Nghiên cứu giải pháp tiêu diệt bọ cánh cứng gây hại

Một cách đã được chứng minh để theo dõi hoặc thậm chí kiểm soát côn trùng gây hại là chiếm quyền điều khiển hệ thống liên lạc của chúng và thao túng hệ thống đó để bẫy chúng vào chỗ diệt vong. Những con cái của bọ cánh cứng alnus ambrosia tập hợp trên từng cây riêng lẻ, cho thấy rằng chúng sử dụng các tín hiệu hóa học để tìm nhau và xác định những cây phù hợp. Giờ đây, các nhà khoa học đã giải được mật mã hóa học này. Các kết quả được công bố trên tạp chí Frontiers in Microbiology.

Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Peter Biedermann, Giáo sư tại Viện Lâm nghiệp của Đại học Freiburg ở Đức cho biết: Ở đây chúng tôi chỉ ra rằng bọ cánh cứng alnus ambrosia không tạo ra pheromone của riêng nó trong quá trình xâm chiếm cây chủ, mà sử dụng các hợp chất dễ bay hơi của cộng sinh nấm của chính chúng để tổng hợp hàng loạt và điều này có khả năng giết chết cây.

Bằng chứng đầu tiên về pheromone tổng hợp ở bọ cánh cứng ambrosia

Tác giả đầu tiên của nghiên cứu Antonio Gugliuzzo, tại Khoa Nông nghiệp, Thực phẩm và Môi trường của Đại học Catania ở Ý, nói thêm: “Đây là bằng chứng đầu tiên cho sự tồn tại của pheromone tổng hợp trong bọ cánh cứng ambrosia”.

Giống như tất cả các loài bọ cánh cứng ambrosia, con cái X. germanus mang cộng sinh nấm của chúng trong các túi đặc biệt bên trong đầu. Các tác giả nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp phân tử để nuôi cấy và xác định hai loài cộng sinh phổ biến nhất là Ambrosiella grosmanniae, rất có thể là nguồn thức ăn chính của bọ cánh cứng và một loài Acremonium chưa biết mà bọ cánh cứng có thể ăn hoặc không. Vào năm 2020, các nhà nghiên cứu đã bắt được những con cái X. germanus đang giao phối gần Freiburg và cho phép chúng đào trong một môi trường nhân tạo dựa trên mùn cưa sồi, phát triển hai loại nấm này và nuôi con của chúng.

Sau đó, họ sử dụng những loại nấm này làm mồi nhử trong các thí nghiệm. Tại đây, những con cái X. germanus được đặt trong một môi trường có một loại chứa phân lập của hai loài cộng sinh A. grosmanniae và Acremonium sp., và một loại khác chứa phân lập của một loại nấm không liên quan được cho là không hấp dẫn đối với bọ cánh cứng—ở đây, là một loài Cladosporium không đặc trưng. Sở thích của bọ cánh cứng sẽ phụ thuộc vào sức hấp dẫn tương đối của chúng đối với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi vi sinh vật (MVOC) do nấm tiết ra.

Trong một biến thể của thí nghiệm này, những cành sồi khỏe mạnh trước đây bị nhiễm các loại nấm khác nhau đã được đưa cho bọ cánh cứng để lựa chọn.

Kết quả cho thấy bọ cánh cứng bị thu hút nhiều nhất bởi các MVOC của A. grosmanniae và ít nhất là với các MVOC của Cladosporium, và nhiều hơn đối với các nhánh đã bị A. grosmanniae xâm lấn hơn là các nhánh chưa bị xâm lấn. Các tác giả kết luận rằng X. germanus sử dụng các MVOC được giải phóng bởi hai chủng cộng sinh của nó như một tín hiệu hóa học có lợi cho cả người phát và người nhận.

Biedermann cho biết: Những cành cây chiếm giữ có thể báo hiệu chất nền phù hợp cho bọ cánh cứng đối với loại nấm thức ăn mà chúng phụ thuộc. Sự phù hợp này có lẽ là một sự cân bằng tinh tế: cây cối cần những yêu cầu cụ thể để cho phép bọ cánh cứng nuôi nấm thành công. Nhưng con cái vẫn có thể xâm chiếm một nhánh cây mới một cách độc lập.

Những kết quả này ngay lập tức đề xuất một phương pháp mới để kiểm soát sinh học.

Biedermann cho biết: “Bây giờ chúng tôi đã biết rằng nấm tạo ra các chất dễ bay hơi hấp dẫn, chúng tôi có thể phát triển các loại mồi bẫy mới cho bọ cánh cứng trên cơ sở các hợp chất này. Hơn nữa, việc sử dụng các hợp chất dễ bay hơi cụ thể cho mục đích bẫy có thể góp phần phát triển các phương pháp bẫy sáng tạo và chọn lọc nhắm vào các loài bọ cánh cứng ambrosia cụ thể, do đó giảm thiểu việc đánh bắt các loài động vật chân đốt không phải mục tiêu sống trong cùng một môi trường”.