1-3 آفات (سم)2-3 سم

چه ارتباطی بین سموم و مقاومت

حشرات وجود دارد؟

مهندس روح ا… حاجی مظفری، کارشناس شرکت خدمات حمایتی کشاورزی

  • حشرهکشهای فسفره مصنوعی، مولکولهای آلی حاوی فسفرند که همزمان با جنگ جهانی دوم، توسط آلمانیها به عنوان گازهای جنگی سنتز شدند و سپس به خاصیت حشرهکشی آنها پی برده شد. تاکنون بیش از 100 ترکیب از این سموم به بازار آمده است که میتوانند از راههای مختلف روی حشرات اثر بگذارند

 

  • با کشف سم DDT و استفاده از آن برای از بین بردن حشرات، سازمان جهانی بهداشت، این ماده را »گلوله سحرآمیز «نامید و ادعا کرد که با داشتن آن میتواند به ریشهکنی بسیاری از بیماریها، از جمله بیماری مالاریا بپردازد، اما این ادعا با بروز مقاومت به سموم در حشرات با شکست مواجه شد

تاریخچه استفاده از سموم

طی تاریخ، بعضی بندپایان به عنوان دشمن انسان در جهت کاهش محصولات کشاورزی و ناقل بیماری‌ها شناخته شده‌اند و انسان از بدو پیدایش و به ویژه از آغاز تمدن، همواره به دنبال روش‌های مقابله با این دشمنان بوده است. در گذشته‌های دور، انسان از مواد طبیعی موجود، مانند مواد معدنی و گیاهی برای مبارزه استفاده می‌کرد. لازم به ذکر است که تا قبل از شروع جنگ جهانی دوم، اکثر مواد شیمیایی استفاده شده علیه آفات از مواد معدنی همچون ارسنیک و گوگرد مشتق می شدند و به طور همزمان، استفاده از گیاهانی همچون گل پیرتروم، نیکوتین و روتنون نیز مرسوم بود. دهه 1940 آغازی برای «انقلاب حشره‌کش‌ها» بود.

در آن هنگام، سم DDT در سطح وسیعی به عنوان حشره‌کش مورد استفاده قرار گرفت. خاصیت حشره‌کشی این ماده توسط «Paul Muller» در سال 1939 کشف شد که به سبب این کشف و استفاده از آن در کنترل بسیاری از بیماری‌ها، جایزه صلح نوبل سال 1948را از آن خود ساخت و متعاقباً این سم در سطح وسیع‌تری تولید و مصرف گردید و تولید صنعتی سایر سموم نیز ادامه یافت.

با کشف سم DDT و استفاده از آن برای از بین بردن حشرات، سازمان جهانی بهداشت، این ماده را «گلوله سحرآمیز «نامید و ادعا کرد که با داشتن آن می‌تواند به ریشه‌کنی بسیاری از بیماری‌ها، از جمله بیماری مالاریا بپردازد، اما این ادعا با بروز مقاومت به سموم در حشرات با شکست مواجه شد.

طبقهبندی سموم

سموم را براساس منشأ و مواد شیمیایی موجود می‌توان به گروه‌های زیر طبقه‌بندی کرد:

1-سموم کلره

(Organochlorine compounds)

این گروه از سموم در طیف وسیعی علیه آفات و حشرات موذی، مورد استفاده قرار گرفته است. از مهم‌ترین سمومی که در این گروه قرار دارد، می‌توان به دیکوفول،BHC ، دیلدرین،DDT، آلدرین، کلردان، هپتاکلر و اندوسولفان اشاره کرد که مهم‌ترین خصوصیات این سموم نیز پایداری طولانی آنها در محیط و طیف وسیع حشره‌کشی آنها است.

2-سموم فسفره

(Organophosphate insecticides)

حشره‌کش‌های فسفره مصنوعی، مولکول‌های آلی حاوی فسفرند که همزمان با جنگ جهانی دوم، توسط آلمانی‌ها به عنوان گازهای جنگی سنتز شدند و سپس به خاصیت حشره‌کشی آنها پی برده شد. تاکنون بیش از 100 ترکیب از این سموم به بازار آمده است که می‌توانند از راه‌های مختلف روی حشرات اثر بگذارند.

از مهم‌ترین سموم این گروه می‌توان به مالاتیون، پاراتیون، دیازینون، سیستوکس، متاسیستوکس، متیل، فنتیون و فیتروتیون اشاره کرد. خاصیت ابقایی این سموم در مقایسه با سموم کلره کمتر است.

3-کاربامات‌ها (Carbamates)

این گروه از سموم از نظر مکانیسم عمل روی حشرات، شبیه سموم فسفره هستند. از مهم‌ترین سمومی که در این گروه قرار دارند، می‌توان کارباریل، پرویوکسور و فورادان آلدیکارپ را نام برد.

4-سموم پایروتروئید

(Pyrethroid insecticides)

این گروه از سموم، نسل جدیدی از حشره‌کش‌ها را به وجود آورده‌اند. منشأ این گروه از سموم، گل پیرتر و مبدأ آن ایران و از نظر ساختمان شیمیایی، استریک اسید و الکل هستند.

در دهه 1950 این گروه به صورت مصنوعی سنتز شدند. اولین گروه از این سموم که به بازار عرضه شدند، در مقابل نور سریعاً تجزیه می‌شدند. متعاقباً روی فرمول شیمیایی آنها کارهای فراوانی انجام پذیرفت و سمومی به بازار عرضه شد که خاصیت ابقایی بیشتری در طبیعت داشتند. هم اکنون این سموم، بیشترین استفاده را در کنترل حشرات خانگی و آفات کشاورزی به خود اختصاص داده‌اند.

مهم‌ترین پایروتروئیدها شامل آلترین، بیوآلترین، رزمترین، بیورزمترین، پرمترین، سایفلوترین، دلتامترین، سایپرمترین، لمبداسیهالوترین و فنترین هستند. هم‌اکنون سموم فوق را در کنترل ناقلین مالاریا به صورت‌های سمپاشی ابقایی داخل منازل، سمپاشی فضایی و استفاده از پشه بندهای آغشته به سموم به کار می‌برند.

5-سایر سموم جدید

علاوه بر چهار گروه اصلی که قبلاً توضیح داده شد، هم اکنون انواع و اقسام سموم از گروه‌های مختلف به بازار عرضه شده‌اند که مکانیسم عمل آنها ممکن است با گروه‌های قبلی متفاوت باشد. از جمله می‌توان به Biopesticides اشاره کرد که از سم حاصل از باکتری Bacillus thuringiensis علیه آفات استفاده می‌شود. گروه دیگری به نام‌های تنظیم کننده رشد حشرات (ICRS) به بازار عرضه شده‌اند که مکانیسم عمل آنها روی حشرات همانند هورمون‌های جلداندازی و جوانی حشرات است. از مهم‌ترین نمونه‌های این گروه می‌توان به متوپرن و دیفلوبنزورون اشاره کرد. ترکیبات جلب‌کننده حشرات، ترکیبات دورکننده حشرات، عقیم‌کننده‌های شیمیایی و فرمون‌های حشرات نیز جهت کنترل به بازار عرضه شده‌اند.

مکانیزم عمل سموم روی حشرات

(Mode of action of insecticides)

اکثر سموم که در چهار گروه اصلی توضیح داده شد، روی سلول و سیستم عصبی اثر می‌گذارند. به طور کلی می‌توان گفت که سموم کلره و پایروتروئید از گروه Axonic هستند و روی کانال‌های یونی سیستم عصبی (Na,K) اثر سوء دارند و باعث اختالات در ورود و خروج این یون‌ها به داخل و خارج سیستم عصبی می‌شوند. سموم فسفره و کاربامات از گروه Synaptic اند و روی آنزیم استیل کولین استراز، اثر می‌گذارند.

لازم به توضیح است که براساس اطلاعات جدید، این قاعده کلی نیست و ممکن است مکانیسم‌های اثر جدیدی نیز روی حشرات اعمال شود.

مفهوم مقاومت به سموم در حشرات

قدمت حشرات به 350 میلیون سال برمی‌گردد. طی این قرون متمادی، حشرات با طبیعت به صورت Coevolution زندگی می‌کردند. از زمانی که انسان در صدد مقابله با حشرات برآمد از اسلحه‌ای به نام سموم استفاده کرد. تاکنون بیش از هزاران ترکیب شیمیایی، تولید و علیه حشرات به کار برده شده و بدیهی است حشرات نیز برای مقابله با این فشار طبیعی که به وسیله انسان هدایت شده است، مکانیسم‌هایی را برای بقای خود و نسل‌های آینده به کار برده‌اند. انتخاب طبیعی به صورت بطئی در طول تاریخ بین حشرات و محیط اتفاق می‌افتد. با کشف سموم و استفاده از آن در کنترل حشرات در حقیقت روند انتخاب طبیعی‌‌
(selection Natural)  توسط انسان با شتاب فوق‌العاده‌ای به پیش رفته است. تعریف مقاومت از نظر سازمان جهانی بهداشت بدین صورت است: «توانایی بقای یک حشره به غلظتی از سم که قبلاً توسط آن غلظت کاملاً از بین می رفت، بستگی دارد.»

این توانایی بقا به صورت ارثی به نتایج بعدی انتقال می‌یابد. تاکنون گزارش‌های متعددی از مقاومت به سموم در انواع و اقسام حشرات ارائه شده است.

مشکلات مقاومت به سموم در حشرات

1-مقاومت به سموم در حشرات باعث بقای حشره در طبیعت و در نهایت، ادامه خسارت اقتصادی و بهداشتی خواهد بود.

2-مقاومت در حشرات باعث افزایش غلظت سم برای کنترل بهتر حشرات می‌شود و در نتیجه از نظر اقتصادی، بار مالی بیشتری را برای انسان دارد و آلودگی محیط زیست را نیز افزایش می‌دهد.

3-استفاده بیشتر از سموم باعث آلودگی محیط‌زیست می‌شود و موجودات غیرهدف، مثل حشرات مفید و موجوداتی را که در سیر تکاملی جانوران و طبیعت نقش اساسی دارند نیز از بین می‌برد.

4-سموم استفاده شده، وارد چرخه تغذیه انسان و حیوانات می‌شود و سبب ایجاد و ناهنجاری‌های متفاوتی می‌گردد.

5- مقاومت به سموم، انسان را به سرمایه‌گذاری در جهت کشف سموم جدید وادار می‌کند که این مسئله کاملاً مقرون به صرفه نیست.

6-مقاومت به سموم در حشرات باعث بازپدیدی بیماری‌های مختلفی که توسط حشرات به انسان منتقل می‌شوند، گردیده است. به طور مثال؛ بازپدیدی و تداوم مالاریا، یکی از نمونه‌های بارز مقاومت پشه آنوفل به سموم است.

مکانیسم‌های مقاومت به سموم در حشرات

استفاده مداوم از سموم علیه حشرات طی سال‌های متمادی باعث انتخاب طبیعی و مقاومت حشرات به سموم شده است. انسان با انواع و اقسام سموم به جنگ با حشرات پرداخته است و حشرات نیز برای مقابله و فرار از این هجوم، سپرهایی را در جهت بقا به کار برده‌اند که در جای خود قابل بحث خواهد بود. به طورکلی، مکانیسم‌های

مقاومت به سموم به طور اختصار به شرح ذیل است.

1-کاهش نفوذ سم

Reduced Penetration

در این نوع مقاومت، تغییراتی در جلد حشره به وجود می‌آید که از نفوذ سم به داخل بدن آن ممانعت می‌کند. ممانعت از ورود سریع سم به داخل بدن حشره، فرصت کافی را برای سایر مکانیسم‌های مقاومت فراهم می‌آورد. مثال‌های متعددی از این نوع مقاومت و همچنین ژن‌های مسئول، در مگس خانگی گزارش شده است.

2-مقاومت از طریق شکست سم توسط آنزیم‌های حشره

(Metabolic resistance)

در این نوع مقاومت، آنزیم‌های موجود در بدن حشره یا آنزیم‌هایی که بر اثر تماس با سم در بدن موجود افزایش یافته‌اند، تغییر کمی و کیفی می‌یابند و باعث شکسته شدن سم و خنثی شدن آثار آن می‌شوند. سه گروه از آنزیم‌ها در مقاومت به انواع و اقسام سموم دخیل‌اند که به اجمال می‌توان به آنزیم‌های ذیل اشاره کرد:

Function – S – transferees – Glutathione- Esterase’s, Mixed oxidases

این گروه از آنزیم‌ها در فعل و انفعالات مهم شیمیایی که باعث شکسته شدن سموم می‌شوند، مشارکت دارند.

3-تغییر در سیستم هدف در حشرات

(Target site insensitivity)

همان‌گونه که قبلاً اشاره شد، مکانیسم عمل سموم روی حشرات، اکثراً روی سیستم عصبی است. در این نوع مقاومت که از بدترین مکانیسم‌های مقاومت در حشرات است، حشره با تغییر در ساختمان اهداف سموم (که اکثراً کانال‌های یونی هستند) باعث عدم اثربخشی آنها می‌شود؛ به طور مثال؛ حشره با تغییر در تعداد کانال‌های یونی سدیم و پتاسیم و کاهش آنها باعث مقاومت می‌گردد. علاوه بر این، تغییرات شیمیایی در واحدهای ساختمانی و مولکولی حشرات باعث کاهش affinity  سم در محل هدف و ایجاد مقاومت می‌شود. مقاومت به سموم فسفره نیز باعث تغییر ساختمانی آنزیم «استیل کولین استراز «می‌شود و لذا سم به آنزیم نمی‌چسبد که در نهایت، عارضه عدم انتقال پیام‌های عصبی روی نخواهد داد.

4-تغییرات رفتاری

(Behavior change)

تحریک‌پذیری خیلی از سموم باعث دوری حشره از تماس با سم یا وارد نشدن آن به مکان‌های سمپاشی شده، گردیده است. این نوع مکانیسم مقاومت در حقیقت، حاصل تغییرات فیزیولوژیکی بدن است. تغییرات رفتاری حشرات باعث عدم تأثیرپذیری سم روی حشره و باعث شکست کنترل بیماری‌های منتقله توسط حشرات در دنیا

شده است.

5-دفع سم (excretion)

دفع سم یکی از مکانیسم‌های مقاومت به سموم در حشرات است. بدین معنی که سم بدون جذب شدن از طریق مقعد حشره دفع می‌شود.

عوامل مؤثر بر مقاومت به سموم

مقاومت حشرات به سموم در طبیعت، یک مسئله چندبعدی است و به آثار متقابل عوامل مختلف بستگی دارد. این عوامل عبارتند از:

1-عوامل ژنتیکی، مانند جهش و فراوانی ژن‌های غالب مقاومت

2-عوامل تولیدمثلی، مانند تعداد نسل در سال، اندازه جمعیت حشرات، تعداد جفت‌گیری، بکرزایی و …

3-عوامل رفتاری اکولوژیکی، مانند مهاجرت حشرات، فرار از حشره‌کش، اثر مواد طبیعی و آنزیم‌های شکننده سم و عادات درون‌خواری و برون‌خواری

4-عوامل سمپاشی، مثل سابقه استفاده از سموم، قسمتی از جمعیت که تحت تأثیر سم قرار می‌گیرند، غلظت حشره‌کش استفاده شده، خاصیت ابقایی سم، راه تماس و مرحله‌ای از رشد حشره که در تماس با سم قرار می‌گیرد، آثار متقابل سموم یا عوامل کنترل‌کننده محیطی، استفاده از مخلوط دو سم، الگوی سمپاشی و رهاسازی

حشرات نر عقیم.

راه‌های مقابله با مقاومت در حشرات

به منظور استفاده بهینه از سموم و برای مقابله با مقاومت، لازم است که قبل از بروز مقاومت به سموم، راهکارهای مناسبی در جهت مقابله با این مسئله ارائه شود که سازمان جهانی بهداشت، اقدامات ذیل را بدین منظور پیشنهاد داده است.

1-تغییر غلظت حشره‌کش و دفعات سمپاشی

2-استفاده از سموم در مواقع ضروری و به صورت منطقه‌ای

3-استفاده از سموم در جایی که اپیدمی حاصل می‌شود

4-استفاده از سموم با خاصیت ابقایی کمتر

5-استفاده از سموم برای کنترل بخشی از سیکل زندگی حشره، مثل لارو یا حشره کامل

6-استفاده از مخلوط دو سم

7-جایگزینی سموم

8-استفاده از سموم به صورت Rotation

9-استفاده از فرمولاسیون‌های مناسب سموم

10-استفاده از سینرژیست‌ها

11-عدم استفاده از سموم کندرها

12-کشف سم جدید با مکانیسم عمل متفاوت

13- استفاده از روش‌های کنترل غیرشیمیایی

منابع در دفتر مجله موجود است.

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن