواع الحشرات بشكل واضح ، حيث تبلغ سميتها على حرشفية الأجنحة ثلاثة أضعاف سميتها على نصفية الأجنحة ، وشبكية الأجنحة ، وذات الجناحين ، وغشائية الأجنحة . ومن المعلوم أن حشرات حرشفية الأجنحة لها أهمية زراعية فائقة ، بينما تحتوي حشرات نصفية وشبكية وغشائية الأجنحة ، وذات الجناحين على كثير من الأعداء الحيوية لحرشفية الأجنحة ، ولذا فإن تخصص منظمات النمو في الحشرات تجاه الآفات الزراعية وقلة تأثيرها على أعدائها الحيوية يعطيها إمكانية كبيرة في التطبيق ، حيث إن حفظ الأعداء الحيوية يعمل على خفض الموجات الوبائية للآفة ، كما أن تقليل كمية المبيدات المستخدمة يقلل من مستوى الضغط الانتخابي ، ويؤخر من ظهور المقاومة .

وقد يؤدى استخدام المبيدات غير الثابتة في البيئة أو المعاملة بالمبيدات ، بحيث تترك بعض الأفراد لا تعامل بالمبيد إلى تقليل عملية الضغط الانتخابي ، كما يؤدى السماح للأفراد غير المنتخبة بحيث تبقى في المجموع الآفي إلى تأخير المقاومة . وكثير من منظمات النمو الحشرية تتميز بالتحلل البيولوجي ، وقدرتها على التأثير في فترات معينة من نمو الحشرة . ونظرا لانخفاض ثباتها في البيئة ، ولأن جميع أفراد العشيرة لا تتأثر في وقت واحد ، فإن منظمات النمو الحشرية تعتبر وسيلة هامة لترك بعض الأفراد ، دون أن تتعرض للانتخاب ، وبالتالي تبقى حساسة ، وذلك بالمقارنة بالمبيدات التقليدية .

ولسوء الحظ نجد أن هناك بعض العناصر التي تمنع استخدام منظمات النمو في مجال مكافحة الآفات الزراعية ، مثل انخفاض مستوى ثبات معظمها في البيئة ، ولو أن التجهيز الجيد للمستحضرات قد أحرز تقدمًا مع مركبات البنزويل فينيل يوريا ومشابهات هرمون الشباب ، بحيث ظهرت مركبات تتمتع بثبات بيئي عال . وقد يساعد ذلك في انتشار استخدام هذه المركبات ضد الآفات الزراعية . وهناك بعض منظمات النمو الحشرية ، مثل البنزويل فينيل يوريا لها تأثير عام غير متخصص ، بينما تعمل مشابهات هرمون الشباب ببطء وخلال فترات معينة حساسة ( النافذة ) في تاريخ حياة الحشرة . وقد يعوق التخصص الشديد لمشابهات هرمون الشباب مجال تسويقها ، رغم بقائها في السوق بشكل فعال لفترة طويلة ، حيث إنها لا تخلق مشاكل من ناحية المقاومة . والأمر الآن يتطلب فكرًا جريئًا حتى يصبح لهذه المركبات جانب تطبيقي هام في ظل استراتيجية التحكم المتكامل للآفات .

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشؤون الفكرية يستعد لافتتاح موكب سقّاء عاشوراء في النجف الأشرف

المجمع العلميّ يُجري اختبارات نظريّة وتطبيقيّة لطلبته في قضاء الحمزة الشرقيّ

لطلبتها وملاكاتها جامعة الكفيل تواصل تنظيم الورشة التدريبية للإسعافات الأولية استعدادًا لزيارة الأربعين

مصنع الجود للمحاليل الوريدية: نحرص على إنتاج دواءٍ آمن وفعّال بأيدٍ وطنيّة دعمًا للقطّاع الصحي العراقي

المزيد

الآخبار الصحية

"شعور لا مفر منه" في الحياة يهدد حياة الملايين بالموت المبكر!

أعراض للخرف قد تظهر في المشي.. كيف نكتشفها؟

ماذا يحدث لسكر الدم عند شرب القهوة؟

سرطان القلب.. لماذا يعد من أندر أنواع السرطانات؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

صهر أردوغان يطلق منصة تواصل جديدة.. تنافس فيسبوك ؟!

غوغل تطلق "مرشد الويب" لتنظيم نتائج البحث بالذكاء الاصطناعي

بعد 20 عاما.. رصد أصغر أفعى في العالم مجددا في بربادوس !

ذكر أم أنثى؟.. دراسة تنسف الاعتقاد الشائع حول جنس المولود

المزيد

مواضيع ذات صلة

مقاومة الأعداء الحيوية للمبيدات

وراثة مقاومة الحشرات لفعل المبيدات

مقاومة الآفات للمبيدات Resistance of Pests against pesticides

مشاكل التوسع في استخدام المبيدات

مخاليط المبيدات ( الفلسفة والمستقبل )

مثبطات التطور الحشرية Insect Development Inhibitors

مبيدات بيض الآفات Ovicides

مانعات التغذية (المواد التي تمنع تغذية الآفات على النبات) Antifeedants

كيفية وصول المبيدات للتربة الزراعية (بعض مظاهر سلوك المبيدات في التربة)

سلوك المبيدات في التربة ومصيرها (بعض مظاهر سلوك المبيدات في التربة)

حقيقة وتشخيص مقاومة الحشرات لفعل المبيدات الحشرية

حركة المبيدات في البيئة