مكافحة الآفات الحشرية باستخدام الإشعاع

وفيما يتعلق بتحديد نسل الحشرات، تُعدُّ تقنية الحشرة العقيمة من بين أكثر الأساليب المتاحة أماناً ورفقاً بالبيئة، لأنَّها تكفل حماية البيئة من خلال التقليل من استخدام المبيدات الحشرية. وبالإضافة إلى ذلك، فبالنظر إلى عجز الحشرات العقيمة عن التكاثر، فإنَّ هذا يتيح حلًّا بعيد الأمد لمشكلة الآفات دون المجازفة بإدخال أنواع غير محلية من الحشرات إلى النظام البيئي.

ومنذ خمسينات القرن الماضي، تُستخدم تقنية الحشرة العقيمة بنجاح في الجهود المبذولة عالميًّا من أجل مكافحة بعض أنواع الحشرات الضارة بصحة البشر والثروة الحيوانية، بما في ذلك الدودة الحلزونية للعالم الجديد وذبابة تسي تسي والبعوض الناقل للأمراض، وكذلك في مكافحة الآفات الحشرية التي تتسبَّب في إتلاف المحاصيل وتضرُّ بالتجارة الدولية، مثل ذباب الفاكهة والعثة.

تقنية العقم الموروث هي نوع من تقنية الحشرة العقيمة يختلف قليلاً عن النوع التقليدي لأنَّه ينطوي على تربية ذكور الحشرات وتعقيمها تعقيماً غير تام ثم إطلاقها في المنطقة المستهدفة للحد من قدرة الذكور البرية غير العقيمة على التزاوج. ورغم أنَّ ذكور الحشرات التي تُنتج وتُطلق في إطار هذه التقنية تتمتع بقدر من الخصوبة، فإنَّ كلَّ ذريتها تكون عقيمة تماماً.

وتُستخدم هذه التقنية في حالة بعض أنواع الآفات، مثل العث، حين لا يمكن تعقيم الذكور تماماً إلا باستخدام جرعات عالية للغاية من الإشعاع، وهو ما يمكن أن يؤدي إلى إضعاف الحشرات والانتقاص من قدرتها على التنافس على التزاوج مع حشرات العث البرية. ولذلك، تُطبَّق تقنية العقم الموروث التي تنطوي على استخدام جرعات أدنى كثيراً وأقل إضعافاً لذكور الحشرات بحيث لا تحد من فرصها في التزاوج، لكنها تؤدي في الوقت نفسه إلى إصابة ذريتها بالعقم الموروث.

وتكفل هذه التقنية عدداً من المزايا. فهي تمكِّن العلماء من استهداف أنواع الحشرات التي يتطلَّب تعقيمها جرعات عالية للغاية من الإشعاع. بيد أنَّ تطبيق هذه التقنية يؤدي إلى إصابة الإناث بالعقم التام بعد التشعيع، لأنَّ إناث العث عادة ما تكون أكثر حساسية للإشعاع. أما الذكور فلا تُصاب بالعقم إلا جزئيًّا بعد تشعيعها، لكنها تنجب نسلاً عقيماً تماماً. وكثيراً ما يؤدي إطلاق ذكور الحشرات العقيمة جزئيًّا، أي التي تورِّث نسلها العقم التام، إلى المساعدة على كبح أعداد الحشرات البرية بدرجة أكبر من إطلاق الذكور العقيمة تماماً في إطار النوع التقليدي من تقنية الحشرة العقيمة، لأنَّ الذكر العقيم جزئيًّا ينجب عدَّة ذكور عقيمة تماماً في الجيل التالي.

المكافحة البيولوجية هي أسلوب مكافحة يقوم على التربية المكثفة لكائنات معادية للآفات بطبيعتها ثم إطلاقها في البيئة لمكافحة تلك الآفات، مثل الحشرات المفترسة التي تتغذى على بيض الآفات ويرقاتها، أو أنواع الطفيليات التي تُعرف باسم أشباه الطفيليات والتي تضع بيضها داخل الحشرة المضيفة فتقتلها.

وخلافاً لتقنيتي الحشرة العقيمة والعقم الموروث، القائمتين على استخدام التقنيات النووية، فلا تُستخدم التقنيات النووية في المكافحة البيولوجية إلا لأغراض محددة. حيث يمكن استخدام الإشعاع من أجل زيادة إمكانية التطبيق وتعزيز الفعالية من حيث التكلفة والأمان فيما يتعلق بتربية الأعداء الطبيعيين للآفات وشحنهم ونشرهم. ويمكن أن يؤدي استخدام الإشعاع أيضاً إلى تحسين نتائج هذه الطريقة في المكافحة والتقليل من عدد القيود المرتبطة بها. وعلى سبيل المثال، يمكن استخدام الإشعاع للتقليل من تكلفة إنتاج عوامل المكافحة البيولوجية. ففي حالة أشباه الطفيليات، مثلاً، يمكن استخدام الإشعاع لإضعاف أساليب الدفاع الطبيعية لدى الحشرة المضيفة (أي الاستجابة المناعية) من أجل أجل زيادة معدلات تكاثر أشباه الطفيليات ومعدلات بقائها على قيد الحياة. وبالإضافة إلى ذلك، تساعد الإشعاعات على منع اكتمال نمو الحشرات المضيفة، بما يضمن ألا يخرج من الخادرات سوى أشباه الطفيليات. وفي الحالات التي تبقى فيها بعض الحشرات المضيفة على قيد الحياة، يضمن استخدام الإشعاع عقم هذه الحشرات ومن ثم تلافي المخاطرة بإطلاق حشرات مضيفة خصبة يمكن أن تتحول إلى آفات في البيئة الجديدة (انظر الرسم المعلوماتي أدناه). وفي السياقات المناسبة، يمكن أيضاً استخدام جرعات منخفضة من الإشعاع لتحفيز تكاثر بعض مفترسات الآفات التي يمكن استخدامها لتحسين فعالية المكافحة البيولوجية في البيئات التي لا تهدد فيها هذه المفترسات أي كائنات غير الحشرات المستهدفة.

وبالمثل، يمكن أن يساعد التشعيع على نقل الحشرات المفترسة وأشباه الطفيليات، التي تشيع الإشارة إليها باسم عوامل المكافحة البيولوجية. فأشباه الطفيليات، على سبيل المثال، يمكن أن تتطلب وجود حشرات مضيفة حتى تبقى على قيد الحياة أثناء النقل، في حين أنَّ الحشرات المفترسة قد تحتاج إلى أن تتغذى على حشرات أخرى. ولهذا السبب، كثيراً ما تُنقل عوامل المكافحة البيولوجية بصحبة "فرائسها الحشرية" أو بيض تلك الفرائس لتكون مصدراً لغذائها خلال النقل. بيد أنَّ الإصابة بأشباه الطفيليات لا تتحقق في حالة جميع الحشرات المضيفة المستخدمة، ولذلك ففي حال تمكَّنت هذه الحشرات المضيفة من البقاء على قيد الحياة بعد النقل ثم أُطلقت في البيئة فإنَّها سوف تتحوَّل إلى آفات. ومن ثم فإنَّ تشعيع هذه الحشرات المضيفة قبل النقل يضمن عدم إدخال آفات جديدة إلى المنطقة الخاضعة للمكافحة البيولوجية بطريق الخطأ.