ฝูงตั๊กแตนสามารถใช้สารเคมีเพื่อหลีกเลี่ยงการถูกกินเนื้อ

สารประกอบ “อย่ากินฉัน” ส่งสัญญาณว่าแมลงกลายเป็นสารพิษ สำหรับตั๊กแตนหลายๆ ตัว การอยู่เป็นฝูงคือการปิกนิก สภาพแออัดสร้างโลกตั๊กแตนกินตั๊กแตน แต่กลับกลายเป็นว่าแมลงที่อพยพย้ายถิ่นบางชนิดใช้ฟีโรโมน “อย่ากินฉัน” ซึ่งสามารถขัดขวางเพื่อนที่กินเนื้อคนของพวกมันได้

เมื่ออยู่รวมกัน ตั๊กแตนอพยพวัยอ่อน (Locusta migratoria) จะปล่อยสารระเหยที่เรียกว่า ฟีนิลอะซีโตไนไทรล์ (Phenylacetonitrile) หรือ PAN ออกมา นักวิจัยรายงานในวารสาร Science เมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม ตั๊กแตนที่ออกแบบมาเพื่อไม่ให้ฟีโรโมนถูกกินบ่อยขึ้น การศึกษาพบ และผู้ที่ไม่สามารถตรวจจับ PAN ได้มีแนวโน้มที่จะกินผู้อื่นที่ผลิตขึ้น ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าสารประกอบมีบทบาทในการยับยั้งการกินเนื้อคน

ระดับของการกินเนื้อคนในฝูง “จะมีความสมดุลอย่างต่อเนื่อง” บิล แฮนส์สัน นักประสาทวิทยาแห่งสถาบันมักซ์พลังค์เพื่อนิเวศวิทยาเคมีในเมืองเยนา ประเทศเยอรมนีกล่าว “เพื่อน ๆ ของคุณหิวแค่ไหนที่อยู่ข้างหลังคุณ และคุณได้กลิ่นแรงแค่ไหน”

การกินเนื้อคนเป็นเรื่องธรรมดาในอาณาจักรสัตว์ โดยทั่วไปเป็นวิธีที่สะดวกสำหรับสัตว์ในการเสริมอาหารเมื่ออาหารขาดแคลน สำหรับ L. migratoria พฤติกรรมจะเริ่มขึ้นเมื่อแมลงเปลี่ยนวิถีชีวิต

ตั๊กแตนจะอยู่ห่างกันและไม่กินกันเอง เมื่อฝูงตั๊กแตนหนาแน่นขึ้นรอบๆ แหล่งอาหารที่ลดน้อยลง ตั๊กแตนจะอยู่รวมกันเป็นฝูง

พวกเขาดึงดูดกันมากขึ้นและกระตือรือร้นมากขึ้น อพยพและมีส่วนร่วมในการกินเนื้อคน ที่ช่วยให้กลุ่มสามารถอยู่รอดได้นานขึ้นในขณะที่ค้นหาสารอาหารมากขึ้น งานวิจัยบางชิ้นชี้ว่าการกินเนื้อคนอาจสนับสนุนพฤติกรรมการจับกลุ่มของตั๊กแตน เนื่องจากผู้คนจะเคลื่อนตัวเป็นฝูงเพื่อหลีกเลี่ยงการถูกโจมตีจากด้านหลัง

เป็นที่ทราบกันดีว่า L. migratoria ผลิตสารเคมีหลายร้อยชนิด ซึ่งบางชนิดก็ขับไล่สายพันธุ์ของมันเอง Hansson และเพื่อนร่วมงานต้องการดูว่าสารเหล่านี้ขัดขวางการโจมตีของการกินเนื้อคนโดยเฉพาะหรือไม่

ขั้นแรก ทีมงานได้คัดกรองสารประกอบที่ให้ออกเฉพาะในช่วงที่อยู่เป็นกลุ่มเท่านั้น หนึ่งในนั้นคือ PAN ซึ่งกระตุ้นความสนใจของนักวิจัยเมื่อแตกตัวเป็นไฮโดรเจนไซยาไนด์ และก่อนหน้านี้เคยแสดงให้เห็นว่าสามารถขับไล่นกที่โจมตี L. migratoria ได้

เมื่อตั๊กแตนเริ่มได้กลิ่นของสารประกอบ พวกมันจะกลายเป็นอาหารที่อันตราย Hansson กล่าว “ค่า PAN ยิ่งสูง ยิ่งเป็นพิษ”

การทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าตั๊กแตนสร้าง PAN เมื่อสิ่งต่าง ๆ เริ่มแออัด และปริมาณเพิ่มขึ้นเมื่อมีตั๊กแตนเข้าร่วมกลุ่มมากขึ้น ต่อไป ทีมงานมุ่งเน้นไปที่ยีนหนึ่งตัว LmOR70a ในระบบรับกลิ่นของตั๊กแตนที่มีการตอบสนองต่อสารเคมีมากที่สุด ทีมงานสร้างตั๊กแตนบางตัวไม่สามารถดมกลิ่น PAN ได้โดยใช้การตัดต่อยีน และบางตัวไม่สามารถสร้างตั๊กแตนได้

นักวิจัยจัดกลุ่มตั๊กแตนไว้ในกรงที่มีผู้คนหนาแน่นจำนวน 100 ตัว อัตราการกินเนื้อคนของตั๊กแตนในป่ามีน้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ แต่เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ในกลุ่มตั๊กแตนที่ไม่สามารถผลิต PAN ได้ และเมื่ออยู่ในกรงที่มีตั๊กแตนปกติ 50 ตัวที่อดอาหารอยู่ บุคคลที่ไม่ผลิต PAN จะถูกโจมตีและกินมากกว่าตั๊กแตนที่ได้กลิ่น PAN อย่างมีนัยสำคัญ ตั๊กแตนที่ออกแบบให้ตรวจไม่พบ PAN ไม่ชอบการกินพวกที่ผลิตฟีโรโมนหรือพวกที่ไม่ชอบ

การกินเนื้อคนเป็นภัยคุกคามต่อตั๊กแตนวัยอ่อนเนื่องจากพวกมันยังไม่มีปีก ดังนั้นสารประกอบนี้อาจมีประโยชน์มากกว่าสำหรับพวกมัน “พวกมันต้องเดินต่อไปและถูกผลัก ดังนั้นการกินเนื้อคนจึงกลายเป็นภัยคุกคามอย่างแท้จริง” Hansson กล่าว “เมื่อพวกมันโตเต็มวัย พวกมันสามารถบินหนีไปได้”

งานนี้เป็น “ความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้นสำหรับชีววิทยาของตั๊กแตนและการส่งสัญญาณทางเคมี” Arianne Cease นักนิเวศวิทยาซึ่งเป็นหัวหน้าโครงการ Global Locust Initiative ที่ Arizona State University ใน Tempe กล่าว การใช้ฟีโรโมนนี้อธิบายว่าตั๊กแตนอพยพที่มีความหนาแน่นสูงสามารถใช้ประโยชน์จากการอยู่รวมกันเป็นกลุ่มได้อย่างไรโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการกินเนื้อคน เธอกล่าว

  1. migratoria เป็นตั๊กแตนสายพันธุ์ที่แพร่หลายมากที่สุด พบได้ทั่วแอฟริกา ยูเรเซีย ลงไปจนถึงออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ มีรายงานโรคระบาดย้อนหลังไปถึง 200 ปีก่อนคริสตกาล ในประเทศจีนและปัจจุบันเป็นศัตรูพืชทางการเกษตรที่สำคัญในรัสเซีย ฝูงสามารถขยายพันธุ์จนหนาแน่นกว่า 10,000 ตัวต่อตารางเมตร

Greg Sword นักกีฏวิทยาแห่ง Texas A&M University ใน College Station กล่าวว่าการปิดกั้นความสามารถของตั๊กแตนในการผลิตหรือตรวจจับ PAN สามารถช่วยควบคุมฝูงได้ เนื่องจาก PAN ขัดขวางนกเช่นกัน “การปิดกั้นความสามารถในการผลิตของตั๊กแตนควรทำให้พวกมันเสี่ยงต่อทั้งผู้ล่าและเพื่อนบ้านที่กินเนื้อคนในเวลาเดียวกัน” เขากล่าว

“เราไม่ต้องการกำจัดสายพันธุ์ใด ๆ ทั้งสิ้น” Hansson กล่าว “แต่ที่เจ๋งก็คือ ถ้าคุณสามารถลดขนาดของฝูงสัตว์ให้เล็กลงได้”

 

โมเลกุลเดี่ยวอาจดึงดูดตั๊กแตนที่อยู่โดดเดี่ยวตามปกติให้รวมกันเป็นฝูงใหญ่

สารประกอบที่แมลงปล่อยออกมาอาจนำไปสู่มาตรการควบคุมศัตรูพืชแบบใหม่

ตั๊กแตน มักจะไม่เป็นอันตราย แต่รวมกันกลายเป็นโรคระบาด

เมื่อเงื่อนไขถูกต้อง ตั๊กแตนโดดเดี่ยวจะเริ่มรวมตัวกันและแปลงร่างเป็นรูป “ฝูง” ของพวกมัน กลายเป็นเครื่องกินที่ใหญ่และดุร้ายมากขึ้น กลุ่มเหล่านี้สามารถเติบโตเป็นกลุ่มบริษัทที่ใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ อาจมีความแข็งแกร่งหลายร้อยล้านกลุ่มที่ข้ามทวีปและทำลายพืชผล ฝูงตั๊กแตนทะเลทราย (Schistocerca gregaria) ขนาดเท่ากรุงโรมกินอาหารในหนึ่งวันมากพอๆ กับคนในเคนยา ปีนี้ แอฟริกาตะวันออกกำลังประสบกับโรคระบาดจากตั๊กแตนที่เลวร้ายที่สุดในรอบหลายทศวรรษ

 

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุสารประกอบที่ปล่อยออกมาจากฝูงตั๊กแตนที่อาจอธิบายได้ว่าบุคคลในสปีชีส์ที่แพร่หลายชนิดหนึ่งสามารถเอาชนะความเกลียดชังโดยธรรมชาติในการเข้าสังคมได้อย่างไร การค้นพบซึ่งอธิบายเมื่อวันที่ 12 สิงหาคมใน Nature สามารถแจ้งวิธีการใหม่ในการควบคุมหรือป้องกันฝูงตั๊กแตน โดยอาจดึงดูดแมลงด้วยกลิ่นของพวกมันเอง

 

Baldwyn Torto นักนิเวศวิทยาเคมีแห่งศูนย์สรีรวิทยาและนิเวศวิทยาแมลงระหว่างประเทศในไนโรบี ประเทศเคนยา กล่าวว่า “เป็นการศึกษาที่สำคัญและน่าตื่นเต้น “เราไม่มีวิธีที่ดีในการล่อตั๊กแตน [สารประกอบ] นี้มีศักยภาพ”

นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่าอะไรเกลี้ยกล่อมให้ตั๊กแตนอพยพที่อยู่โดดเดี่ยว (Locusta migratoria) รวมตัวกัน แต่สงสัยว่าสิ่งที่เรียกว่าฟีโรโมนรวมฝูง สารเคมีในอากาศเหล่านี้ที่แมลงปล่อยออกมาอาจทำหน้าที่เป็นเครื่องส่งสัญญาณการดมกลิ่น เรียกตั๊กแตนที่ปกติอยู่โดดเดี่ยวตัวอื่นๆ ให้มาฝูง และเริ่มการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมเป็นฝูงมากขึ้น

Le Kang นักกีฏวิทยาแห่ง Chinese Academy of Sciences ในกรุงปักกิ่งและเพื่อนร่วมงานได้เริ่มค้นหาฟีโรโมนรวมโดยการระบุสารประกอบที่ปล่อยออกมาจากฝูงตั๊กแตนเท่านั้น ทีมงานพ่นกลิ่นทั้ง 6 ชนิดที่อยู่รวมกันเป็นฝูงเหล่านี้ลงในสนามกีฬาพร้อมกับกลิ่นควบคุมเพื่อทดสอบว่ามีกลิ่นใดที่ดึงดูดตั๊กแตนสันโดษหรือไม่ สารประกอบหนึ่งอย่าง 4-vinylanisole หรือ 4VA ทำเคล็ดลับได้ มันพิสูจน์แล้วว่าดึงดูดตั๊กแตนทุกเพศทุกวัย รวมทั้งทั้งแบบโดดเดี่ยวและแบบรวมฝูง

 

นั่นเป็นสิ่งสำคัญ Torto กล่าว เพราะมันแสดงให้เห็นว่า 4VA สามารถทำหน้าที่ทั้งนำตั๊กแตนโดดเดี่ยวเข้ามาในคอกของฝูง ตลอดจนรักษาความเหนียวแน่นของฝูงเมื่อเวลาผ่านไป

 

Kang พบว่าตั๊กแตนโดดเดี่ยวเริ่มปล่อย 4VA เมื่อพวกเขารวมตัวกันเป็นกลุ่มขนาดเล็กเพียงสี่หรือห้าตัว เมื่อขนาดกลุ่มใหญ่ขึ้น ความเข้มข้น 4VA จะเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจกระจายสัญญาณที่ใหญ่ขึ้นและเอื้อต่อการเติบโตของฝูงแบบทวีคูณ

 

Kang และเพื่อนร่วมงานยืนยันว่า 4VA สามารถดึงดูดตั๊กแตนในโลกแห่งความเป็นจริงได้โดยการวางกับดักเหนียวที่มีฟีโรโมนเป็นเหยื่อ ทั้งในสนามหญ้าเทียมและพื้นที่เพาะพันธุ์ตั๊กแตนอพยพตามธรรมชาติในภาคเหนือของจีน กับดัก 4VA ดึงดูดตั๊กแตนได้มากกว่าการควบคุม แม้ว่าผลที่ได้จะค่อนข้างธรรมดาในสนาม และนักวิจัยได้ทดสอบความน่าดึงดูดในระยะใกล้เท่านั้น

 

4VA เป็นผู้เล่นอย่างชัดเจน Torto กล่าว แต่อาจไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด การสื่อสารทางเคมีระหว่างแมลงไม่ใช่พยางค์เดียวเสมอไป ด้วยสารประกอบเพียงชนิดเดียวที่เปลี่ยนพฤติกรรมได้ สารประกอบหลายชนิดมักทำงานร่วมกัน ซึ่งการศึกษานี้ไม่ได้กล่าวถึง เขาบอกว่ามีโอกาสที่กลิ่นพื้นหลังของตั๊กแตนที่อยู่รวมกันเป็นฝูงอาจมีปฏิกิริยากับ 4VA เพื่อขยายสัญญาณการรวมตัวกัน

 

ถึงกระนั้น ความคาดหวังของกับดักที่ใช้เหยื่อสำหรับควบคุมตั๊กแตนทำให้ Torto ตื่นเต้น “เราไม่มีวิธีที่ดีในการดึงดูดตั๊กแตน” เขากล่าว กับดักที่เจือด้วย 4VA อาจทำให้ตั๊กแตนรวมสมาธิและทำให้การรักษาด้วยยาฆ่าแมลงหรือเชื้อโรคง่ายขึ้นมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหาก 4VA ทำหน้าที่เป็นตัวดึงดูดในสายพันธุ์อื่นๆ เช่น ตั๊กแตนทะเลทราย ปัจจุบัน หลายภูมิภาคจัดการการระบาดด้วยการทิ้งสารกำจัดศัตรูพืชบนฝูงสัตว์จากเครื่องบิน ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อปศุสัตว์และสิ่งแวดล้อม

การศึกษานี้ยังเปิดประตูสู่มาตรการควบคุมอื่น ๆ ที่เปลี่ยนแปลงชีววิทยาของตั๊กแตนด้วย Kang และเพื่อนร่วมงานระบุโปรตีนที่ตรวจจับ 4VA ซึ่งตั้งอยู่บนขนประสาทสัมผัสเฉพาะที่ยื่นออกมาจากหนวด นักวิจัยใช้เทคโนโลยีการตัดต่อยีน CRISPR/Cas9 เพื่อปิดใช้งานเครื่องตรวจจับ 4VA นี้ โดยพบว่าบุคคลที่ดัดแปลงพันธุกรรมไม่ดึงดูด 4VA อีกต่อไป

 

นักวิจัยแนะนำสารประกอบที่ปิดกั้นเสาอากาศจากการตรวจจับ 4VA บนตั๊กแตนเพื่อป้องกันฝูง อีกทางเลือกหนึ่ง ตั๊กแตนที่ดัดแปลงพันธุกรรมให้ขาดเครื่องตรวจจับ 4VA นี้และมีโอกาสน้อยที่จะรวมฝูง อาจถูกนำเข้าสู่ประชากรเพื่อเป็นมาตรการควบคุม

 

Arianne Cease นักวิทยาศาสตร์ด้านความยั่งยืนที่ Arizona State University ในเมือง Tempe กล่าวว่า “อะไรก็ตามที่นำไปสู่เทคโนโลยีการจัดการใหม่ที่มีศักยภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีที่สามารถลดการพึ่งพาสารกำจัดศัตรูพืชสังเคราะห์ได้ แต่เทคโนโลยีดังกล่าวยังห่างไกลและอาจมีผลกระทบนอกเป้าหมายซึ่งจำเป็นต้องทำความเข้าใจให้ดีขึ้น เธอกล่าว นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตยังมีผลกระทบทางจริยธรรมที่ต้องได้รับการชั่งน้ำหนักจากผู้ที่อาจได้รับผลกระทบ ตั้งแต่เกษตรกรไปจนถึงนักอนุรักษ์

 

เธอยังสงสัยว่าการปิดยีนจะป้องกันฝูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเป็นฝูงนั้นเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทั้งชุดของพฤติกรรม การเผาผลาญ และขนาดของร่างกาย การปรับเปลี่ยนด้านใดด้านหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงนี้อาจไม่สามารถป้องกันได้ เธอกล่าว “ฉันจะแปลกใจถ้ามีปืนสูบบุหรี่เพียงอันเดียว”

 

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ shop-wiz.com