الفرمونات

فرمونات

Pheromones - Phéromones

الفرمونات

الفرمون pheromone مصطلح معرب يعود أصله إلى كلمتين يونانيتين الأولى pherein تعني ينقل وhorman أي ينبّه ويحرِّض. والفرمونات مواد كيمياوية تنتجها أجسام الكائنات الحية وتطرحها خارجاً إلى الوسط المحيط أو البيئة فتستقبلها أفراد النوع ذاته مؤثرة فيها تأثيرات استجابية فيزيولوجية أو سلوكية أو كوسيلة اتصال كيمياوي لنقل المعلومات، وذلك في حال كونها ذات منشأ طبيعي تسمى فرمونات طبيعية. وقد أمكن تحضير مشابهات لها صناعياً تسمى فرمونات صنعية.

أنواع الفرمونات

تشتمل على نوعين هما:

الفرمونات الطبيعية: تتضح عملية إفراز الفرمونات الطبيعية جلياً في الحشرات الاجتماعية كالنمل والنحل والدبابير والجراد والصراصير وخنافس أبي العيد.

ويختلف مكان إفراز الفرمونات بحسب الحشرات، فمثلاً توجد الغدد المفرزة للفرمونات الجنسية عند إناث حرشفية الأجنحة بشكل خلايا متحورة للإفراز بين حلقات البطن تطلقها الأنثى بحركات بطنية معينة. وتتحور بعض الخلايا في جدار الجسم (البشرة الداخلية) للإفراز الغدي عند الجراد الصحراوي، وتكون بشكل غدد شرجية مرتبطة ببعض الزوائد أو النموات لجدار الجسم كالشعيرات في ذكور الصراصير، وتفرز شغالة نحل العسل الفرمونات من غدة الرائحة أو غدة ناسانوف (لا توجد عند الذكور أو الملكات) الموجودة ضمن تجويف خاص في مقدم الصفيحة الظهرية للحلقة البطنية السابعة.

يتم استقبال الفرمونات بوحدات الإحساس العصبي المعروفة بالشعيرات الحسية sensillae أو المستقبلات الكيمياوية chemoreceptors التي تتركّز في قرني الاستشعار للحشرة، إلى جانب الملمسين الفكيين والملمسين الشفويين القادرة على إدراك الروائح ولكن بدرجة أقل.

تحتاج عملية استخلاص الفرمونات التي يمكن أن تتم بأحد المذيبات العضوية مثل الهكسان إلى أعداد كبيرة من الحشرات ولمدة طويلة بسبب ضآلة كمية الفرمونات الموجودة في جسمها. وعلى سبيل المثال استخلص 13.2ملغ من الفرمون الجنسي من 10000 أنثى من الصرصور الأمريكي في أثناء 9 أشهر، ولزم 27000 أنثى من دبور الصنوبر المنشاري للحصول على 4 ميكروغرام فقط من الفرمون.

وقد حُدّد التركيب الكيمياوي لأول فرمون (البومبيكول bombykol) عام 1959 الجاذب للذكور من إناث فراشة دودة الحرير، كما حدد جاكوبسون Jackobson عام 1963 تركيب الفرمون الجنسي لفراشة الغجر وسماه جيبتول gyptol ولكن تبين بعد بحوث استمرت ثلاثين عاماً أن الجيبتول لا يجذب الذكور بالرغم من أنه يفرز من الإناث وأن قوة الجذب تعود إلى وجود مادة شائبة توجد معها بكمية أثرية سماها ديسبارلور disparlure. وتتكون الفرمونات الجنسية لحشرات حرشفية الأجنحة من فحوم هدروجينية ذات سلاسل دهنية غير مشبعة تحمل زمرة فعّالة مثل الكحول أو الألدهيد أو الأسيتون.

إن فعالية الفرمونات الجنسية شديدة جداً وبكميات قليلة، فأنثى الصرصور الأمريكي تجذب الذكر بكمية أثرية للفرمون (10 ^-14 ميكروغرام) ويقاربها في ذلك انجذاب ذكر فراشة الغجر للفرمون الجنسي الخاص به، وعندما وضعت أنثى غير مخصبة مع دبور الصنوبر المنشاري في مصيدة الغابة تجمّع حولها 11000 ذكر. وقد تبين أن الشكل أو التماسك في جزيء الفرمون ذو تأثير على مدى فعاليته.

