منظمات النمو الحشرية Insect Growth Regulators

وهي مجموعة الكيمياويات المنظمة للعمليات الفسيولوجية الاساسية كالنمو والتطور والانسلاخ والتكاثر في الحشرات وقد بدأ العاملون في مجال مكافحة الآفات الحشرية ومنذ عقدين من الزمن بالبحث عن أمكانية استخدام هذه الكيمياويات في مكافحة الحشرات خاصة أن المركبات الهرمونية تمتاز بتخصصها مما يجعلها أمينة الاستخدام تماماً على الأنسان والحيوانات الفقرية خاصة أن دورها لا يتعدى سوى الأخلال بالعمليات الفسيولوجية والكيمياوية الحيوية للحشرات وأن طريقة تأثيرها في الحشرات لا تتم بنفس الطريقة في الحيوانات الراقية فضلاً أن الهرمونات الحشرية المعروفة والتي تتحكم في عمليات الانسلاخ والتطور تختلف في تركيبها الكيمياوي عن الهرمونات التي توجد في الفقريات لعدم حدوث مثل تلك العمليات أساساً فيها، ولقد أدى التطور الهائل في كيمياء الهرمونات الحشرية وخلال السنوات الست الماضية إلى ظهور بعض الكيمياويات أو المركبات الهرمونية كمبيدات حشرية كما أدى كذلك الى التوصل الى الاستخدام الأمثل لمثل تلك المركبات الحيوية الفعالة في المكافحة الكيمياوية للحشرات. ولكي تلعب المركبات الهرمونية دورها الفعال في مكافحة الآفات الحشرية في المستقبل لابد من توافر ما يأتي: -

1) ضرورة توفر المعلومات الاساسية عن العمليات الحيوية والتي تتحكم فيها وتنظمها الهرمونات داخل أجسام الحشرات حيث أن ذلك سيؤدي الى معرفة اين وكيف تعمل تلك الهرمونات لتنظيم العمليات الحياتية الاساسية كالنمو والتطور والتكاثر للتعرف على أفضل طريقة لاستغلال تلك الهرمونات في مكافحة الحشرات.

2) معرفة التركيب الكيمياوي للهرمونات الحشرية عن طريق عزلها بصورة نقية لتحديد خصائصها ومن ثم تخليقها لتوفيرها بكميات تجارية كبيرة.

التنظيم الهرموني في الحشرات

من الضروري قبل الكلام عن الهرمونات الحشرية من حيث أنواعها ومصادرها وطريقة عملها من المرور سريعاً على كيفية قيام الهرمونات بالتحكم في عمليات التطور والتكاثر والسبات في الحشرات، حيث تعتبر عملية الانسلاخ من الملامح الأساسية المميزة للنمو والتطور في الحشرات وتتحكم في عملية الانسلاخ والتطور ثلاثة أنواع من الهرمونات هي: -

أ) هرمون المخ Brain hormone

ب) هرمون الانسلاخ Molting hormone or ecdysone

ج) هرمون الحداثة أو الشباب Juvenile hormone

ويفرز هرمون المخ من الخلايا العصبية المفرزة الموجودة في مخ الحشرة ويعمل على تنبيه الغدد الصدرية الأولية التي تقوم حينئذ بإفراز هرمون الانسلاخ أو الأكدايسون والذي يؤدي الى انسلاخ الحشرة لذلك فأن هرمون الانسلاخ هو الهرمون الاساسي الذي يتحكم في عملية الانسلاخ في الحشرات. الا أن عملية الانسلاخ يتحكم بها ايضاً هرمون الحداثة الذي يفرز من الغدد الصماء المعروفة بـ Corpora allata حيث يعمل الهرمون على أن تحافظ البرقة في اثناء انسلاخها على مظهرها اليرقي بحيث أن وجود هذا الهرمون في اليرقة اثناء الانسلاخ يؤدي الى انسلاخها الى يرقة اخرى أكبر حجماً دون أن تتحول الى حشرة بالغة وعليه فأن هذا الهرمون يعد منظماً حيوياً مهماً يسمح بالنمو ولكنه يمنع البلوغ لذلك فأن غياب هذا الهرمون خلال عملية الانسلاخ سيجعل التمييز يأخذ مجراه وتتحول الحورية الى بالغة واليرقة الى عذراء ثم حشرة بالغة علاوة على ما سبق تتحكم ايضاً في تنظيم عملية السبات diapause التي تحدث نتيجة اطلاق مؤقت لهرمون معين يعرف بهرمون السبات Diapause Hormone وقد أمكن في بعض الحالات كسر دور السبات بإضافة بعض المركبات ذات النشاط الهرموني كهرمون الانسلاخ أو هرمون الحداثة.

