العاقمات الكيمياوية Chemoster lants

وهي المواد الكيمياوية التي تعمل على خفض او منع القدرة على التكاثر في الحشرات المعاملة وهي قد تؤثر على أحد الجنسين او كلا الجنسين وتأثيرها قد يكون مؤقتاً او دائمياً. وتتوفر حالياً مجموعة كبيرة من المواد الكيمياوية التي تقلل من قوة التكاثر في الحشرات ومعظمها يسبب عقماً دائمياً لأنواع كثيرة من الحشرات عند معاملتها به عن طريق التغذية او الملامسة ودون التأثير على خاصية التزاوج او طول فترة الحياة وهي بذلك تستطيع منافسة الحشرات الطبيعية وبالتالي تقلل من فرص التكاثر. ان الاهتمام بالعاقمات الكيمياوية بدأ في الستينات وارتبط بالطرق الحديثة لمكافحة الحشرات حيث اشتغل العديد من الباحثون في اكتشاف مواد كيمياوية تسبب عقماً في اناث حشرة الدروسوفلا عن طريق تأخير نمو المبايض تلا ذلك اكتشاف العديد من هذه المركبات مما ادى الى التوسع في هذا المجال خاصة وان لاستخدام العاقمات الكيمياوية في المكافحة العديد من المميزات منها:

1) التخصص: - حيث يمكن بهذه الطريقة احداث العقم في النوع الحشري المطلوب مكافحته دون التأثير على الانواع الحشرية الاخرى الموجودة في البيئة.

2) الحفاظ على الاعداء الحيوية والحشرات النافعة الاخرى.

3) امكانية استخدام الحشرات في المكافحة الذاتية الحيويةAutocidal biological control.

4) امكانية استخدام هذه الطريقة بفاعلية في السيطرة على المجاميع الحشرية الموزعة في مساحات شاسعة.

متطلبات نجاح استخدام العاقمات الكيمياوية

ان ضمان نجاح استخدام العاقمات الكيمياوية في مكافحة الآفات الحشرية يتطلب توفر ما يأتي:

1) امكانية تربية اعداد كبيرة من الحشرات السليمة وبتكاليف مقبولة.

2) يلزم ان تكون طريقة التعقيم التي تجري للحشرات متطورة وبشكل لا تؤدي الى حدوث تأثيرات عكسية تمس نشاطها الجنسي او قدرتها على التنافس بينها وبين الذكور الطبيعية عند اطلاقها في الطبيعة.

3) ضرورة تطوير طرق تربية ونشر الحشرات العقيمة لزيادة كفاءة الطريقة في خفض اعداد الآفة الحشرية.

4) يراعى الا تكون للحشرات العقيمة المطلوب نشرها بإعداد كبيرة تأثيرات ضارة على المحصول في البيئة او ان تكون مزعجة بشكل كبير.

مجاميع المواد الكيمياوية العاقمة للحشرات

تختلف المركبات الكيمياوية العاقمة في تركيبها الكيمياوي وعلى هذا الاساس يمكن تقسيمها الى المجاميع الآتية:-

1) مجموعة المركبات المضادة للتمثيل الحيوي Antimetabolites

 وهي مركبات شبيهة بالمواد النشطة بيولوجياً لذلك فأن عمليات التمثيل الحيوي في جسم الكائن الحي لا تستطيع التمييز بين المادتين وتستعمل المادة المضادة بنفس الطريقة كالمادة الطبيعية فمثلاً وجد ان مادة Fluorouracil - 5 يمكن ان تحل محل نسبة كبيرة من مادة اليوراسيل الطبيعية في مادة الـ RNA للبكتريا عند تنميتها في بيئة تحتوي على تلك المادة، كذلك فان مادة ال aminopterin المشابهة لحامض الـ Folic تتداخل في تكوين فيتامين ب المركب في الكائنات الراقية.

2) المركبات المضيفة لمجاميع الألكيل

وهي مجموعة من المواد القادرة على احلال مجاميع الالكيل محل ذرة الهيدروجين في الجزيء وتمتاز هذه المجموعة بنشاطها العالي واتحادها السريع مع انواع مختلفة من المركبات الكيمياوية والكيمياوية الحيوية وتحتوي على عدد مختلف من مجاميع الالكيل، وقد لوحظ ان لعدد مجاميع الالكيل تأثيراً على كفاءة المركب في احداث العقم وعليه يمكن تقسيم المركبات الالكيلية بحسب عدد مجاميع الالكيل الى ما يأتي:

أ) مركبات وحيدة التأثير Mono functional: - وهي ذات مجموعة الكيل واحدة ومنها مركبات ال Ethylene amine.