تصنف الفرمونات الطبيعية حسب طبيعة استجابة الأفراد المستقبلة لها في مجموعتين هما: مجموعة الفرمونات الأولية أو المحوّلة المغيّرة ومجموعة فرمونات الإطلاق أو الإعتاق.

1- الفرمونات الأولية primer pheromones: تسبب هذه الفرمونات للكائن الحي المستقبل لها تأثيرات فيزيولوجية مهمة في مدة قصيرة أو طويلة من دون إحداث أي تغيير مباشر في سلوكه. فقد وجد مخبرياً أن الدورة الجنسية لإناث الفئران لا تنتظم عند غياب الذكور. ويفرز الجراد البالغ فرمونات محولة تؤثر في الحوريات (طور غير كامل) التامة النمو وتدفعها إلى البلوغ الجنسي. وتفرز بعض الحشرات الاجتماعية فرمونات تعمل على تثبيط أو منع نمو المبايض عند الشغالات (العاملات).

2- فرمونات الإطلاق أو الإعتاق releaser pheromones: تسبب فرمونات الإطلاق للأفراد المستقبلة لها تأثيراً مباشراً في سلوكها، وهذا التغيير قابل للعكس. وتضم هذه المجموعة أربعة أنواع هي:

ـ الفرمونات الجنسية sex pheromones: تفرز هذه الفرمونات من قبل أحد الجنسين للعمل على جذب الجنس الآخر وحثه على اللقاء الجنسي، ويكون الإفراز من قبل الإناث عادة وبدرجة أقل من الذكور، وتعرف هذه الفرمونات باسم المواد الجاذبة الجنسية sex attractants or sex lure، وتفرز الذكور في كثير من الحالات فرمونات مهيجة أو مثيرة للجنس aphrodisiacs تؤثر من مسافة قصيرة وتعمل للحظات على تشجيع الإناث للتزاوج. وقد عزل الفرمون الجنسي غوسيبلور gossyplure الجاذب القوي للذكور من إناث فراشة جوز القطن القرنفلية، كما تفرز ذكور سوسة جوز القطن (غمدية الأجنحة) الفرمون الجنسي غراندلور grandlure الجاذب للإناث. والواضح أن هناك مواعيد لإطلاق هذه الفرمونات، فإناث فراشة الطحين تطلق فرموناتها في أي وقت من اليوم وتنجذب إليه الذكور، وتجذب إناث فراشة العنب ذكورها ليلاً من الساعة التاسعة حتى منتصف الليل تقريباً، وتحرر إناث فراشة ثمار التفاح الفرمون الجاذب للذكور في الساعات المسائية المبكرة ولمدة قصيرة.

ـ فرمونات التحذير أو الإنذار alarm pheromones: تعمل على إنذار أو تنبيه بقية أفراد النوع القريبة من مكان الإعتاق فتحدث استجابة سلوكية بالدفاع عن نفسها أو الهرب، وتكون فترة إطلاقها وعملها قصيرة نوعاً ما، فعلى سبيل المثال، تقوم شغالات نحل العسل بإطلاق الفرمون هيبتانون heptanone من زوج الغدد الفكية لتحذير بقية الشغالات، فتستعد للسع هي أيضاً، وتتخذ الجنود في مستعمرات النمل الأبيض مواقع دفاعية إستراتيجية بالقرب من مدخل الخلية.

ـ فرمونات تعقّب الأثر أو الموطئ trail -marking pheromones: تطلق من حشرات بعض الرتب، وخاصة غشائية ومتساوية الأجنحة بالحالة الغازية أو السائلة محدثة تغييراً سلوكياً في الأفراد المستقبلة لها للوصول إلى هدف أو مكان محدد تتوجّه إليه متتبعة موطئ الفرمون أو أثره. فعلى سبيل المثال تفرز غدة الرائحة عند ملكة نحل العسل فرمون يُمكِّن العذراء التي خرجت للتزاوج من العودة إلى خليتها، وتنشر بعض أفراد الشّغالات الكشَّافة بوساطة حركة أجنحتها أجزاء من الفرمون حول المكان الذي جمعت منه الغذاء، وعلى طريق عودتها إلى الخلية تؤدي بالقرب منها رقصات خاصة تُخرج بها بقية شغالات الخلية متتبعة الأثر الذي تركته الأفراد الكشافة فتتمكن من تحديد مكان الغذاء والتوجه إليه.

