Şeker Kamışı Zararlısı Kendini Isıdan Korumak İçin Köpük Üretir

0
103
Brezilyalı araştırmacılar, büyük bir şeker kamışı zararlısı olan kök spittlebug’un larvaları tarafından üretilen kabarcıkların, gelişme sırasında optimal vücut ısısını korumak için bir termal izolatör görevi gördüğünü keşfettiler.
Köpüğün küçük topları, yaz aylarında Brezilya’daki şeker kamışı ekim alanlarındaki bitkilerin köklerine yakın yerlerde görülebilir. Köpük, Neotropikler boyunca bitki ve meraların önemli bir haşeresi olan, kök salgısı Mahanarva fimbriolata’nın nimflerini korumaktadır.

 

Aynı üniversitenin São Carlos Fizik Enstitüsü’nün (IFSC-USP) meslektaşlarıyla işbirliği içinde São Paulo Üniversitesi’nden Luiz de Queiroz Koleji (ESALQ-USP) Üniversitesindeki araştırmacılar, insektin sıcaktan korunmak için köpüğü ürettip dış ortama verdiğini keşfettiler.

Köpük topunun içindeki sıcaklık toprağınkine benzer ve böcek gelişmesi için idealdir, gün boyunca güneş etkili olsada köpükteki böcek sıcaklığı gün boyu sabit kalır. Araştırmayı açıklayan bir makalenin kısımları aşağıda yer almaktadır.

“Spittlebug tarafından üretilen köpüğün termoregülasyonda [optimal vücut ısısının korunması] hizmet ettiği teorisi 1950’lerden beri olduğu kanısındadır ancak şimdiye kadar hiç kanıtlanmamıştır. Doğrudan analiz yoluyla kanıt elde ettik” diyor José Maurício Simões Bento Araştırmanın ortak yazarı.

Burada bir köpüğün topunu oluşturan bir speckbug’u gösteren bir video izleyin: https://www.youtube.com/watch?v=kEs8leBCee8)

Araştırma, Brezilya Federal Hükümeti’nin ülkedeki çeşitli finansman kurumlarıyla ortaklaşa geliştirdiği bir girişim olan Brezilya Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüleri (INCTs) kapsamında yürütülmüştür. Bento, São Paulo Araştırma Vakfı – FAPESP’nin desteğiyle Tarımda INCT Semiochemicals için ana araştırmacıdır.

Araştırmacılar, önceden hasat edilmiş şeker kamışı yakma yasağı 2016’nın ardından São Paulo Eyaletindeki şeker kamışı tarlaları üzerinde bulunan çok sayıdaki sayılarda keskin bir artış gözlemlemişti. Köpüklerindeki nimfler tipik olarak Kasım ve Mart ayları arasında, atmosferik nemin düşük olduğu ve yağmur mevsimi nedeniyle toprağın ıslandığı dönemlerde görülür.

Köpüğün, yetişkin evresine ulaşmadan önce böcek gelişiminin bu önemli aşamasında ısıl korumayı gerçekten sağlayıp sağlamadığını belirlemek için, araştırmacılar, Piracicaba bölgesinde bir şeker kamışı ekimi üzerinde köpük ve toprağın dışındaki sıcaklıkları gözlemleyen saha deneyleri yaptılar. São Paulo Devleti’nin sıcaklıkların önemli ölçüde dalgalandığı sıcak bir yaz gününde saha deneyleri yapılmıştır.

Analiz sonuçları, dış sıcaklıklar 24.4 ° C ila 29.2 ° C arasında değişirken, köpüğün içindeki sıcaklığın gün boyunca yaklaşık 25 ° C’de sabit kaldığını, bu da nimf safhası için ve tipik toprak sıcaklığına benzer şekilde ideal olduğunu gösterdi.

ESALQ-USP entomolojisinde doktora öğrencisi ve çalışmanın başka bir yazarı olan Mateus Tonelli, “Köpüğün, gelişiminin bu aşamasında böcekler için termal koruma sağladığını doğruladık” diyor.

Termoregülasyon mekanizması

Köpüğün ısıl direncini sahada bulunanlardan daha yüksek sıcaklıklarda ölçmek için, FAPESP destekli araştırmada, köpük kaplı spittlebug perilerinin 32 ° C ve 33 ° C arasında ısıtılan bir bitki büyüme bölmesine yerleştirildiği bir laboratuar deneyi vardı.

Analiz, büyüme bölmesindeki sıcaklık 32 ° C olduğunda, köpüğün içindeki sıcaklığın 30 ° C aralığında yaklaşık 2 ° C daha düşük olduğunu ve köpüğün yapısının bozulmadan kaldığını gösterdi.

“Köpüğün sıcaklığın 32 ° C’nin altında olması, böcek için öldürücü olan sıcaklığın bir ısı düzenleyici mekanizma olarak davrandığını gözlemlemekteyiz. Özetle, köpük, sıcaklığın düşük olduğu bir tür mikrohabitat veya mikro ortamdır. Tonelli, dışarıdaki sıcaklık dalgalanmalarından bağımsız olarak dışarıda kalıyor ve sabit kalıyor.

FAPESP tarafından finanse edilen enstitüdeki araştırmacılar ayrıca, köpük üretimi ve stabilitesi ile ilgili bileşikleri tanımlamak için köpüğün kimyasal bileşimini de analiz ettiler.

Önemli miktarda palmitik asit ve stearik asit yanı sıra proteinler ve karbonhidratlar buldular. Bu maddeler, yüzey gerilimini azaltarak ve viskozite ve elastikiyete dayalı kabarcık büyüklüğünü ve dağılımını modüle ederek köpüğü stabilize eden sürfaktanlar olarak görev yapar. Karbonhidratlar ve proteinler arasındaki etkileşimler, böceğin etrafındaki köpüğü sertleştiren ve stabilize eden stabil bir film oluşturur.

Bento, “Kabarcıkları katı bir yapıya dönüştüren köpüğün kimyasal bileşimi şimdiye kadar yeterince anlaşılmamıştır.” Dedi.

Köpük, üzerinde, hava, palmitik ve stearik asit ile karıştırılmış olan nimflerin beslendiği şeker kamışı sapından sıvı ve emülsiyonlar oluşturmak için yüzey ve ara yüzey gerilimini azaltan proteinler ve karbonhidratlar içerir.

Köpüğü üretmek için, sprinkbug larvası şeker kamışı bitkisinin köklerini ksilere, sapı taşıyan dokuya ve sıvıyı emen ağızlık aparatını kullanır. Bu sıvının bir kısmı, böceklerin Malpighian tübüllerinde, ana boşaltım organında bulunan diğer maddelerle karışır.

Nimfler, karın ventral boşluğuna hava emerek köpük üretirler. Bu hava, Malpighian tübüllerinde yüzey aktif madde molekülleri ve sıvısı ile karıştırılarak karın terminal kısmında kabarcıklar oluşur.

“Filogenetik çalışmalar, spontanböceğin yaklaşık 200 milyon yıl önce ağustostan evrimleştiğini göstermiştir, ki bu da nimf safhası sırasında yıllarca uygun termal koşullarda yaşamasını sağlayan bir yeraltı tüneli oluşturur. Vücut ısısı hiçbir ısı yalıtımı mekanizması olmadan sabit kalır. Bento, spittlebug larvası tarafından üretilen köpük, böcek için ‘toprak uzantısı’ olarak hizmet edebilir.

“Gözbebeklerinin bacaklarından farklı olarak, spittlebug nymphinin ön bacakları sabit bir sıcaklık sağlamak için toprağa girecek kadar güçlü değildir. Spearbug larvasının hassas bir kütikülü vardır ve köpüğün sağladığı koruma olmadan, savunmasızdır. (yüksek sıcaklıklar ve düşük nem gibi çevresel faktörler.) ”

Bento’ya göre, köpüğün fiziki ve kimyasal özellikleri hakkında bilgi, speckbug larvası tarafından kabarcık oluşumunu engelleyen bileşikler geliştirerek haşereyi kontrol etmek için kullanılabilir.

“Şu anda, köpüğü ortadan kaldırabilecek ticari olarak mevcut herhangi bir bileşik yoktur” dedi.

Bir başka olasılık, köpükten esinlenilerek ısı yalıtkanlarının geliştirilmesidir.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here