Οι επιστήμονες ανακάλυψαν χημική ουσία που σταματά τον κανιβαλισμό των ακρίδων

Τα σμήνη ακρίδων που σκοτεινιάζουν τον ουρανό και καταστρέφουν κάθε τι που φυτρώνει έχουν καταγραφεί από τους βιβλικούς χρόνους και σήμερα απειλούν την επισιτιστική ασφάλεια εκατομμυρίων ανθρώπων σε ολόκληρη την Ασία και την Αφρική.

Όμως, ένα νέο εύρημα που αναφέρθηκε την Πέμπτη – για μια φερομόνη που εκπέμπουν τα έντομα για να αποφύγουν τον κανιβαλισμό τους όταν βρίσκονται σε σμήνος, θα μπορούσε ενδεχομένως να ανοίξει το δρόμο για τη χαλιναγώγηση των αδηφάγων παρασίτων.

Ο επικεφαλής της μελέτης Μπιλ Χάνσον, διευθυντής του Τμήματος Εξελικτικής Νευροηθολογίας του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ, δήλωσε στο AFP ότι η νέα εργασία, που δημοσιεύθηκε στο Science, βασίζεται σε προηγούμενες έρευνες που διαπίστωσαν ότι τα σμήνη δεν κατευθύνονται από τη συνεργασία αλλά στην πραγματικότητα από την απειλή της κατανάλωσης από άλλες ακρίδες.

Αν και απωθητικός για τους σύγχρονους ανθρώπους, ο κανιβαλισμός είναι διαδεδομένος στη φύση από τα λιοντάρια που σκοτώνουν και καταβροχθίζουν τα μικρά που δεν είναι δικά τους, μέχρι τις αλεπούδες που τρώνε τους νεκρούς συγγενείς τους για ενέργεια.

Για τις ακρίδες, ο κανιβαλισμός πιστεύεται ότι εξυπηρετεί έναν σημαντικό οικολογικό σκοπό.

Οι μεταναστευτικές ακρίδες (Locusta migratoria) εμφανίζονται σε διαφορετικές μορφές και συμπεριφέρονται τόσο διαφορετικά που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν εντελώς διαφορετικά είδη.

Τις περισσότερες φορές, υπάρχουν σε μια «μοναχική» φάση κρατώντας τον εαυτό τους και τρώγοντας συγκριτικά ελάχιστα, όπως οι δειλές ακρίδες.

Όταν όμως η πυκνότητα του πληθυσμού τους αυξάνεται λόγω των βροχοπτώσεων και των προσωρινά καλών συνθηκών αναπαραγωγής, την οποία ακολουθεί η έλλειψη τροφής, υφίστανται σημαντικές αλλαγές στη συμπεριφορά τους λόγω μιας έξαρσης ορμονών που τους ανεβάζει στροφές, με αποτέλεσμα να συγκεντρώνονται σε σμήνη και να γίνονται πιο επιθετικά.

Αυτή η φάση είναι γνωστή ως «ομαδική» και πιστεύεται ότι ο φόβος του κανιβαλισμού βοηθά το σμήνος να κινείται προς την ίδια κατεύθυνση, από μια περιοχή με χαμηλότερη προς υψηλότερη συγκέντρωση τροφής, σύμφωνα με την έρευνα του 2020 του Λάην Κούζιν του Ινστιτούτου Max Planck για την έρευνα των ζώων.

Ο Χάνσον εξήγησε ότι «οι ακρίδες τρώνε η μία την άλλη από πίσω».

«Έτσι, αν σταματήσεις να κινείσαι, σε τρώει η άλλη, και αυτό μας έβαλε σε σκέψεις ότι σχεδόν κάθε ζώο που απειλείται έχει κάποιο είδος αντίμετρου».

Σε επίπονα πειράματα που χρειάστηκαν τέσσερα χρόνια για να ολοκληρωθούν, η ομάδα του Χάνσον διαπίστωσε αρχικά ότι τα ποσοστά κανιβαλισμού όντως αυξάνονταν όσο αυξανόταν ο αριθμός των «ομαδικών» ακρίδων που κρατούνταν σε ένα κλουβί, αποδεικνύοντας στο εργαστήριο αυτό που ο Κούζιν είχε παρατηρήσει στο πεδίο στην Αφρική (το σημείο ενεργοποίησης ήταν περίπου 50 σε ένα κλουβί).

Στη συνέχεια, συνέκριναν τις μυρωδιές που εκπέμπουν οι μοναχικές και οι ομαδικές ακρίδες, βρίσκοντας 17 μυρωδιές που παράγονται αποκλειστικά κατά τη φάση της ομαδικότητας.

Από αυτές, μία χημική ουσία, γνωστή ως φαινυλακετονιτρίλιο (PAN), βρέθηκε να απωθεί άλλες ακρίδες σε δοκιμές συμπεριφοράς.

Το PAN εμπλέκεται στη σύνθεση μιας ισχυρής τοξίνης που μερικές φορές παράγεται από τις ομαδικές ακρίδες – κυανιούχο υδρογόνο – οπότε η εκπομπή PAN φάνηκε να ταιριάζει ως το σήμα που λέει στους άλλους να κάνουν πίσω.

Επεξεργασία γονιδιώματος

Για να επιβεβαιώσουν το εύρημα, χρησιμοποίησαν την επεξεργασία CRISPR για να τροποποιήσουν γενετικά τις ακρίδες, ώστε να μην μπορούν πλέον να παράγουν PAN, γεγονός που με τη σειρά του τις έκανε πιο ευάλωτες στον κανιβαλισμό.

Για περαιτέρω επιβεβαίωση, δοκίμασαν δεκάδες οσφρητικούς υποδοχείς των ακρίδων, καταλήγοντας τελικά σε έναν που ήταν πολύ ευαίσθητος στο PAN.

Όταν τροποποίησαν γονιδιακά τις ακρίδες ώστε να μην παράγουν πλέον αυτόν τον υποδοχέα, οι τροποποιημένες ακρίδες έγιναν πιο κανιβαλικές.

Γράφοντας σε σχετικό σχόλιο στο Science, οι ερευνητές Ιέιν Κούζιν και Αϊνάτ Κούζιν-Φουξ δήλωσαν ότι η ανακάλυψη βοήθησε να φωτιστεί η «περίπλοκη ισορροπία» μεταξύ των μηχανισμών που κάνουν τις μεταναστευτικές ακρίδες να ομαδοποιούνται έναντι του ανταγωνισμού μεταξύ τους.

Επομένως, οι μελλοντικές μέθοδοι ελέγχου των ακρίδων θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν τεχνολογία που θα γέρνει αυτή τη λεπτή ισορροπία προς την κατεύθυνση του μεγαλύτερου ανταγωνισμού, αλλά ο Χάνσον προειδοποίησε: «Δεν θέλετε να εξαλείψετε το είδος».

«Αν μπορούσαμε να μειώσουμε το μέγεθος των σμηνών, να τα κατευθύνουμε σε περιοχές όπου δεν καλλιεργούμε τις καλλιέργειές μας, τότε θα μπορούσαμε να κερδίσουμε πολλά», πρόσθεσε.

Φωτογραφία από Zurbagan via vista.create