ـ فرمونات التجمع aggregation pheromones: تقوم هذه الفرمونات بدور فعّال في تجميع الأفراد بغية الدفاع وحماية الذات أو التغذية أو التزاوج، وغيرها. يكون التجمع للجراد الصحراوي في مكان وضع البيض، لحشرات فصيلة خنافس أبي العيد (من رتبة غمدية الأجنحة) في مكان البيات الصيفي أو الشتوي، ولفصيلة خنافس القلف في مكان التزاوج. وقد يتداخل فعل فرمونات التجمع للتزاوج مع الفرمونات الجنسية لاشتراكهما معاً في اللقاء الجنسي.

وتجدر الإشارة إلى وجود بعض الفرمونات ذات التأثير المشترك بين مجموعتي الفرمونات المذكورتين أعلاه، فزوج الغدد الفكية في ملكة نحل العسل يفرز مجموعة هرمونات تعرف بالغذاء الملكي أو المادة الملكية تمنع نمـو مبايض الشغالات (فرمـون أولي) وتعمل على جـذب الذكـور وتهيئتها للتزاوج (فرمون إطلاق - جنسي) وعلى تجميع الشغالات حول الملكة في أثناء عملية التطريد (فرمون إطلاق - تجمعي).

واكتشفت مورثات مستقبلة للفرمونات في الفئران، والمورثة V1RL1 وهو البيان أو التقرير الأول عند الإنسان، ويعتقد الباحثون أن هذه المورثة تُشفّر (تحول إلى رمز) المعلومات من أجل المستقبل الموجود في الأغشية المخاطية المبطنة للأنف، وتبين في دراسة على الإنسان أن مادة موجودة في العرق (التعرق) تحت الذراع يمكنها أن تفرز تزامنياً مع الدورات الطمثية للنساء. وهناك كثير من الأبحاث في هذا المجال.

الفرمونات الصنعية: إن صعوبة الحصول على الفرمونات الطبيعية الشديدة الفاعلية جعلت الأبحاث تتجه نحو تصنيع مركبات كيمياوية لها التركيب ذاته أو شبيهة به مع فاعلية مماثلة، يتاح استخدامها في عملية مكافحة الحشرات والعناكب (أكاروسات) الضارة، وغيرها من الآفات. ومن الفرمونات المشهورة ما يأتي:

ـ ميدلور medlure وترايمدلور trimedlure وسيغلور siglure الجاذبة القوية لذبابة فاكهة البحر المتوسط، واستخدمت لاستئصال هذه الذبابة في فلوريدا (أمريكا).

ـ كيولور cuelure وأنيسيل أسيتون anisyl acetone تجذب ذبابة القرعيات الصغرى.

ـ ميثيل يوجينول methyleugenol يجذب ذكور ذبابة الفاكهة الشرقية.

ـ هكسالور hexalure يجذب ذكور فراشة جوز القطن القرنفلية.

ـ لينولينات الميثيل methyl linolenate يجذب خنافس قلف الأشجار.

ـ الفينول وبعض مشتقاته يجذب ذكور فصيلة القراد الصلب ixodidae (رتبة القراديات Acarina).

وتستخدم الفرمونات الصنعية للأغراض الأساسية الآتية:

ـ الكشف الأولي عن بدء ظهور الآفة ونشاطها.

ـ تقدير كثافة مجتمع الحشرات وأنواعها وزمن ظهورها الأعظمي وعدد أجيالها في أثناء السنة في الحقول والبساتين المتنوعة، للقيام بالمكافحة بالوقت الأنسب.

ـ دراسة سلوك الحشرات، مثل مدى طيرانها ومقدرتها على البحث عن الغذاء وعن الجنس ومكان وضع البيض من أجل التكاثر والبقاء.

ـ تشويش التزاوج mating disruption بإرباك الذكور كي لا تجد الإناث.

ـ مزج الفرمون بمبيد أو بمادة كيمياوية معقّمة، ثم يوضع المزيج في المصيدة فَتُقتل الحشرات التي انجذبت أو تعقم عند ملامستها للمزيج، وبذلك ينخفض تعداد مجتمع الحشرة إلى مستوى غير ضار اقتصادياً بالمحصول، ويعد ذلك إحدى طرائق المكافحة.

ـ التأثير في الحشرة الضارة المستهدفة حصراً من دون إلحاق الضرر بالأعداء الحيوية لها كالمتطفلات والمفترسات، فلا يحدث أي خلل بالتوازن الحيوي محافظاً بذلك على البيئة.

