Feromonii

FEROMONII INSECTELOR SI UTILIZAREA LOR IN PROTECTIA PLANTELOR

 

Prof. Dr. Ioan Oprean *)

1. INTRODUCERE

Omul a fost dintotdeauna intr-o competitie acerba cu insectele pentru sursele de hrana, folosind diverse mijloace pentru a le inlatura. Combaterea insectelor daunatoare s-a facut timp indelungat prin mijloace mecanice cu rezultate modeste, urmând ca ulterior sa se ape- leze la mijloace chimice – insecticide.

Prima generatie de insecticide a constat din derivati de arsen, plumb, compusi anor- ganici de mare toxicitate.

Adevarata revoltie in acest domeniu s-a produs in momentul când cercetatorii au des- coperit ca anumite substante organice de sinteza actioneaza preferential asupra insectelor, afectând in mai mica masura animalele cu sânge cald, lansând a doua generatie de insec- t i c i d e   d e   m a r e   e f i c i e n t a   –   c o m p u s i i   o r g a n o c l o r u r a t i   s i   o r g a n o f o s f o r i c i .

Folosirea indelungata si intensiva a acestor insecticide releva o serie de aspecte nega- tive. Un inconvenient major este lipsa de selectivitate, insecticidele din generatia a doua dis- trugând in egala masura atât insectele daunatoare, cât si pe cele folositoare. Capacitatea remarcabila de adaptare a insectelor induce populatii rezistente la actiunea insecticidelor, care, pentru a fi eficient, trebuie sa fie aplicate in doze din ce in ce mai mari. Toxicitatea insecticidelor din a doua generatie a trebuit, de asemenea, sa fie reconsiderata. Sub presiunea acestor fapte si ajutati de punerea la punct a unor metode analitice de inalta sensibilitate si eficienta, cercetatorii au realizat o a treia generatie de insecticide, menite sa inlature deficientele majore ale celor din generatia precedenta.

A treia generatie de insecticide include, printre altele, endo- si exhormonii insectelor. Endohormonii insectelor cuprind hormonii de metamorfoza, si anume ecdisona si hormonii juvenili, respectiv analogii sai sintetici. De interes practic incomparabil mai mare sunt exohormonii insectelor, substante difuzate in mediul inconjurator si care au rolul de a asigura un flux permanent de informatii intre indivizii emitenti si receptori, asa numitii – ecomoni. Un caz particular al ecomonilor il constituie feromonii.

Necesitatea protejarii mediului inconjurator, ideea schimbarii radicale a strategiei in probleme de combatere a daunatorilor tinde spre realizarea practica a unui nou concept si anume”combaterea integrata” care consta in utilizarea alternativa a tuturor mijloacelor de combatere (mecanice, fizice, biologice) in vederea supravegherii si mentinerii populatiilor daunatoare sub nivele de daunare si limitare, pe aceasta cale, a combaterii cu ajutorul produselor chimice conventionale. Sistemul include si alte masuri, cum ar fi diferite practici de cultura, folosirea agentilor biologici si interferenta in reproducerea sau comunicarea intre indivizii speciilor daunatoare.

Cercetarile proprii din domeniul feromonilor sunt aplicatein cadrul Institutului de Chimie “Raluca Ripan” Cluj-Napoca, ofertând produse pentru combaterea unor insecte daunatoare din silvicultura, pomicultura, culturi de câmp si viticultura. Implementarea acestui nou sistem permite modernizarea protectiei ecosistemelor concomitent cu reducerea si optimizarea consumului de biocide conventional, prin stabilirea momentului optim de aplicare a tratamentelor si a dozei corespunzatoare, in functie de starea fitosanitara a arealului tinta.

Termenul “feromon” a fost propus de P. Karlson, M. Lüscher si A Butenandt, fiind “o substanta secretata in exteriorul corpului de catre un individ si receptionata de catre un alt individ din aceeasi specie”, guvernând deci relatiile intraspecifice.

Desi se cunosc de multa vreme observatii ale biologilor care relateaza despre existenta in lumea animala si, mai ales in cea a insectelor, a odorantilor chimici, cercetarile intense ale chimistilor in acest domeniu au inceput dupa ce, in 1959, laureatul Nobel, Adolf Butenandt, Germania, publica lucrarile referitoare la feromonul sexual al femelei fluturelui de matase Bombyx mori, primind denumirea de “bombycol”. Consider o sansa si o deosebita favoare faptul ca am lucrat aproape doi ani (1970-1971) in laboratoarele laureatului Nobel.

Astazi sunt cunoscuti feromonii a peste 1000 de specii de insecte.

Feromonii servesc la localizarea si atractia partenerului sexual, stimularea si reglarea procesului de copulare la marcarea teritoriului, a locurilor de hrana si cuibarit, la reglarea comportamentului social si de casta, la declansarea comportamentului de aparare si alarma, ca stimulator al depunerii de oua. Cu aceste proprietati, feromonii ofera posibilitatea manipularii si combaterii insectelor daunatoare, stimulând interesul cercetatorilor chimisti, biologi, fiziologi, ecologisti si a celor din domeniul protectiei plantelor.

