نقش و تاثیر دی اکسید کربن در زندگی حشرات:
ارائه دهنده: آقای مهندس موسی سلیمانی - دانشجوی دوره دکتری حشره شناسی پزشکی
کربن یکی از عناصر مهم سازنده بدن موجودات زنده است که در بسیاری از فرایندهای بیوشیمیایی و متابولیکی بدن پستانداران شرکت می نماید و در نهایت بصورت دی اکسید کربن از طریق بازدم دفع می شود.گیاهان دی اکسید کربن را جذب می نمایند و در فرایند فتوسنتز ضمن فرآوری کربوهیدرات‌ها، اکسیژن تولید می کنند.
دی اکسید کربن حدود 45/. درصد از گازهای موجود در جو زمین را تشکیل می دهد. این گاز تاثیر فراوانی در رفتارهای تغذیه ای حشرات دارد به طوری که با استفاده از CO2 حشرات قادر به تشخیص منابع غذایی (میزبان) می باشند. تا کنون مطالعات زیادی در خصوص شناسایی و عملکرد دی اکسید کربن در راسته های مختلف حشرات از جمله Diptera, Lepidoptera, Isoptera, Coleoptera, Hymenoptera انجام شده است که به لحاظ اهمیت پزشکی و کشاورزی، عمده این بررسی ها متعلق به دو راسته دوبالان و پروانه ها می باشد.
اندامک های حسی (Sensilla)دی اکسید کربن در حشرات بر روی آنتن ها یا ضمائم دهانی قرار دارند و به اشکال مختلفی دیده می شوند.
این اعضاء حسی در پرونه ها به شکل بطری(Bottle-shaped or Ampullacea) ، بر روی Labial palp و در پشه ها به شکلBasiconica (Grooved peg) بر روی Maxillary palp قرار دارند. این اندامک ها حاوی شیارها و منافذ متعددی هستند که دی اکسید کربن ضمن عبور از این منافذ واقع در قاعده این اندامک ها به گیرنده های CO2 موجود بر روی دندریت سلولهای عصبی متصل می شود. سلولهای گیرنده دی اکسید کربن با سایر گیرنده های بویایی متفاوت هستند و از اجتماع بخش های انتهایی آکسون این سلولها در قسمت Antennal lobe، مرکز اختصاصی تشخیص دی اکسید کربن بوجود می آید.با توجه به نقش دی اکسید کربن در رفتارهای جستجوگرانه حشرات ، امروزه از آن بطور وسیع در مراقبت و پایش جمعیت حشرات، برنامه های مدیریت تلفیقی آفات ، پیشگیری و کنترل آفات انباری استفاده می شود.
استفاده بی رویه از سوخت های فسیلی و تخریب جنگل ها باعث افزایش روزافزون غلظت دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ای شده است به طوری که غلظت گاز CO2 ازppm280 قبل از انقلاب صنعتی به بیش از ppm384 در سال 2007 رسیده است و افزایش غلظت گازهای گلخانه ای به طور محسوسی باعث افزایش دمای کره زمین شده است.
مهمترین تاثیرات افزایش غلظت دی اکسید کربن بر زندگی حشرات عبارتند از:
- افزایش میزان ترکیبات دفاعی در گیاهان مثل ترکیبات فنولیک(تانن) و مونوترپن ها. این افزایش باعث اختلال در جذب مواد غذایی، کاهش وزن و طولانی شدن دوره تکاملی حشرات می شود.
- کاهش کیفیت منابع غذایی گیاهی با کاهش میزان ترکیبات پروتئینی و افزایش نسبت C/N
- افزایش دشمنان طبیعی حشرات (شکارچی ها، انگل ها و پاتوژن ها)
- اختلال در یافتن محل های مناسب تخمگذاری و در نتیجه کاهش میزان تخمگذاری حشرات گیاهخوار
- القاء استرس های ناشی از اختلال در یافتن میزبان و منبع غذایی به جمعیت حشرات
- افزایش نزولات جوی و جریانات فصلی و فراهم شدن شریط مناسب برای تخمگذاری و افزایش جمعیت حشرات
- کاهش دوره رشد و نمو عوامل بیماریزا در بدن حشرات و افزایش میزان بروز بیماریهای منتقله بوسیله حشرات(تب دانگ، تب دره ریفت ، مالاریا و...).
امروزه با توجه به اهمیت و نقش دی اکسید کربن در فیزیولژی، بیولژی و رفتار حشرات و تاثیر این گاز در تعامل بین حشرات با گیاهان و پستانداران، بررسی نقش و کارایی این گاز جهت کنترل حشرات مهم پزشکی، دامپزشکی و آفات کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
References:
1-Hallem E A, Dahanukar A, Carlson J R . Insect odor and taste receptors. Annu. Rev. Entomol. 2006, 51:113–35
2-Pitts RJ, Zwiebel LJ. Antennal sensilla of two female anopheline sibling species with differing host ranges. Malaria Journal. 2006, 5:26.
3- Zwiebel L J, Takken W. Olfactory regulation of mosquito–host interactions. insect Biochemistry and Molecular Biology. 2004, 34: 645–652.
4- Jefferis G, Raj M., Berdnik D, et al. Developmental origin of wiring specificity in the olfactory system of Drosophila. Development. 2003,131: 117-130
5- Liang S Y, Linthicum K J, Gaydos J C. Climate Change and the Monitoring of Vector-borne Disease. JAMA. 2002,287(17):2286
6- Rowan F. How Terrestrial Organisms Sense, Signal, and Respond to Carbon Dioxide.Integrative and Comparative Biology.2002, 42:469–480.
7- Dekker T, Takken W, Cardea R. Structure of host-odour plumes influences catch of Anopheles gambiae s.s. and Aedes aegypti in a dual choice olfactometer. Physiological Entomology. 2001, 26, 124-134.
8- Yoganathan D, Rom W N. Medical Aspects of Global Warming. American journal of industrial medicine. 2001, 40:199-210.
-