ـ المصائد الفرمونية ومكافحة الآفات: تستعمل الفرمونات الصنعية بوضعها في مصائد من الورق المقوى أو الكرتون، غالباً ذات أشكال مختلفة حسب نوع الحشرة الضارة المراد مراقبتها أو مكافحتها. وقد بدأ استعمال المصائد الفرمونية على نطاق واسع في أواسط الخمسينات؛ بوضع الفرمون الممزوج مع مادة قاتلة في المصيدة، كالتي استخدمها ستاينر Steiner عام 1956-1957 للتخلص من ذبابة فاكهة البحر المتوسط وقام بتعديلها من أجل استئصال جميع أنواع ذباب الفاكهة. واستخدم الفرمون ميثيل يوجينول الممزوج مع مبيد الحشرات ناليد 3% (برومكلورفوس bromchlorfos) في إشباع قطع مربعة من الورق المقوى أو اللدائن التي نشرت في البستان بمعدل 28 قطعة للدونم حيث تم استئصال ذبابة الفاكهة الشرقية من جزيرة روتا في المحيط الهادئ و99% من ذبابة القرعيات في هاواي. وفي تجربة واسعة النطاق على مساحة 1000كم² في أمريكا لمكافحة خنفساء الصنوبـر الغربية بالفرمونات انخفضت الإصابـة من 256 شجرة في بدايـة التجربـة إلى 6 أشجار فقط في نهاية الموسم. ولكن تبيَّن عند نشر المصائد الكرتونية الحاوية على الفرمون بأعداد كبيرة نسبياً بغية اصطياد أكبر عدد من دودة ثمار التفاح ودبور ثمار الخوخ المنشاري، ومن ثمَّ مكافحة هاتين الآفتين؛ عدم كفاية ذلك للمكافحة، إذ بقيت بعض الذكور طليقة في البستان واستطاعت إلقاح الإناث فظهرت الإصابة. وباتباع طريقة تشويش التزاوج عام 1972 باستخدام الفرمون ديسبارلور رشاً عجز 93% من ذكور فراشة الغجر عن الاهتداء إلى الإناث، وقد حُسّن أسلوب الرش باستعمال الفرمون المصنع بشكل حبيبات ناعمة قطرها 100-200 ميكرون محملة أو مغلفة بمادة واقية تسمح بانطلاقه ببطء في مدة 1.5-2 شهر. وبتطبيق تقنية تشويش التزاوج في أوربا في التسعينات تم التوصل إلى نتائج جيدة لمكافحة فراشة ثمار العنب. واتضح أن تشويش التزاوج لا يكون فعّالاً إلا في حالة الكثافة القليلة لمجتمع الحشرات.

تجهز الفرمونات لاستعمالها في المصائد كمستحضرات تكون فيها الفرمونات مشبعة أو محملة على وعاء أو ناشر أو حامل للفرمون pheromone dispenser يكون كقطعة من شمع البرافين أو كبسولة مطاطية قمعية الشكل، وتغلف بظرف من أجل حفظها لوقت الاستعمال، وعندها ينزع الملف ويعلّق حامل الفرمون على سطح المصيدة السفلي، كما تحضر كسوائل وعند الاستعمال تغمر فيها قطعة صغيرة من فلتر السيجارة وتلصق على السطح اللاصق للمصيدة.

تستخدم حالياً في سورية المصائد الفرمونية الجنسية لمراقبة بعض الآفات الحشرية مثل عتة (فراشة) الزيتون وذبابة ثمار الزيتون وذبابة الفاكهة بغية توقيت عملية مكافحتها. ففي المنطقة الساحلية تعلق المصائد الكرتونية بشكل دلتا حاوية على سطحها السفلي اللاصق الفرمون الخاص بحفار ساق التفاح في الأول من أيار/مايو على الشجرة بارتفاع 75-100سم من سطح الأرض (الشكل-1) ويستبدل الفرمون أو المصيدة كل 5-6 أسابيع وهي مدة استمرار فعالية الفرمون أو المصيدة. وتعلق المصائد الكرتونية ذات السطح السفلي اللاصق بشكل نصف دائرة الحاوي على الفرمون الخاص بفراشة دودة ثمار التفاح فيتم في الأسبوع الأول من نيسان/أبريل وبعد مدة طويلة (أيار/مايو - حزيران/يونيو) من اصطياد فراشات عدة تجري عملية المكافحة برش الأشجار بمبيد حشري مناسب كالسوميثيون والترايكلورفون والسيفين. كما تعلق المصيدة الفرمونية بشكل دلتا لالتقاط فراشة ثمار العنب في بساتيــن الكرمة بمستوى العناقيد (على ارتفاع 150-200سم من سطح الأرض) تحت العريشة، وتستخدم المصيدة الكرتونية ذات القاعدة السفلية اللاصقة والغطاء العلوي بشكل معيِّن تقريباً للغاية ذاتها. وتكافح ذبابة فاكهة البحر المتوسط بالمصائد الفرمونية الجنسية (2/دونم) مع مصيدة ماكفل (6/دونم)، أي مصيدة الغذاء الجاذب، وهي علبة أسطوانية لدائنية توضع فيها المادة الغذائية الجاذبة بروتين هدروليزيت حيث تعلق في النصف الثاني من حزيران/يونيو في بساتين الحمضيات.

