กลิ่นของราชินี ‘แตนฆ่า’ สามารถหลอกล่อผู้ชายให้ติดกับดัก

นักวิทยาศาสตร์อาจเพิ่งค้นพบอาวุธใหม่สำหรับทำสงครามกับการรุกรานของแตนยักษ์เอเชียในอเมริกาเหนือเมื่อไม่นานนี้ สิ่งที่เรียกว่า “แตนฆ่า” ใช้ชื่อเล่นจากนิสัยการกินผึ้งเป็นลูกอ่อน

แตน (Vespa mandarinia) มีถิ่นกำเนิดในประเทศจีนและประเทศอื่นๆ ในเอเชีย แต่สปีชีส์นี้เกิดในอเมริกาเหนือตะวันตกเมื่อไม่กี่ปีก่อน คนรุ่นใหม่ถือกำเนิดขึ้นเมื่อตัวผู้ผสมพันธุ์กับราชินี ดังนั้นกับดักที่มีกลิ่นเหมือนแตนราชินีสามารถหลอกล่อผู้ชายให้พบกับความหายนะได้

ในการศึกษาใหม่ นักวิทยาศาสตร์ระบุสารเคมีสามชนิดในกลิ่นสัญญาณข้อความ หรือฟีโรโมน (FAIR-uh-moan) ที่ผลิตโดยราชินีแตนยักษ์แห่งเอเชีย (ราชินีปล่อยกลิ่นหอมนี้เพื่อจีบคู่ครอง) เมื่อวางกับดักที่ล่อด้วยสารเคมีเหล่านั้นใกล้กับรังแตนในประเทศจีน กับดักดักจับผู้ชายหลายพันตัว แมลงชนิดอื่นไม่ได้ติดกับดัก

นักวิจัยอธิบายความสำเร็จของพวกเขาในวันที่ 14 มีนาคมใน Current Biology

งานนี้เป็นขั้นตอนหนึ่งสู่การออกแบบกับดักฟีโรโมนสำหรับแตนเหล่านี้ James Nieh กล่าว เขาเป็นนักนิเวศวิทยาที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก กับดักดังกล่าวถูกใช้เพื่อติดตามและควบคุมแมลงหลายชนิด

ล่าแตน

แตนยักษ์เอเชียเป็นข่าวร้ายสำหรับผึ้งในอเมริกาเหนือ ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่สำคัญแต่ลดน้อยลง และแตนสามารถแพร่กระจายได้ไกลออกไปทางตะวันตกของวอชิงตัน โอเรกอน และบริติชโคลัมเบียในแคนาดา นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ความพยายามในการขจัดสายพันธุ์ที่รุกรานนี้ออกไป กระทรวงเกษตรแห่งรัฐวอชิงตันยังสนับสนุนให้ประชาชนช่วยดักจับแตน กับดักแบบโฮมเมดสามารถสร้างขึ้นด้วยขวดพลาสติก น้ำส้ม และไวน์หุงข้าว

แต่เหยื่อที่ดีที่สุดคือ “บางสิ่งที่ไม่อาจต้านทานได้” Nieh กล่าว บางอย่างเช่นฟีโรโมนผสมพันธุ์ของนางพญาแตน แต่เพื่อเลียนแบบกลิ่นที่ดึงดูดใจนั้น นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องรู้ว่าอะไรอยู่ในกลิ่นนั้น

ทีมของ Nieh ใช้สองเทคนิคในการเลือกส่วนผสมเหล่านั้น หนึ่งคือแก๊สโครมาโตกราฟี (KROH-muh-TAH-grah-fee) อีกวิธีหนึ่งคือแมสสเปกโตรเมทรี (Spek-TRAH-muh-tree) วิธีการเหล่านี้เผยให้เห็นองค์ประกอบหลักสามประการของกลิ่นหอมการผสมพันธุ์ของราชินี หนึ่งคือกรดเฮกซาโนอิก (HEX-uh-NO-ik) ประการที่สองคือกรดออกทาโนอิก ที่สาม: กรดเดคาโนอิก

ในห้องปฏิบัติการ หนวดของแตนตัวผู้ทำปฏิกิริยากับสารประกอบเหล่านี้แต่ละชนิด นักวิจัยใช้สิ่งนี้เพื่อหมายความว่าแมลงถูกล่อด้วยสารเคมี แตนตัวผู้ทำปฏิกิริยากับกรดทั้งสามชนิดผสมกัน จากนั้นทีมสร้างกับดักโดยใช้กระดานเหนียว แตนจำลอง และขวดโหล ขวดนี้มีกรดบริสุทธิ์อย่างใดอย่างหนึ่ง ส่วนผสมของทั้งสามหรือสารสกัดจากต่อมฟีโรโมนราชินีแตน