ب) مركبات ثنائية التأثير Bifunctional:- وتحوي مجموعتي الكيل منها مركب الـ Morzid

وهو عبارة عن مادة بلورية بيضاء لها رائحة الثوم، درجة انصهاره 75-77 °م قليل الذوبان في الماء ويذوب بسهولة في البنزين، والتولوين والأيثر البترولي ويتحلل في الوسط الحامضي وهو ثابت في الوسط المتعادل ويعمل على ايقاف عملية تكوين الاحماض النووية.

ج) مركبات ثلاثية التأثير Trifunctional:- وتضم ثلاثة مجاميع الكيل ومنها المركب Tepa.

وهو عبارة عن مادة صلبة بلورية عديمة اللون والرائحة وتنصهر على درجة 41 °م، تذوب في الماء كما تذوب تماماً في الكحول والايثر والاسيتون وهي ثابتة الى حد كبير على درجة حرارة الغرفة لمدة 6 أشهر وقد أظهر هذا المركب قدره على تثبيط تكوين الحامض النووي.

د) مركبات رباعية التأثير Tetra functional: - وتحوي أربعة مجاميع الكيل ومنها المركب Aphamide.

هـ) مركبات سداسية التأثير Hexa functional وتضم ست مجاميع الكيل ومنها المركب Apholate.

وهو مادة صلبة بلورية بيضاء اللون، عديمة الرائحة وتنصهر على درجة 155°م وتذوب في الماء بنسبة 20% وفي الكحول بنسبة 70% ويمكن حفظ محلولها على درجة صفر لمدة شهرين دون انخفاض في تأثيرها العاقم كما أظهرت الدراسات قدرة هذا المركب على تثبيط عملية تكوين ال DNA وأنزيم ال Lactic dehydrogenase في بيض الذباب المنزلي كما يقلل هذا المركب نشاط أنزيم الـ Alkaline phosphatase في الغدد التناسلية لبعض حشرات حرشفية الأجنحة أضافة الى تسببه في خمول الحيوانات المنوية لبعوض الـ Aedes.

3) القلويدات Alkaloids: - وهي مجموعة من المركبات التي لم تلق نجاحاً في مجال العاقمات الكيميائية على الرغم من انها اظهرت قدره على أحداث الكسر الكروموسومي، كما أظهرت كفاءتها كمسببات للطفرات في ذبابة الدروسوفلا ومنها مركبات الـ Lasiocarpine ، Monocrotaline ، Heliotrine ويعد مركب ال Colchicine من أكثر المركبات استعمالاً حيث يمنع انقسام الخلايا وذلك لتأثيره على الخيوط المغزلية للكروموسومات وهذا المركب له القدرة على أحداث العقم في الأناث.

4) البيروكسيدات Peroxides:- من المعروف أن للبيروكسيدات الهيدروجينية القدرة على احداث الطفرات في معظم الكائنات الحية مع انها لم تثبت كفاءتها ضد ذبابة الدروسوفلا حيث تقوم الأنزيمات بهدمها سريعاً داخل جسم الحشرة كما لوحظ أن للبيروكسيدات العضوية قدرة على احداث الطفرات الجينية في ذبابة الدروسوفلا.

5) مركبات من مجموعات كيمياوية مختلفة Miscellanous

 وتضم عدد من المركبات المختلفة التركيب الا أن لها تأثيراً عاقما جيداً ومن هذه المركبات مجموعة المركبات المحتوية على الـ Diethyl amine وهي مشابهة لمركبات الأزيريدين ومن مركبات هذه المجموعة ما يأتي: -

أ) مركب Hempa

ويوجد بشكل سائل أبيض له رائحة الأمين ويغلي في درجة 70 °م يذوب في الماء وجميع المذيبات القطبية وغير القطبية وهو ثابت تحت ظروف التخزين العادية.

ب) مركب Hemel

وكلا المركبين يعدان مواد عاقمة للذكور وتأثيرهما السام على الثدييات ضعيف وهما ليسا من المواد المضيفة للالكيل. علاوة على ذلك فقد أظهرت بعض المبيدات الفسفورية تأثيراً واضحاً على انخفاض الكفاءة التناسلية لدودة ورق القطن كما انخفضت أعداد البويضات بالأنابيب المبيضية نتيجة المعاملة.

