در هاوایی، انگل‌ها و ویروس‌ها در نبرد با مگس‌های میوه متحد می‌شوند - یک حشره‌شناس پیامدهای کنترل جهانی آفات را توضیح می‌دهد.

تبریز امروز:

در اواخر تابستان در یکی از سواحل جزیره هاوایی قدم بزنید و احتمالاً با میوه‌های بادام شکلی که در شن‌ها افتاده‌اند، برخورد خواهید کرد. آجیل کمانی کاذب یا بادام استوایی شناخته می‌شود و از درختان بلند و سایه‌دار ترمینالیا کاتپا که مناظر زیبای اقیانوس در جزیره را پوشانده‌اند، سقوط می‌کنند.

اما چیزی که ممکن است برای یک ساحل‌نشین معمولی روشن نباشد این است که جنگی برای بقا در گوشت این میوه‌های بی ادعا وجود دارد. بادام استوایی یکی از بسیاری از میدان های نبرد فعال در جنگ بین یک آفت کشاورزی جهانی، یک زنبور انگلی و یک ویروس مفید است.

به عنوان یک حشره شناس که به مطالعه ویروس های حشرات می پردازد، می خواهم تعاملات پیچیده ای که حشرات با میکروب ها ایجاد کرده اند را باز کنم. این یافته ها ممکن است به محققان در مقابله با مسائل امنیت غذایی جهانی کمک کند.

درختان ترمینالیا کاتپا در سواحل هاوایی رایج هستند. میوه های بادام استوایی آنها اغلب با مگس های میوه تفریتی نابالغ آلوده می شود. 

در مرکز این درگیری مگس‌های میوه مهاجم از خانواده Tephritidae قرار دارند که بسیاری از آنها در سراسر جهان پخش شده‌اند و صدها میوه و سبزیجات تجاری را ویران کرده‌اند.

در هاوایی، چندین گونه از مگس میوه تفریدی که از اواخر دهه 1800 شروع به حمله کرده اند، خسارات اقتصادی عمده ای به تولید میوه در سراسر جزایر وارد ساخته اند. دانشمندان و میوه‌کاران از زمان معرفی اولیه این مگس‌ها تلاش‌های زیادی را برای کنترل این مگس‌ها انجام داده‌اند، اما آنها همچنان یک مشکل جدی اقتصادی هستند.

یکی از روش های قابل اطمینان کنترل رهاسازی حشرات کوچکی به نام زنبورهای پارازیتوئید در طبیعت بوده است که می توانند مگس های میوه نابالغ را شکار کرده و آنها را برای نابودی هدف قرار دهند. اصطلاح پارازیتوئید ارگانیسمی را توصیف می کند که رشد خود را به عنوان یک انگل سپری می کند و در نهایت میزبان خود را می کشد.

زنبورهای انگلی از نیش درازی که به نام تخم‌گذار معروف است برای سوراخ کردن میوه‌هایی که مگس‌ها در حال رشد هستند استفاده می‌کنند و بدن مگس را سوراخ می‌کنند تا تخمی بگذارند. تخم زنبور در داخل میزبان مگس بیرون می آید و به تدریج کل مگس را از داخل به بیرون می بلعد.

استفاده انسان از زنبورهای پارازیتوئید یا سایر دشمنان طبیعی برای کنترل جمعیت آفات به عنوان کنترل بیولوژیکی یا کنترل زیستی شناخته می شود. در هاوایی به قدری موفقیت آمیز بود که چندین گونه از زنبورهای انگلی جمعیت های وحشی را در این جزایر ایجاد کردند. آنها تا به امروز به طور مداوم به سرکوب چندین آفت مگس میوه کمک کرده اند.

رهاسازی حشرات غیربومی برای کنترل زیستی می تواند عواقب منفی پیش بینی نشده ای برای اکوسیستم های محلی داشته باشد. بنابراین، آژانس های فدرال مانند وزارت کشاورزی ایالات متحده مقررات سختگیرانه ای برای برنامه های کنترل زیستی جدید و موجود دارند.

مگس میوه شرقی، Bactrocera dorsalis، یکی از بدنام ترین آفات مگس میوه در جهان است، زیرا توانایی آن در آلوده کردن صدها محصول مختلف میوه را دارد. 
دشمن دشمن من دوست من است
بنابراین، چگونه زنبورها به شاهکار چشمگیر کاهش جمعیت آفت مگس میوه دست می یابند؟ هنگامی که زنبور در داخل میزبان مگس گذاشته شد، باید با سیستم ایمنی مگس روبرو شود، که سعی می کند تخم را قبل از جوجه ریزی خفه کند.

این محیط نامناسب، زنبورها را مجبور کرده است تا زرادخانه ای از مواد میکروسکوپی، که به عنوان عوامل مولکولی نیز شناخته می شوند، برای مبارزه با دفاع مگس ها تکامل دهند. اینها شامل ترکیبی از مولکول های مختلف است که توسط مادر زنبور در زمان تخم گذاری معرفی شده است.

هدف این عوامل دستکاری فرآیندهای فیزیولوژیکی مگس میوه، مانند رشد آن از تخم به بالغ و پاسخ ایمنی آن به انگل های مهاجم است. با تعامل با اجزای مولکولی مانند پروتئین‌ها که مسیرهای فیزیولوژیکی حشرات را می‌سازند، عوامل زنبور پارازیتوئید می‌توانند رشد میزبان حشره را به تاخیر بیندازند و ایمنی میزبان را سرکوب کنند تا به فرزندان زنبور اجازه دهند بدون آسیب از بافت مگس تغذیه کنند.

این داستان منشا مشارکت نامحتملی است که بسیاری از گونه‌های زنبور انگلی با ویروس‌های مفید ایجاد کرده‌اند. ذرات ویروس در اندام های تناسلی زنانه به مقدار زیادی تکثیر می شوند

asps در طول توسعه خود. سپس مادران زنبور از تخمگذار خود مانند سوزن زیرپوستی برای تزریق ذرات ویروس به حشرات میزبان در طول تخم‌گذاری استفاده می‌کنند.

ذرات ویروس به سلاح های بیولوژیکی تبدیل می شوند که سلول های میزبان زنبور را آلوده می کنند. این عفونت فرآیندهایی مانند پاسخ ایمنی مگس را مختل می کند. زنبورهای در حال توسعه از فعالیت این ویروس سود می‌برند و با انتقال ویروس به نسل‌های بعدی زنبورها، لطف خود را برمی‌گردانند.

همه قهرمانان شنل نمی پوشند
Diachasmimorpha longicaudata یک زنبور نارنجی کوچک و روشن است که تخم‌گذار آن دراز است. ترجمه تحت اللفظی longicaudata در لاتین "دم دراز" است. اما اجازه ندهید ظاهر کاریزماتیک آن شما را فریب دهد.

D.longicaudata در توانایی خود برای خوردن چندین گونه آفات مگس میوه، مانند مگس میوه مدیترانه ای، Ceratitis capitata، و مگس میوه شرقی، Bactrocera dorsalis، وحشی است. به دلیل توانایی D.longicaudata برای حمله به طیف گسترده ای از آفات مگس میوه، متخصصان مدیریت آفات در سراسر جهان زنبورها را در اکوسیستم های کشاورزی رها کرده اند، جایی که آنها به طور قابل اعتماد جمعیت های جدیدی را ایجاد می کنند و کنترل پایدار آفات را فراهم می کنند.

مانند بسیاری از پارازیتوئیدها، D.longicaudata اتحادی با ویروسی به نام Diachasmimorpha longicaudata entomopoxvirus یا DlEPV ایجاد کرده است.

نموداری که یک زنبور را نشان می دهد که ذرات ویروس را به حشره مگس تزریق می کند، ویروسی که حشره را آلوده می کند، یک زنبور در حال رشد در ماگوت و سپس ویروس در حال تکثیر در زنبور رشد یافته است. زنبورهای Diachasmimorpha longicaudata از یک ویروس همزیست برای زنده ماندن به عنوان انگل در میزبان مگس میوه استفاده می کنند. 
DlEPV در غده سم زنبورهای ماده که میلیاردها ذره ویروس را ذخیره می کند، تکثیر می شود. ذرات ویروس به قدری متراکم در آنجا جمع می شوند که اغلب باعث می شوند غده زهر آبی رنگین کمانی به نظر برسد.

ذرات DlEPV زمانی که در آزمایشگاه به مگس ها تزریق می شوند بسیار کشنده هستند. این ویروس رشد مگس را منجمد می کند و با رها شدن تا زمان مرگ نهایی مگس تکثیر می شود.

در مقابل، اتحاد بین زنبور و ویروس آنقدر قوی است که درمان زنبورهای D.longicaudata از عفونت DlEPV ساکن آنها باعث می‌شود که فرزندان زنبور در داخل میزبان مگس بمیرند.

غده سم زنبورهای ماده Diachasmimorpha longicaudata محل زندگی همزیست ویروسی DlEPV است که به وفور ذخیره می‌شود که لوله‌های غدد سمی وقتی زیر میکروسکوپ نوری تشریح می‌شوند آبی به نظر می‌رسند. 
یک مسیر بالقوه جدید رو به جلو
من و همکارانم مطالعه‌ای منتشر کردیم که نشان می‌دهد DlEPV ممکن است نقش مهمی در کمک به D. longicaudata در تهیه یک وعده غذایی از آفات مختلف مگس میوه ایفا کند. ما یک ارتباط بین بقای D. longicaudata و مرگ‌ومیر DlEPV در گونه‌های مختلف میزبان مگس میوه پیدا کردیم.

هنگامی که ما مگس های C. capitata و B.dorsalis را با DlEPV آلوده کردیم، ویروس با موفقیت تکثیر شد و تعداد زیادی از میزبان مگس ها را کشت. با این حال، DlEPV نمی تواند در مگس خربزه، Zeugodacus cucurbitae، یک گونه مگس که زنبورهای D.longicaudata نمی توانند از آن به عنوان میزبان استفاده کنند، تکثیر شود.

این یافته‌ها نور جدیدی را به تأثیر ویروس‌ها بر رقابت میزبان و انگل می‌تاباند. وجود این ویروس ها می تواند بر میزان مفید بودن زنبورهای پارازیتوئید در خلاص شدن از شر آفات مگس میوه تأثیر بگذارد. در مورد D.longicaudata، ویروس مرتبط با آن ممکن است مسئول چندین دهه کمک قابل اعتمادی باشد که این زنبور به برنامه های کنترل زیستی مگس میوه در سراسر جهان ارائه کرده است.

این کار همچنین ابزار بالقوه جدیدی را در جنگ با آفات مگس میوه نشان داده است. DlEPV اکنون به عنوان یک دشمن کشنده برای چندین گونه از مخرب ترین گونه های آفت جهان شناخته می شود. اگر محققان بتوانند دقیقاً چگونگی بهره‌برداری DlEPV از میزبان‌های مگس را در سطح مولکولی تعیین کنند، روزی می‌توانند همان استراتژی‌هایی را که این ویروس استفاده می‌کند در روش‌های جدید کنترل آفات مگس میوه بگنجانند.