แตนตัวผู้ต้องการสารสกัดจากต่อมอย่างชัดเจน แต่สารเคมีบริสุทธิ์และสารเคมีผสมก็ดักจับแตนจำนวนมากเช่นกัน ในการทดสอบหนึ่งครั้ง สารสกัดจากต่อมเพียงตัวเดียวที่ติดอยู่กับแตนตัวผู้ประมาณ 500 ตัว นั่นเป็นมากกว่าสองเท่าของจำนวนค็อกเทลสามเคมีที่ติดอยู่ ค็อกเทลได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีเสน่ห์ราวกับกรดบริสุทธิ์สองชนิด กับดักควบคุม — ที่ขาดสารสกัดหรือสารเคมีที่มีกลิ่น — ดึงดูดผู้ชายไม่กี่คน

ความจริงที่ว่าแตนตัวผู้ส่วนใหญ่มีสารสกัดจากต่อมฟีโรโมนเป็นสิ่งสำคัญ หมายความว่าอาจมีสารประกอบในฟีโรโมนมากขึ้นที่สามารถทำให้กับดักดียิ่งขึ้น Nieh กล่าว กับดักเหล่านี้น่าจะมีประโยชน์มากที่สุดในช่วงปลายฤดูใบไม้ร่วง นั่นคือเมื่อแตนยักษ์เอเชียผสมพันธุ์

ไม่ชัดเจนว่ากับดักสามารถล่อผู้ชายได้ไกลแค่ไหน แต่ฟีโรโมนผสมพันธุ์ของนางพญาแตนน่าจะกวักมือเรียกเพศผู้ที่อยู่ห่างไกลออกไป Nieh กล่าว ซึ่งจะช่วยป้องกันการผสมพันธุ์ระหว่างแตนที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันมากเกินไป

การค้นพบนี้คือ “งานสำคัญ” ทิโมธี ลอว์เรนซ์กล่าว เขาเป็นผู้เลี้ยงผึ้งที่ Washington State University ในคูปวิลล์ มันจะเป็นการดีที่จะหาวิธีดึงดูดแตนคนงาน ไม่ใช่แค่ผู้ชายที่กำลังมองหาคู่ครอง Lawrence กล่าว ด้วยวิธีนี้กับดักสามารถดึงดูดแตนนอกฤดูผสมพันธุ์ แต่ผลลัพธ์ในปัจจุบันยังคงเป็น “ก้าวสำคัญ” เขากล่าวเสริม “ยิ่งเราพบวิธีที่เชื่อถือได้ในการดึงดูดตัวผู้และหารังได้เร็วเท่าไร ก็ยิ่งดีเท่านั้น”

สารเคมีตัวเดียวอาจดึงตั๊กแตนโดดเดี่ยวให้กลายเป็นฝูงที่หิวโหย

ตั๊กแตนมักเป็นพวกนอกรีตที่ไม่เป็นอันตราย แต่ในฝูงพวกมันกลับกลายเป็นโรคระบาด ฝูงสามารถบรรจุตั๊กแตนได้หลายร้อยล้านตัว! พยุหะเหล่านี้สามารถข้ามทวีป กินพืชผลตลอดทาง การศึกษาใหม่ได้ค้นพบสิ่งที่ทำให้ตั๊กแตนตัวเดียวตัดสินใจเปลี่ยนสังคม

นักวิทยาศาสตร์พบว่ากลุ่มตั๊กแตนสูบฉีดสารเคมี และอาจอธิบายได้ว่าตั๊กแตนแต่ละสายพันธุ์เปลี่ยนจากคนโดดเดี่ยวมาเป็นคนรักฝูงได้อย่างไร การค้นพบนี้อาจช่วยนักวิทยาศาสตร์พัฒนาวิธีการใหม่ในการควบคุมหรือทำลายฝูงตั๊กแตน พวกเขาอาจจะใช้กลิ่นเหล่านั้นเพื่อล่อแมลงให้เป็นกับดักได้

เมื่อตั๊กแตนโดดเดี่ยวรวมตัวกัน พวกมันทำมากกว่าไปเที่ยว พวกเขาแปลงร่างเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่ารูปแบบ “สังคม” ของพวกเขา นั่นเป็นคำแฟนซีสำหรับสังคม ตั๊กแตนเป็นฝูงเป็นตั๊กแตนตัวใหญ่และหิวโหยมากกว่าเดิม และกลุ่มสังคมมักจะเติบโตขึ้นเรื่อยๆ

ฝูงตั๊กแตนทะเลทราย (Schistocerca gregaria) ขนาดเท่ากรุงโรมกินอาหารมากเท่ากับ 51 ล้านคนในหนึ่งวัน นั่นคือประชากรทั้งหมดของเคนยา ในปีนี้ แอฟริกาตะวันออกกำลังประสบกับโรคระบาดตั๊กแตนที่ร้ายแรงที่สุดในรอบหลายทศวรรษ

นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่าตั๊กแตนอพยพโดดเดี่ยวตัวใดของสายพันธุ์อื่น Locusta migratoria มารวมกัน แต่พวกเขาสงสัยว่าอาจเป็นสารเคมีที่เรียกว่ากลุ่มฟีโรโมน (FAIR-uh-moans) กลิ่นที่ลอยอยู่ในอากาศเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นสัญญาณไฟที่ปล่อยโดยแมลง พวกเขาสามารถเรียกตั๊กแตนตัวอื่นเพื่อแปลงร่างเป็นฝูง

Le Kang เป็นนักกีฏวิทยา ผู้ศึกษาเรื่องแมลง เขาและเพื่อนร่วมงานที่ Chinese Academy of Sciences ในกรุงปักกิ่งได้สำรวจหาฟีโรโมนรวม พวกเขาเริ่มต้นด้วยการระบุสารเคมีที่ฝูงตั๊กแตนสูบน้ำออก ทีมงานได้พ่นกลิ่นทั้ง 6 กลิ่นนี้ให้กลายเป็นสนามประลองด้วยตั๊กแตนตัวเดียว พวกเขายังทดสอบกลิ่นควบคุม – กลิ่นที่ไม่ได้ทำโดยตั๊กแตนอยู่เป็นฝูง เป้าหมายคือเพื่อดูว่ากลิ่นใดในหกกลิ่นดึงดูดแมลงได้หรือไม่ หนึ่งทำ เรียกว่า 4VA (สำหรับ 4-vinylanisole) มันดึงดูดตั๊กแตนทุกเพศและทุกวัยไม่ว่าจะอยู่โดดเดี่ยวหรืออยู่เป็นฝูง

นั่นเป็นสิ่งสำคัญ Baldwyn Torto ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าว ในฐานะนักนิเวศวิทยาเคมี เขาศึกษาปฏิสัมพันธ์ทางเคมีระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมของพวกมัน เขาทำงานที่ศูนย์สรีรวิทยาและนิเวศวิทยาของแมลงนานาชาติในเมืองไนโรบี ประเทศเคนยา การดึงดูดตั๊กแตนที่อยู่โดดเดี่ยวและอยู่เป็นฝูง หมายความว่า 4VA สามารถทำงานเพื่อนำตั๊กแตนโดดเดี่ยวเข้ามาในฝูงและรักษาฝูงนั้นไว้ด้วยกันเมื่อเวลาผ่านไป

มาด้วยกันตอนนี้

ตั๊กแตนโดดเดี่ยวเริ่มคาย 4VA เมื่อพวกเขารวมตัวกันเป็นกลุ่มที่มีขนาดเล็กเพียงสี่หรือห้าตัว Kang พบ เมื่อขนาดกลุ่มโตขึ้น ระดับ 4VA จะเพิ่มขึ้น ที่สามารถถ่ายทอดสัญญาณที่ใหญ่ขึ้นและมีส่วนทำให้เกิดการเติบโตแบบทวีคูณซึ่งนำไปสู่ฝูง

คังและเพื่อนร่วมงานของเขายังยืนยันว่า 4VA สามารถดึงดูดตั๊กแตนในโลกแห่งความเป็นจริงได้ เพื่อทดสอบสิ่งนี้ พวกเขาใช้เหยื่อล่อกับดักเหนียวด้วยสารเคมีและวางลงบนหญ้าเทียมและพื้นที่เพาะพันธุ์ตั๊กแตนอพยพตามธรรมชาติในภาคเหนือของจีน กับดักที่มี 4VA ดึงดูดตั๊กแตนมากกว่ากับดักที่ไม่มีฟีโรโมน เอฟเฟกต์มีขนาดเล็กที่นี่ แต่นักวิจัยได้ทดสอบกับดักเฉพาะกับตั๊กแตนที่อยู่ไกลออกไปเท่านั้น

นักวิจัยได้อธิบายการค้นพบของพวกเขาในวันที่ 12 สิงหาคมในวารสาร Nature

“เป็นการศึกษาที่สำคัญและน่าตื่นเต้น” Torto กล่าว “ [สารประกอบ] นี้มีศักยภาพ” แต่ในขณะที่ 4VA เป็นผู้เล่นอย่างชัดเจน เขาตั้งข้อสังเกต มันอาจจะไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด

การสื่อสารทางเคมีระหว่างแมลงไม่ได้ถูกควบคุมโดยฟีโรโมนตัวเดียวเสมอไป สารประกอบหลายชนิดมักทำงานร่วมกัน และการศึกษานี้ไม่ได้พิจารณาถึงเรื่องนั้น เขาบอกว่ามีโอกาสที่กลิ่นอื่นๆ ของตั๊กแตนอยู่รวมกันเป็นฝูงสามารถโต้ตอบกับ 4VA ได้ คำสั่งผสมอาจทำให้การโทรเข้าสู่สังคมเข้มข้นขึ้น

กระนั้น ความคาดหมายของกับดักเหยื่อเพื่อควบคุมตั๊กแตนยังทำให้ทอร์โทตื่นเต้น “เราไม่มีทางดึงดูดตั๊กแตนได้ดี” เขากล่าว หลายภูมิภาคจัดการกับการระบาดโดยการทิ้งยาฆ่าแมลงลงบนฝูงบินจากเครื่องบิน การทิ้งสารเคมีนี้อาจเป็นอันตรายต่อปศุสัตว์และสิ่งแวดล้อม กับดักที่เจือด้วย 4VA สามารถรวบรวมตั๊กแตนได้ เมื่อพวกมันรวมอยู่ในที่เดียว การฆ่าพวกมันอาจง่ายขึ้น เหยื่อดังกล่าวจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งหากพวกมันดึงดูดตั๊กแตนประเภทอื่นด้วย เช่น สายพันธุ์ทะเลทราย

การศึกษานี้ยังสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์เปลี่ยนตั๊กแตนเองได้ คังและเพื่อนร่วมงานระบุโปรตีนของตั๊กแตนที่ตรวจจับ 4VA มันตั้งอยู่บนขนประสาทสัมผัสเฉพาะที่ยื่นออกมาจากหนวดของแมลง

การแก้ไขยีนเพื่อควบคุมฝูง?

เครื่องมือแก้ไขยีนที่เรียกว่า CRISPR/Cas9 ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ปรับแต่ง DNA ของสิ่งมีชีวิตได้ การใช้ CRISPR ทำให้คังและวิทยาลัยของเขาสามารถเปลี่ยน DNA ของตั๊กแตนเพื่อไม่ให้แมลงทำเครื่องตรวจจับ 4VA อีกต่อไป หากไม่มีสารเคมีดังกล่าว สารเคมีจะไม่ดึงดูดตั๊กแตนอีกต่อไป

นักวิจัยแนะนำว่าสารเคมีที่ขัดขวางเสาอากาศจากการตรวจจับ 4VA สามารถฉีดพ่นบนตั๊กแตนเพื่อป้องกันการจับกลุ่ม หรือนักวิทยาศาสตร์สามารถออกแบบตั๊กแตนเพื่อไม่ให้สร้างเซ็นเซอร์ 4VA ตั๊กแตนดังกล่าวจะมีโอกาสน้อยกว่าที่จะจับกลุ่ม

งานวิจัยที่นำเสนอวิธีใหม่ๆ ในการจัดการศัตรูพืชโดยไม่ใช้สารพิษนั้นเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมาก Arianne Cease กล่าว เธอศึกษาความยั่งยืน — วิธีการใช้ทรัพยากรเพื่อให้พร้อมใช้งานในอนาคต — ที่ Arizona State University ใน Tempe เทคโนโลยีดังกล่าวยังคงเป็นทางปิด CRISPR อาจมีผลนอกเป้าหมาย เช่น การแก้ไข DNA ที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ต้องการเปลี่ยนแปลง

การเปลี่ยน DNA ของสายพันธุ์อาจเปลี่ยนตั๊กแตนในแบบที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจ การเปลี่ยนแปลงยีนของตั๊กแตนจะส่งต่อไปยังลูกหลาน นั่นอาจทำให้การเปลี่ยนแปลงที่เป็นอันตรายอย่างถาวร ผู้ที่ได้รับผลกระทบจากฝูงตั๊กแตนจะต้องชั่งน้ำหนักปัญหาเช่นนี้ ก่อนที่ใครจะแก้ไข DNA ของตั๊กแตนป่า

หยุดคำถามด้วยว่าการปิดยีนหนึ่งตัวจะป้องกันฝูงหรือไม่ การเป็นฝูงเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทั้งชุด ตั๊กแตนเปลี่ยนพฤติกรรมการทำงานของร่างกายและขนาดร่างกาย การปรับแต่งเพียงด้านเดียวของสิ่งนี้อาจไม่สามารถป้องกันการจับกลุ่มได้ “ฉันจะแปลกใจถ้ามีปืนสูบเพียงอันเดียว”

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ wallysracephotos.com