6) مركبات القصدير العضوية Organotins:- وتضم بالدرجة الاساس مشتقات القصدير ثلاثية الفينيل ومن أهمها:-

أ) مشتقات هيدروكسيد القصدير.

ب) الكيل القصدير.

ج) كبريتيد ثنائي القصدير ثلاثي الفينيل.

وجميع هذه المركبات تشترك في احتوائها على ثلاثة مجاميع فينيل مرتبطة بذرة القصدير علاوة على وجود مجموعة رابعة سهلة الانفصال ولهذه المركبات خاصية أحداث العقم في كلا الجنسين الا أن الاناث تتأثر بتركيزات أقل من التركيزات التي تتأثر بها الذكور والتركيب العام لهذه المركبات هو: -

حيث أن R = مجموعة ester ، hydroxide ، halide أو sulfide

ميكانيكية عمل العاقمات الكيمياوية

تختلف طريقة عمل المواد العاقمة الكيمياوية بحسب نوع المادة الكيمياوية والمجموعة التي تنتمي اليها وكما يأتي: -

1) بالنسبة للمركبات المضادة للتمثيل Antimetabolites

ذلك أظهرت الدراسات أن تغذية الحشرات الكاملة للذبابة المنزلية على مركب الـ Florouracil يسبب عقماً مؤقتاً وسبب. يرجع الى أن هذا المركب يرتبط بالحامض النووي RNA في بيض الذباب المنزلي حيث لوحظ وجود علاقة عكسية بين الكمية الموجودة من مركب الـ Florouracil ودرجة حيوية البيض ودليل ذلك أنه باختفاء هذه المادة من البيضة ترجع لها حيويتها مرة أخرى.

2) بالنسبة للمواد المضيفة لمجاميع الألكيل Alkylating agents

أن طريقة تأثير هذه المجموعة من المركبات مازال غير مؤكد لحد الآن. الا أنه يمكن حصر طريقة عمل هذه المواد على أساس أنها تستطيع التفاعل مع ثلاثة مجاميع أساسية فعالة تعد من المكونات الخلوية الهامة وهي: -

أ) مجاميع الكبريتيد.

ب) مجاميع الهيدروكسيل.

جـ) مجاميع الأمين.

وتختلف المواد المضيفة للالكيل في درجة تفاعلها مع المجاميع السابقة الا أنه عند دراسة تأثير هذه المواد على الحيوان المنوي في الذكور المعاملة وجد أنها لا تؤثر على حركته أو قدرته على دخول البويضة اي أن هذه المواد لا تتداخل مع العوائل المنتجة للطاقة في الحيوان المنوي الا أن تأثيرها يظهر بعد فقس البويضة، وعادة تكون اليرقات الناتجة غير طبيعية وتموت قبل التعذير وهذا يدل على أن تأثير هذه المواد يكون على نواة الحيوان المنوي وهي الجزء الذي يحمل الصفات الوراثية، وعند دراسة تأثير مادة ال Apholate على مستوى الـ DNA في البيض الناتج من حشرات معاملة وجد أنه منخفض جدا وانخفاض كمية ال DNA في البيض يكون مصحوباً عادة بفقد قدرة البيض على تكوين أنزيم أكسدة حامض اللاكتيك Lactic acid dehydrogenase إلا أنه لا يوجد دليل فيما اذا كانت المواد المضيفة لها تأثير مباشر أو غير مباشر على تكوين الـ DNA في البيض.

التمثيل الحيوي للعاقمات الكيمياوية

 في إحدى الدراسات الخاصة بالتمثيل الحيوي للعاقمات الكيمياوية وجد ان ذكور حشرة الذبابة المنزلية التي حقنت بمركب c4 tepa أمكنها تمثيل 80% من المادة الكيمياوية خلال 24 ساعة، بينما وجد أن اناث نفس الحشرة أمكنها تمثيل 90% من مركب metepa – p32 وأن سرعة تمثيل هذه المركبات يختلف باختلاف النوع الحشري المستخدم. أما نواتج التمثيل فهو حامض الفوسفوريك بصورة رئيسة مع وجود نواتج تمثيل أخرى غير معروفة.