2. FEROMONII IN PROTECTIA PLANTELOR

Comunicarea realizata prin intermediul feromonilor are trei caracteristici de baza, care releva rolul deosebit de important al acestora la nivelul populational din cadrul ecosistemelor.

A. Mesajele sunt transmise cu o mare eficacitate, pentru transmiterea unei informatii fiind necesare cantitati infime de substanta.

B. Raspunsul organismului receptor este complet preprogramat. Astfel, masculii, recep- tionând feromonul atractant sexual, nu sunt capabili sa deosebeasca daca acesta se transmite de la o femela sau de la o sursa artificiala. Aceasta caracteristica sta la baza folosirii momelilor feromonale pentru captarea masculilor speciilor daunatoare din habitat.

C. Fiecare feromon transmite mesajul strict intraspecific, informatia continuta in el putând fi receptionata si decodificata, de regula, numai de indivizi din aceeasi specie. Sunt insa si cazuri când substantele care intra in compozitia feromonului sunt receptionate si de indivizi apartinând altor specii, insa informatia transmisa este descifrata numai partial sau are alte semnificatii. Aceasta caracteristica confera valoare ecologica “tratamentelor” cu feromoni, care vor afecta strict numai specia impotriva careia sunt apli cate, ecosistemul in ansamblu nefiind afectat.

 

Descoperirea atractiei sexuale ca fiind de natura chimica, iar ulterior sinteza feromonilor insectelor a deschis posibilitatea folosirii femelelor vii, nefecundate, a extractelor din acestea sau a feromonilor sintetici, ca momeli in capcane, care captureaza din habitatul natural masculii speciilor respective. Amplasarea in habitat a unor asemenea capcane a permis sa se studieze comportamentul sexual al unor specii, elucidând o serie de aspecte imposibil de studiat prin alte mijloace. Astfel s-au studiat cu precizie perioadele de zbor in functie de anotimp, perioadele diurne si nocturne de emisie a feromonului, precum si perioadele de maxima activitate a adultilor din habitat.

Imperechierea, act mediat de feromoni, este urmata si determina in general depunerea oualor, dupa care, prin eclozarea larvelor, se declanseaza procesul de daunare. Prin capturarea masculilor cu nade feromonale sintetice este posibila depistarea si supravegherea populatiilor, prognoza aparitiei daunatorilor si avertizarea tratamentelor. De asemenea, prin metoda feromonala se poate depista prezenta unor specii cunoscute in fauna tarii, dar nesemnalate inca in unele zone sau agroecosisteme. Supravegherea dinamicii populatiilor de daunatori cu ajutorul capcanelor cu feromoni ofera avantaje importante fata de metodele clasice de prognoza si avertizare, permitând reducerea numarului de tratamente cu pesticide la strictul necesar, poluarea mediului fiind astfel esential redusa.

O alta metoda este combaterea directa a daunatorilor prin metoda captarii in masa a masculilor. Principiul metodei consta in captarea cu ajutorul capcanelor cu feromon a masculilor inainte de copulatie, intr-o proportie suficienta pentru ca totalitatea sau cel putin majoritatea femelelor din habitat sa ramâna nefecundate. Consecinta directa este prabusirea populatiei umasilor si, prin repetare, reducerea progresiva a rezervei biologice a daunatorilor sub nivelul pragului de daunare.

O alta posibilitate pentru folosirea atractantilor sexuali o ofera combaterea directa a daunatorilor prin metoda dezorientarii masculilor. Cu ajutorul unei cantitati mai mari de atractant, se realizeaza impregnarea arealului ce urmeaza a fi protejat. Masculii sunt dezorientati, nu mai gasesc drumul spre femelele care se manifesta ca surse punctiforme de feromon, copulatia nu are loc, rezultatul fiind prabusirea populatiei sub nivele care nu produc pagube (”pragul economic de daunare”).

In tara noastra cercetarea feromonilor a inceput in urma cu trei decenii in colectivul laboratorului de Produsi Naturali de la Institutul de Chimie “Raluca Ripan” si s-a axat pe studiul si sinteza feromonilor sexuali a unor fluturi (Lepidoptere) (peste 25 specii) si microlepidoptere (5 specii), precum si a feromonilor de agregare a unor specii de gândaci de scoarta (Coleoptere), daunatori majori ai padurilor de conifere; cu ajutorul feromonilor s-au instituit metode eficiente si nepoluante de prognoza, avertizare si combatere a insectelor daunatoare.

3. MATERIALE FEROMONALE

Materialele feromonale livrate constau in ambalaje ce contin:

A)          feromonul propriu zis prezentat sub forma de dispenseri  sau evaporatoare (dopuri de cauciuc sau suporturi textile impregnate cu feromon) inchise ermetic in hârtie metalizata.

B)      capcanele feromonale sunt de forme diferite:

– capcane tetratrap pentru Lepidoptere din horticultura;

– panouri cu adeziv pentru Lepidoptere din silvicultura

– tip aripa pentru Ipide.

Ambalalajele sunt prevazute cu instructiuni de montare a fiecarui tip de capcana, continut, instructiuni de pastrare, termen de valabilitate.