الشكل (1) مصيدة فرمونية لحفار ساق التفاح

الآفاق المستقبلية للفرمونات

لا يخفى على أحد من العاملين في مجال مكافحة الآفات كثرة المشكلات التي نجمت عن استعمال المبيدات التقليدية، ومن ثمَّ ضرورة إيجاد بديل لها. ويرى كثير من الباحثين أن استخدام الفرمونات الجنسية لمكافحة الحشرات الضارة يعد أحد بدائل تلك المبيدات وسيحقق نجاحاً مضموناً. فاستغلال الفرمونات في مراقبة الحشرات يقلل من عدد مرات رش المبيدات وهذه منفعة اقتصادية كبيرة في المال والوقت. والتخصص النوعي للفرمونات بتأثيرها في الآفة المستهدفة ومن دون الإضرار بالأحياء النافعة من مفترسات ومتطفلات يحافظ على التوازن الحيوي بالبيئة ويؤهلها للدخول في برامج المكافحة المتكاملة للآفات. كما أن مستحضرات الفرمونات الشمعية أو المطاطية يضمن استمرار الفاعلية ضد الآفة مدة طويلة وعدم تلوث ثمار النبات وأوراقه أو التربة أو الوسط البيئي المحيط. وتبّين في فنزويلا عام 2001 أن لمزيج من فرمونين صنعيين فاعلية ضد دودة ثمار البندورة أكثر بـ 60 مرة من مستخلصات غدة الفرمونات الطبيعية، مما سيتيح مكافحة هذه الآفة الحشرية. وطوّرت حالياً في وسط أوربا وغربيها عام 2003 طعوم ومصائد فرمونية لاصطياد ذكور أنواع الحشرات الضارة من فصيلة الديدان السلكية Elateridae (رتبة غمدية الأجنحة)، واستطاع أكثر من 20% من مزارعي الكرمة في ألمانيا وسويسرا الحصول على عنب جيد باتباع تقنية تشويش التزاوج ومن دون استخدام مبيدات حشرية. وتجدر الإشارة إلى أنه حتى عام 2000 لم تظهر صفة مقاومة الفرمونات عند الحشرات والتي تعد إحدى مشكلات استخدام المبيدات.

عادل جميل حورية

المكافحة الحيوية ـ المكافحة المتكاملة.

ـ أحمد زياد الأحمدي، عادل حورية، الحشرات الضارة ومقاومتها والمبيدات (جامعة دمشق 1976ـ 1977).

ـ غازي الحريري، محاضرات في مكافحة الحشرات (جامعة حلب 1981- 1982).

ـ عادل حورية، علم الحشرات العام (جامعة تشرين 1981- 1982).

ـ إسكندر عجان، أساسيات مكافحة الآفات (جامعة تشرين 1981- 1982).

ـ خليل إبراهيم مكيس، عبد الكريم الجندي، النحل ودودة القز (منشورات جامعة تشرين 2004 ـ 2005).

- C.A. ATTERHOLT, M.J. DELWICHE, R.E. RICE & J. M. KROCHTA, Con­trolled Release of Insect Sex Pheromones from Paraffin Wax and Emulsions (Jour­nal of con­trolled release 1999).

- A.CABRERA et al., Sex Pheromone of Tomato Fruit Borer (Journal of Chemical Ecology 2001).

- TOTH MIKLOS, et al., Identification of Pheromones and Optimization of Bait Com­po­sition for Click Beetle Pests (Coleoptera: Elateridae) in Central and Western Europe (Pest Management Science 2003).

التصنيف : الزراعة و البيطرة

المجلد: المجلد الرابع عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 425

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية