Gräshoppor är vanligtvis ofarliga ensamvargar. Men i en mässa blir de plågor. En svärm kan innehålla hundratals miljoner gräshoppor! Dessa horder kan korsa kontinenter och äta genom grödor längs vägen. En ny studie har nu funnit vad som kan få en enda gräshoppa att besluta sig för att bli social.
Grupper av gräshoppor pumpar ut en kemikalie, finner nu forskare. Och det kan förklara hur individer av en gräshoppsart går från ensamvargar till publikälskare. Fyndet kan också hjälpa forskare att utveckla nya sätt att kontrollera eller bryta upp gräshoppsvärmar. De kanske till och med kan använda dessa dofter för att bete insekterna i fällor.
När ensamma gräshoppor möts gör de mer än att umgås. De förvandlas till vad forskare kallar sin “sällskapliga” form. Det är ett fint ord för social. En sällskapsgräshoppa är en större, hungrigare gräshoppa än tidigare. Och sällskapsgrupper tenderar att växa sig större och större.
En svärm av ökengräshoppor (Schistocerca gregaria) stor som staden Rom äter som mycket mat på en dag som 51 miljoner människor. Det är hela Kenyas befolkning. I år upplever Östafrika sin värsta gräshoppeplag på decennier.
Forskare var inte säkra på vad som lockade ensamma migrerande gräshoppor av en annan art, Locusta migratoria, att samlas. Men de misstänkte att det kan vara kemikalier som kallas aggregationsferomoner (FAIR-uh-moans). Dessa luftburna dofter släpps ut av insekterna och kan fungera som en ledstjärna. De kunde tillkalla andra gräshoppor för att förvandlas till en sällskaplig svärm.
Le Kang är en entomolog, någon som studerar insekter. Han och hans kollegor vid den kinesiska vetenskapsakademin i Peking spanade efter aggregerade feromoner. De började med att identifiera kemikalier som gräshoppor pumpar ut. Teamet blåste upp sex av dessa dofter i arenor med ensamma gräshoppor. De testade också kontrolldofter – de som inte gjordes av sällskapsgräshoppor. Målet var att se om någon av de sex dofterna lockade insekterna. En gjorde det. Kallas 4VA (för 4-vinylanisol) och drog in gräshoppor av alla kön och åldrar, oavsett om de var ensamma eller sällskapliga.
Det är viktigt, säger Baldwyn Torto, som inte var inblandad i studien. Som kemisk ekolog studerar han kemiska interaktioner mellan organismer och deras miljö. Han arbetar på International Center of Insect Physiology and Ecology i Nairobi, Kenya. Att attrahera både ensamma och sällskapsgräshoppor, säger han, betyder att 4VA kan fungera för att både föra in ensamma gräshoppor i svärmen och hålla ihop den svärmen över tiden.
Kom tillsammans, just nu
Ensamma gräshoppor börjar spy ut 4VA när de samlas i grupper så små som fyra eller fem, fann Kang. När gruppstorleken växer ökar 4VA-nivåerna. Det kan sända en större signal och bidra till en exponentiell tillväxt, vilket leder till svärmar.
Kang och hans kollegor bekräftade också att 4VA kan locka gräshoppor i den verkliga världen. För att testa detta agerade de klibbiga fällor med kemikalien och satte dem på konstgräs och ett naturligt häckningsområde för migrerande gräshoppor i norra Kina. Fällor med 4VA lockade fler gräshoppor än fällor utan feromon. Effekten var liten, här. Men forskarna testade fällorna endast på gräshoppor en bit bort.
Forskarna beskrev sina fynd den 12 augusti i tidskriften Nature.
“Det är en betydelsefull och spännande studie”, säger Torto. “Detta har potential.” Men även om 4VA helt klart är en spelare, konstaterar han, är det kanske inte hela historien.
Kemisk kommunikation mellan insekter styrs inte alltid av ett enda feromon. Flera föreningar fungerar ofta tillsammans. Och den här studien tittade inte på det. Han säger att det finns en chans att andra lukter av gräshoppor kan interagera med 4VA. Kombinationen kan göra att man intensifierar uppmaningen att bli social.
Ändå upphetsar Torto möjligheten att få fällor för gräshoppor att bekämpa bete. “Vi har inget bra sätt att locka gräshoppor”, säger han. Många regioner hanterar utbrott genom att dumpa bekämpningsmedel på svärmar från flygplan. Denna kemikaliedeponi kan skada boskapen och miljön. Fällor spetsade med 4VA kunde koncentrera gräshoppor. När de alla är på ett ställe kan det bli lättare att döda dem. Sådana beten skulle vara särskilt användbara om de lockar till sig andra typer av gräshoppor också, som ökenarterna.
Denna studie kan också hjälpa forskare att förändra gräshopporna själva. Kang och hans kollegor identifierade gräshoppans protein som detekterar 4VA. Den ligger inbäddad på specifika sensoriska hårstrån som sträcker sig från insektens antenner.
Kommer: Genredigering för svärmkontroll?
Ett genredigeringsverktyg känt som CRISPR/Cas9 låter forskare justera en organisms DNA. Med hjälp av CRISPR kunde Kang och hans högskolor ändra gräshoppans DNA så att insekterna inte längre gjorde en 4VA-detektor. Utan det lockade kemikalien inte längre in i gräshopporna.
En kemikalie som blockerar antenner från att känna av 4VA skulle kunna sprayas på gräshoppor för att förhindra svärmning, föreslår forskarna. Eller så kan forskare konstruera gräshoppor så att de inte gör 4VA-sensorn. Sådana gräshoppor skulle vara mindre benägna att svärma.
Förklarare: Hur CRISPR fungerar
All forskning som erbjuder nya sätt att hantera skadedjur utan gifter är väldigt spännande, säger Arianne Cease. Hon studerar hållbarhet – hur man använder resurser så att de är tillgängliga i framtiden – vid Arizona State University i Tempe. Sådan teknik är fortfarande långt borta. CRISPR kan ha effekter utanför målet, som att redigera DNA som forskare inte vill ändra.
Att ändra en arts DNA kan också förändra gräshoppor på ett sätt som forskarna ännu inte förstår. Förändringar i en gräshoppas gener skulle överföras till vilken avkomma som helst. Det kan göra alla skadliga förändringar permanenta. Människor som drabbats av gräshoppssvärmar skulle behöva väga frågor som dessa, innan någon redigerar vilda gräshoppans DNA.
Sluta också fråga om att stänga av en gen skulle förhindra svärmar. Att bli en svärm innebär en hel uppsättning förändringar. Gräshoppor ändrar sitt beteende, kroppsfunktion och kroppsstorlek. Att justera bara en aspekt av detta kanske inte förhindrar svärmning, säger hon. “Jag skulle bli förvånad om det bara fanns en rökande pistol.”
Leave a Reply