 

 

FIGURA1SI2

 

STOCAREA MOMELILOR, CAPCANELOR SI EVAPORATOARELOR DE FEROMONI

F   Momelile vor fi mentinute in ambalajul original, capsulate in hârtia metalizata in care au fost livrate, pâna in momentul folosirii lor.

F  Stocarea momelilor si evaporatoarelor de feromoni se va face in frigider (daca se poate in refrigerator) sau intr-un loc rece pentru a-si conserva cât mai mult timp calitatile, separat pe specii, in recipiente (cutii, pungi) cât mai bine inchise.

F      Capcanele se vor stoca in ambalajele originale in incaperi racoroase, ferite de praf, umezeala, caldura, care pot afecta calitatile adezivului.

MANIPULAREA CAPCANELOR SI MOMELILOR

G   Montarea capcanelor se face potrivit instructunilor de pe ambalaj, urmarindu-se ca stratul de adeziv sa fie cât mai uniform repartizat.

G   Montarea se va face in câmp sau intr-o incapere, insa se va avea grija ca in timpul manipularii sau transportului, stratul de clei sa se mentina curat pentru a-si pastra calitatile adezive.

G   Punerea momelilor in centrul suprafetei adezive se va face cu ajutorul unei pensete sau spatule, in momentul amplasarii capcanei in câmp, având grija sa se lucreze odata numai cu momeli pentru o singura specie. La schimbarea speciei se va utiliza alta spatula sau penseta. Pensetele metalice si mâinile celor care manipuleaza momelile se vor curata cu un solvent organic (benzen, toluen, clorura de metilen) si apoi se vor spala cu apa si un detergent.

G   Resturile de ambalaj nu se vor arunca pe sol, vor fi scoase din cultura si distruse prin ardere, pentru a nu se crea puncte de concurenta cu momelile din capcane.

G  Amplasarea capcanelor in culturi trebuie sa se faca la distante cât mai mari de sursele de praf (drumuri nemodernizate frecvent circulate) pentru a se evita colmatarea si pierderea adezivitatii cleiului.

G   Capcanele pentru captarea aceleiasi specii se vor amplasa de regula la distante de minimum

50 m. Pentru captarea de specii diferite, daca nu exista interdictii speciale, capcanele pot fi amplasate si la distante mai mici, dar nu mai mici de 20 m.

G   In livezi intensive, capcanele se amplaseaza la 1/2 – 2/3 din inaltimea coroanei pomilor, iar in livezi clasice la 1,8 – 2 m inaltime, intr-o zona umbrita a coroanei (de exemplu in partea de nord) si degajata de ramuri si frunze, pentru a se asigura un acces cât mai facil pentru insectele atrase. In vii se vor amplasa la nivelul rodului.

G   Schimbarea momelilor cu altele noi se face de regula la 6 saptamâni (daca nu se recomanda alte intervale). Schimbarea partilor adezive (funduri incleiate) se face de regula tot la intervale de

6 saptamâni, odata cu momelile. Totusi, in regiuni cu multe vânturi, cu mult praf (fabrici de ciment, furnale, cosuri de fum, drumuri nemodernizate), precum si in livezile cu populatii abundente ale daunatorilor urmariti, datorita colmatarii si pierderii adezivitatii cleiului, este necesara schimbarea partilor adezive la intervale mai mici de 6 saptamâni.

G   Momelile si partile adezive scoase din uz nu se vor arunca pe sol, ci vor fi scoase din culturi si distruse prin ardere sau ingropate in sol la minimum 40 – 50 cm adâncime.

 

 

INTRETINEREA CAPCANELOR IN STARE DE CAPTURA MAXIMA

Cu ocazia observatiilor, cu ajutorul spatulei livrate odata cu capcanele, se vor scoate din stratul de clei toate cadravele insectelor capturate, precum si alte corpuri (fragmente de muguri, frunze, ramuri), intrate incidental in capcane. In cazul colmatarii cu praf, suprafata cleiului se va “reactiva”   cu   ajutorul   spatulei,   prin   amestecarea   si   redistribuirea   acestuia.

ADUNAREA SI CONSERVAREA CAPCANELOR

La terminarea perioadei de captura, toamna, capcanele si momelile vor fi adunate in mod obligatoriu din culturi si se vor distruge prin ardere. La indicatia expresa a producatorului, partile superioare (capacele) capcanelor, elementele de fixare si asamblare, vor putea fi recuperate, curatate cu ajutorul unui solvent organic (benzen, toluen, benzina, clorura de metilen), spalate cu apa cu detergent si stocate pentru a fi refolosite in anul urmator, insa numai pentru captarea aceleiasi specii.

Nota importanta: Succesul actiunilor de captare depinde in foarte mare masura de grija si acuratetea cu care se lucreaza cu materialele feromonale.

INSTITUTUL DE CERCETARI IN CHIMIE “RALUCA RIPAN” Cluj-Napoca, str. Fântânele, nr. 30

Tel. 0264 – 420.718, 580.165

Fax: 0264 – 420.718, 420.441

Institutul de Chimie "Raluca Ripan"