مقاومة الحشرات

تعد الحشرات من أنجح الاحياء على الأرض نظراً لقابليتها العالية على التأقلم مع الظروف الطبيعية والمستجدة في بيئتها. وعدم تسجيل مقاومة لسموم B. thuringiensis  (Bt) منذ عشرات السنين من الاستعمال يعود الى ان السم لا يدوم طويلا في الحقل ولكن هذا الوضع قد يتغير بشكل كبير عند هندسة النباتات وانتشارها ولعدة أجيال مما يعني ان الحشرات ستتعرض سنويا او موسميا للسم الموجود في النباتات وبذلك يشكل السم ضغطا انتخابيا عليها وبالتالي سيؤدي الى نشؤ وتطور المقاومة.

ومسالة إطالة التعرض للسم وكونه سببا في نشؤ المقاومة سجلت في السلالات المختبرية ففي احدى التجارب استعمل المبيد Dipel الحاوي على السم cry 1A وهو مستحضر تجاري من البكتريا Bt ssp kurstaki ضد الحشرة Plodia interpunctello بوضعه في الطعام، وادى الاستعمال الأول الى قتل 70 – 90% من اليرقات، وبعد جيل ازدادت المقاومة الى 30 ضعف ولكن بعد 15 جيل وصلت المقاومة الى 100 ضعف وبقيت المقاومة ثابتة في الحشرات حتى بعد ابعاد المبيد واستورثت الصفة كصفة متنحية، وكانت المقاومة في الحشرات المستعملة متخصصة بالسم المستعمل في التجربة وليس السموم الاخرى، وكانت ناتجة من قلة ألفة ارتباط السم الى المستلمات الخلوية.

وتجارب اخرى مشابهة اشارت الى تطور المقاومة للسم cry1 Ab ولكن السلالات المقاومة أصبحت حساسة جدا للسم cry Ca اذ ازدادت قابلية السم للارتباط الى الخلايا والسم الاخير لم يكن ضمن تشكيلة السموم المستعملة. ونشأت المقاومة أيضاً للسم الذي نقل الى البكتريا Ps. Fluorescens بحيث زادت المقاومة بعد 7 أجيال الى 20 ضعف وفي الجيل الحادي عشر كانت المقاومة قد ارتفعت الى 71 ضعف، ويمكن حث المقاومة في المختبر الى 1000 – 2000 ضعف. وفي النباتات المهندسة وراثيا مثل نبات التبغ لوحظت المقاومة في يرقات الحشرات التي تصيبه، اذ تحوي أنسجة النبات على 0.007 – 0.01 % من السم الذائب cry 1Ab. والمقاومة ليس بالضرورة تكون ناتجة عن فقدان قابلية السم للارتباط بالمستلمات الخارجية وانما توجد آليات اخرى. وفي العموم تكون صفة المقاومة في الحشرات صفة متنحية ولو جزيئا. وفي الحقل فان حالات المقاومة المسجلة قليلا خاصة في الحقول المثقلة بالإصابة، ولكن ما سجل اظهر حصول مقاومة متداخلة خاصة للسموم التي لها تشابه في توالي الحوامض الامينية في الجزء المؤثر (الطرف الاميني) الذي يرتبط الى المستلم.

وكن المؤمل ان لا تظهر المقاومة في الحشرات لسموم البكتريا ولكن الزيادة وتكرار استعمال المستحضرات نفسها يؤدي الى ظهور المقاومة.

الوسائل الممكنة لمنع المقاومة

كما ذكر أعلاه ان الحشرات يمكن ان تطور المقاومة للسموم بشكل كبير ولذلك كان لابد من وضع الخطط للتعامل مع هذه المقاومة. وهذه الخطط وضعت بالاعتماد على الدراسات النظرية وبرامج الحاسوب لتحديد وتقييد نمو المجموع الحشري ومنها :

• عند هندسة النباتات يفضل ادخال أكثر من سم على ان تؤثر بأساليب مختلفة للتقليل من احتمالية تطور المقاومة في الحشرات.

كما يفضل ان تدخل الجينات الى أجزاء معينة من أنسجة النبات التي تكون أكثر حساسية للإصابة وبذلك تكون أجزاء معينة محمية مثل التعبير عن الجينات في جوز القطن حديثة التكوين.

كما يمكن ان يصمم النبات المهندس بحيث يعبر عن الجينات تحت ظروف معينة اي وضع جينات السم أمام ممهدات مستحثه تعمل عند رش النبات بمواد كيماوية حاثة، وبذلك يكون للفلاح الخيار في التعبير عن سموم Bt عندما تصل الاصابة الى مستوى من الشدة تكون مدمرة اقتصاديا.

يصمم النبات لإنتاج كميات كبيرة من السم تقضي على الحشرات متباينة الزيجة Heterozygous لان صفة المقاومة كما ذكر اعلاه تكون صفة متنحية.

• استعمال سموم متعددة في عمليات الرش، ولذلك تحضر المبيدات عادة من التخمرات التجارية الحاوية على عدد من السموم والأبواغ.
• استعمال الدورات الزراعية وسموم مختلفة من حيث الآلية والمستلمات التي تستعملها وهذا يضخم ظاهرة التآزر بين السموم من حيث التأثير مثل مساعدة السم الحال cyt 1A لتأثير السموم الأخرى.
• استعمال تراكيز عالية جدً وهذه تكون مكلفة اقتصاديا خاصة عند استعمال طريقة رش السموم.
• فضل وعزل المناطق المعاملة بالمبيدات الحشرية.

والنقطتان الاخيرة والتي تتضمن استعمال تراكيز عالية مع العزل ستؤدي للقضاء على أغلب الحشرات متباينة الزيجة اما المتبقي ستتزاوج مع الحشرات الحساسة من المناطق المجاورة الخالية من السموم ولذلك فان احتمالية نشؤ حشرات متجانسة الزيجة يكون بعيد الاحتمال، اي ان صفة التنحي ستؤخر ظهور المقاومة لعدة أجيال على الأقل.

ومثل هذه الوسائل والمقترحات يجب ان تكون مقبولة بالنسبة للعاملين في المراكز التقنية المزودة للمبيدات وكذلك شركات انتاج البذور والمشرفين على زراعة المحاصيل والمنظمين لها والفلاحين الذين يقومون بتنمية النباتات لتكون هناك شبكة عمل منسجمة.

التصنيف والتسمية الحديثة للسموم

نظراً لكثرة السموم التي تنجها Bt وعدم وجود نظام تصنيف وتسمية موحدة وخشية الاختلاط والالتباس قامت الجهات المختصة Bt. Pesticidal Crystal Protein Nomenclature Committee في مركز Bacillus Genetic Stock Center (BGSC) بإعادة تسمية وتصنيف السموم بالاعتماد على برامج الحاسوب الخاصة بعد وضع العلاقة التطورية للسموم الموضحة في الشكل (1).

شكل 1 : العلاقة التطورية لسموم Bt

واعتماد تسلسل الحوامض الامينية في بروتينات السم لتغير التسميات القديمة الى تسميات جديدة موحدة كما موضح في الجدول (1).

جدول 1 : التسميات الجديدة لسموم Bt

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .