AUTOCIDIA - Combaterea biologica a daunatorilor prin lupta autocida partea 4

Sterilitate mostenita a fost explicata de North, Holt si Bauer (1975). Speciile de diptere, când sunt iradiate, se induce o mare frecventa de mutatii letale dominante în sperma si ovule, dar la speciile de lepidoptere, care sunt mai radiorezistente, sunt nacesare doze mult mai mari de iradiere. Când se utilizeaza doze scazute de radiatii se induce o frecventa sporita a translocarii cromozomiale în sperma si ovule. Unirea unei celule reproductive purtatoare a unei translocatii cu o celula normala (de la fluturi neiradiati), produce un F-1 heterozigot pentru una sau mai multe translocari. Heterozigotismul pentru o singura translocare cromozomala, produce indivizi care, în medie, sunt 50% sterili. Fluturii heterozigoti pentru mai mult de o translocare sunt în procent de 75-100% sterili. Câteva studii citologice au demonstrat ca urmasii în F-1 au tanslocari cromozomale multiple. Astfel, efectul supresiv al steriitatii mostenite este exprimat în 2-3 generatii.

Totusi, frecventa urmasilor normali din punct de vedere cromozomial creste în fiecare generatie, deoarece insectele cu translocari cromozomale produc mai putini urmasi, de aceea fiind necesara lansarea continua de insecte partial sterile pâna când populatia nativa a ajuns sub pragul economic, iar dupa aceea este nevoie de lansari permanente de întretinere a efectului .

Sterilitatea prin retroîncrucisare (backcross BC) este o metoda superioara celor doua metode anterioare. Din pacate, desi teoretic ea se poate aplica unui numar considerabil de specii apartinând aceluiasi gen, în prezent metoda este folosita pentru controlul unei singure specii, Heliothis virescens.

În prezent bazele genetice pentru sterilitatea tip BC sau sterilitatea mostenita, nu sunt pe deplin întelese, cunoscându-se ca masculii sterili BC produc sperma anormala eupirena (fara nucleu) si ca masculii nu fecundeza femelele. Modul în care factorul de sterilitate este transmis de femelele fertile urmasilor nu sunt pe deplin întelese. Este posibil ca un factor citoplasmatic provenit din stramosii femelelor de H.subflexa sa interactioneze cu materialul genetic de la H. virescens si sa provoace anomalii în dezvoltarea spermei.

Pentru reusita unui program de combatere prin metode genetice a unei insecte daunatoare, trebuie sa existe suficiente date ce trebuie sa se refere la urmatoarele aspecte:

- cresterea în masa, trebuie sa se faca la un pret cât mai scazut a daunatorului. Aceastas-ar putea rezolva prin mecanizare si creerea unor dispozitive speciale pentru cresterea în masa a insectelor reduc de mii de ori pretul de cost.

- controlul calitatii materialului biologic utilizat, urmareste factorii ce pot afecta calitatea insectelor crescute în laborator: dietele artificiale, cresterea timp îndelungat în laborator poate duce la adaptarea insectelor strict la aceste conditii.

- procedurile de sterilizare, tin de dozele de iradiere si de operatiile de iradiere si manipulare a materialului biologic.

- ecologia, dinamica si comportarea, tine de informatiile referitoare la rata în care populatia naturala creste în cursul sezonului de vegetatie, rolul imigrarii din alte zone învecinate sau de la mare distanta, cunostintele legate de ecosistem, de entomofagii din zona care pot influenta nivelul daunatorului sau a speciei modificate genetic.

- distributia si raspândirea insectelor lansate, depinde de stadiul (pupa sau adult) si de modul în care sunt lansate insectele iradiate. De exemplu, Pectinophora grossypiella se lanseaza sub forma de adulti care, înainte de a fi lansati sunt raciti, iradiati si transportati în conditii de racire pentru lansare aeriana; H. Virescens sunt lansate ca pupe sau adulti; pentru Porthretria dispar pupele sunt iradiate, transportate si puse în custi, adultii care vor aparea se împrastie liber.

- monitorizarea programului, presupune existenta unui sistem extins de capcane pentru a stabili raportul dintre populatia naturala de insecte si populatia ce cuprinde insecte lansate, cu modificari genetice sau recoltarea oualelor depuse de daunator, pentru a stabili procentul de eclozare.

- analizele economice, presupune o analiza aprofundata a speciei daunatoare, pagubele esteimate ca vor fi produse, pretul combaterii, eficacitatea acesteia.

AUTOCIDIA - Combaterea biologica a daunatorilor prin lupta autocida partea 3

Doua specii de muste ale fructelor, musca pepenilor (Dacus cucurbitae) si musca orientala a fructelor (Dacus doesalis), din insulele Okinawa au fost eradicate deoarece, în principalele insule mari ale Japoniei nu exista muste ale fructelor, transportul fructelor gazda netratate din zonele infestate fiind interzis. S-au mai dezvoltat, pâna la punctul de aplicare comerciala, tehnici pentru mustele usturoiului, musca te-te si gândacul caosulelor de bumbac.

Trei metode genetice de combatere au fost dezvoltate si testate în câmp pentru lepidoptere daunatoare. Acestea sunt: tehnica insectelor sterile (SIT), sterilitatea mostenita si sterilitatea prin backcross.

Tehnica insectelor sterile, pentru diptere si lepidoptere, presupune cresterea unui numar imens de insecte, sterilizarea masculilor si femelelor prin radiatii ionizante si lansarea insectelor sterilizate în natura ca prin împerechere cu indivizi salbatici sa determine un anumit grad de sterilitate.

Diferenta dintre diptere si lepidoptere consta în aceea ca, pentru sterilizarea completa a lepidopterelor sunt necesare doze foarte mari de radiatii, comparativ cu ele utilizate pentru sterilizarea completa a dipterelor. Aceste doze ridicate de radiatii reduc competivitatea: scurtarea timpului de viata, lipsa dispersiei insectelor lansate, pierderea sincronizarii ritmurilor biologice, reducerea abilitatii de a trasfera spermatoforii, micsorarea activitatii sexuale, cresterea timpului de copulare si scaderea longevitatii spermei. O alta cauza a scaderii competitivitatii la unele specii este scaderea abilitatii masculilor de a insemina femelele cu sperma eupirena.

Insectele lansate fiind în întregime sterile, supresia daunatorului înceteaza odata cu oprirea lansarii de insecte sterile.

Sterilitatea mostenita poate fi indusa la orice specie de lepidopter, ca si la hemiptere. Ea are aceleasi caracteristici pentru toate speciile examinate si anume: femelele si masculii în F-1 sunt mult mai sterili decât masculii si femelele din P-1 care sunt iradiate, în general fiind produsi mai multi masculi decât femele în F-1. La unele specii urmasii se dezvolta mai încet decât larvele din parinti neiradiati, iar masculii din F-1 se pot împerechea dar nu reusesc sa însemineze femelele cu sperma eupirena (spermatozoizi viabili cu nucleu). Lansarea insectelor partial sterile ofera un potential supresiv mult mai mare decât lansarea de insecte în întregime sterile.

În 1970, Knipling a comparat cele doua metode, estimând ca, pentru a atinge acelasi grad de reducere a populatiei daunatorului dintr-o populatie naturala, in curs de trei generatii, este necesara o cantitate de patru ori mai mare de insecte total sterile decât daca se lanseaza insecte partial sterile.

AUTOCIDIA - Combaterea biologica a daunatorilor prin lupta autocida partea 2

Sterilizarea se poate obtine prin folosirea radiatiilor ionizate (radiosterilizarea) produse de diferite surse si prin utilizarea unor substante chimice, chemosterilizanti (chemosterilizarea), care reduc sau inhiba total capacitatea de reproducere.

Radiosterilizarea insectelor se poate realiza prin utilizarea razelor X (metoda abandonata în prezent datorita slabei capacitati de penetrare), radiatii gamma provenite din surse de izotopi radioactivi Co60 sau Cs137, sau prin utilizarea electronilor accelerati. Sterilizarea insectelor poate fi totala sau partiala, utilizându-se doze de iradiere foarte variabile, în functie de specie, stadiu de dezvoltare si scopul urmarit. Chemosterilizarea artropodelor poate fi obtinuta cu ajutorul unor substante chimice, atât pe cale de ingestie, cât si prin contact. Aceasta metoda a cunoscut o extindere remarcabila a cercetarilor în anii '60, dar în prezent nu mai prezinta interes datorita faptului ca produsele chemosterilizante utilizate sunt cancerigene.

Cea mai cunoscuta si mai bine acceptata metoda de control autocida este tehnica insectelor sterile (SIT). Metodele genetice sunt fara egal în ceea ce priveste specificitatea si siguranta, deoarece o singura specie din ecosistem este afectata si teoretic nu se foloseste nici un pesticid. Desi metodele genetice sunt aplicabile la orice specie de insecte ce se reproduc sexuat, majoritatea proiectelor de programe majore referitoare la SIT se refera la specii de diptere. Pe plan mondial au fost initiate trei mari proiecte de eradicare a dipterelor prin metoda SIT.

Specia Cochliomyia hominivorax (viermele surub) a fost eradicata din insula Curacao în 1954, din sud-estul Statelor Unite în 1959 si din insula Puerto Rico în 1975. Musca mediteraneana a fructelor, Ceratitis capitata este un exemplu de control cu succes a unui daunator prin metoda SIT, testata pentru prima data în insula Capri din Italia. Dar un proiect de anvergura a fost initiat în Mexic în 1971, eradicându-se daunatorul de pe mai mult de 3 milioane de hectare.

AUTOCIDIA - Combaterea biologica a daunatorilor prin lupta autocida partea 1

Poluarea mediului, aparitia rezistentei daunatorilor fata de preparatele chimice aplicate intensiv, precum si dezechilibru biologic grav deteriorat de utilizarea lor abuziva, se numara printre principalele efecte negative ale trtamentelor chimice.

În acest comtext, împiedicarea reproducerii insectelor daunatoare prin determinarea controlata a sterilitatii lor apare ca un procedeu deosebit de atragator, cu avantaje incontestabile ca: selectivitate, absenta orcarui element poluant si o posibilitate extrem de redusa de instalare a rezistentei fata de acest tratament.

Sterilitatea, ca metoda de combatere a daunatorilor, a fost propusa în 1953 de Knipling. Metoda se bazeaza pe lansarea de masculi sterili si consta în cresterea si lansarea acestor masculi sterili din punct de vedere sexual.

Sub aspect teoretic, metoda de combatere a daunatorelor prin sterilizare, constituie un progres semnificativ în tehnica de distrugere a insectelor. S-a afirmat adesea ca metoda de combatere a insectelor prin lansarea masculilor sterilizati ofera perspective deosebite eliminarii sau eradicarii unei specii daunatoare, în mod total, permanent sau temporar, pe zone intinse. Exista argumente convingatoare pentru sustinerea acestei afirmatii. Într-o perioada când densitatea populatiei unei anumite insecte atinge un nivel foarte scazut, însa nu mai redus decât pragul indispensabil supravietuirii speciei, tratarea prin sterilizare constituie o arma deosebit de eficienta.

Aplicarea metodei sterilizarii pe suprafete din marile zone infestate, poate fi rareori eficace, datorita posibilitatii ridicate de reinfestare. Sterilizarea nu produce o extinctie imediata si definitiva a problemei daunatorilor, fiind necesare proiecte de lunga durata. Metoda lansarii masculilor sterili, care este mai costisitoare decât aplicarea insecticidelor, poate fi avantajoasa sub raport economic atunci cand populatiile naturale sunt reduse.