مجاميع المركبات الهرمونية

يمكن تقسيم المركبات الهرمونية المستخدمة في مكافحة الآفات الحشرية بحسب مصدرها الى مجموعتين: -

أولا) الهرمونات الطبيعية: - وهي المركبات الهرمونية التي يتم استخلاصها وتنقيتها عادة من الحشرات، وتوجد هذه المجموعة عادة بكميات ضئيلة جداً والهدف الأساسي من عملية استخلاصها هو لتحديد مواصفاتها وتركيبها الكيمياوي وطريقة تأثيرها لغرض تخليق مركبات مشابهة لها يمكن استخدامها حقلياً في مكافحة الحشرات وتضم هذه المجموعة ما يأتي: -

1) هرمون الحداثة  Juvenile Hormone

 في عام 1956 تم تحضير مستخلص يحتوي على هرمون الحداثة وذلك من بطن ذكر فراشة السيكروبيا .Hyalophora cecropia P الا ان تركيبه الكيمياوي لم يتم تشخيصه الا بعد مرور 11 عاما تم خلالها استخلاص العديد من المركبات الشبيهة بال terpenoid والتي اظهرت نشاطا هرمونيا مماثلا لهرمونات الحداثة وفي عام 1966 تمكن الباحث Roller ويساعده من وصف التركيب الكيمياوي لهرمون الحداثة في حشرة السيكروبيا وقد تبين أنه

أعقب ذلك تشخيص هرمون ثانوي آخر في نفس الحشرة وكان تركيبه الكيمياوي هو Methyl trans, trans, cis-10, 11-epoxy-3, 7, 11-trimethyl 2,6 tridecadienate

وهو مشابه للهرمون الرئيس ولا يختلف عنه الا في وجود مجموعة ميثايل بدلا من ايثايل على ذرة الكاربون رقم 7.

2) هرمون الانسلاخ او الاكدايسون

في عام 1954 تم عزل اول هرمون انسلاخ حشري في صورة مبلورة هو الفا اكدايسون حيث تم تشخصيه وتعريفه كيمياويا بعد ذلك بأحد عشر عاماً باستخدام الدلائل الكيمياوية والاشعة السينية حيث ثبت ان تركيبه الكيمياوي هو: -

كما تم عزل وتشخيص مركب ثان من عذاري فراشة التبغ Manduca sexata L.

ثانيا) المركبات الهرمونية المصنعة: - وتضم مجموعة من المركبات الكيمياوية المصنعة التي تتماثل في تركيبها الكيمياوي مع الهرمونات الطبيعية علاوة على التشابه في طريقة التأثير على نمو وتطور الحشرات ومن هذه المركبات ما يأتي: -

أ) المركبات ذات النشاط المماثل لهرمونات الحداثة: - ومن اهم هذه المركبات:

1) مركبات غير تربينودية

ومن أهمها المركب

ويمتاز هذا المركب بفاعليته العالية وتخصصه الشديد على بعض انواع الحشرات ويمثل أحد المكونات الفعالة الناتجة من كلورة حامض فارنيسيك في الكحول.

2) المواد المنشطة للمبيدات الحشرية Insecticide Synergists

اظهرت نتائج العديد من الدراسات ان عدداً من المواد المنشطة للمبيدات الحشرية لها تأثير هرموني مشابه لهرمون الحداثة ومنها المنشط الكيمياوي سيسامكس sesamex:-

وكذلك المادة المنشطة Propyl - 2 - Propynyl phenyl phosphate وكانت هذه المركبات بداية لصناعة وتخليق المبيدات الحشرية الهرمونية من مجموعة كيمياوية مختلفة تماما عن مجموعة الهرمون الاصلي، مما ادى الى التوصل الى تخليق مجموعة من اشد المركبات التي عرفت بنشاطها الهرموني وهي مجموعة المركبات التربينودية.

3) المركبات التربينودية Terpenoid Compounds

ومن أهم مركبات هذه المجموعة

ويمتاز هذا المركب بنشاطه المماثل لهرمون الحداثة وعلى مدى واسع من انواع الحشرات كما يمتاز بفاعليته الشديدة عند استخدامه بجرعات منخفضة جدا.

ب) المركبات ذات النشاط المماثل لهرمون الانسلاخ

بالرغم من وجود العديد من الانواع المختلفة من هرمونات الانسلاخ بصورة طبيعية في مفصليات الارجل والنباتات، الا انه تم تخليق إعداد هائلة من المماثلات التركيبية لهرمون الانسلاخ وبعضها يفوق في فاعليته اشد الهرمونات الحشرية الطبيعية ومن أفضل المركبات المصنعة في هذا المجال المركب: -

والذي لا يختلف عن هرمون الانسلاخ الحشري الا في غياب مجموعة الهيدروكسيل من الحلقة العطرية الجانبية.

ج) المركبات المضادة للهرمونات Antihormone Compounds

وهي مجموعة من المركبات التي تعمل على تثبيط عملية التخليق الحيوي للهرمونات ومنها مثلا مركب Diflurebenzuron والذي يباع تجاريا تحت اسم Dimilin وهو مركب هرموني مضاد لهرمون الانسلاخ Antimoulting hormone حيث تم استخدامه في مكافحة دودة ورق القطن (.Spodoptera littoralis (Boisd بصورة منفردة أو مخلوطا مع مبيد لانيت Lannate كما يمكن استخدامه بنجاح ضد دودة جوز القطن الشوكية .Erias insulana Boisd والقرنفلية .Pectinophora gossypiella Saund على القطن.

ميكانيكية عمل الهرمونات الحشرية

تؤدي الهرمونات الحشرية تأثيراتها في الحشرات بتركيزات منخفضة تماما وعليه تعد منظمات حيوية شديدة الفاعلية اذ لا تتعدى الكميات الموجودة منها في الحشرات من نانو غرام الى ميكروغرام واحد وعندما تتم معاملة الحشرات بالهرمونات او الكيمياويات الهرمونية في توقيت غير مناسب او بكميات كبيرة نوعا ما فأنها تحدث خللاً في التطور الطبيعي للحشرة.

۱) بالنسبة لهرمون الحداثة

يعتقد ان اساس تأثير هذا الهرمون هو تداخله في عمليات الانسلاخ للتحول من اليرقة الى عذراء والعذراء الى حشرة بالغة أو الحورية الى حشرة بالغة، وعند وجود الهرمونات في اثناء أحد تلك الانسلاخات الحيوية فان ذلك يؤدي الى اختلال نمو وتطور الحشرة، وينتج عن ذلك اما يرقة او حورية تحمل صفات الحشرة الكاملة او قد ينتج طورا وسطيا بينها وبطبيعة الحال فان تلك الاطوار الشاذة تفشل في اكمال دورة الحياة.

اما التأثير الآخر فيكمن في تداخل الهرمونات مع التطور الطبيعي للجنين في البيضة مما يعني ان لهذا الهرمون تأثيرا كمبيدات بيض Ovicides ولا يحدث ذلك التأثير الا عند اضافة الهرمونات الى بيض حديث الوضع او الاناث الخصبة حاملة البيض حيث يؤدي ذلك الى عقمها.

اما بالنسبة للحشرات التي تمر في دور السبات كما في سوسة الجتHypera .variabilis Herbst فان معاملة الحشرات البالغة ببعض المركبات ذات النشاط الهرموني للحداثة تؤدي الى انهاء عملية السبات وتبدأ الحشرات مباشرة بالتغذية والتزاوج ومزاولة حياتها بشكل طبيعي ولكنه في نفس الوقت يعرض تلك الحشرات الى درجات حرارة او رطوبة او الى ظروف عدم توفر العائل النباتي مما يؤدي الى موتها.

۲) بالنسبة لهرمون الانسلاخ

على الرغم من ان هرمون الانسلاخ ومشابهاته التركيبية لا توازي نفس فاعلية مركبات هرمون الحداثة الا انها تعد مثبطات قوية يمكنها ان تحدث خللا في تطور الحشرة وتكاثرها عند معاملة الحشرات بها مباشرة او عند اضافتها الى الغذاء او الوسط الذي تعيش فيه بكميات لا تتعدى المايكرو غرامات او اجزاء في المليون. وتكمن الميزة الأساسية لهرمون الانسلاخ ومشابهاته التركيبية الى فاعلية تلك المركبات على الطور اليرقي او الحوري في اي مرحلة من مراحل تطوره دون التقيد بتوقيت حرج معين كما هو الحال في هرمونات الحداثة، حيث يمكنها اعاقة عملية التطور خلال اي مرحلة في العمر اليرقي او الحوري بالتأثير المباشر على عمليتي الانسلاخ والتطور. كما يمكن لهذه المركبات ان تكسر وتنهي دور السبات في بعض انواع حشرات رتبة حرشفية الاجنحة كما يمتد فعل مركبات هرمون الانسلاخ على الحشرات ليشمل تأثيرها كمواد عاقمة كيمياوية لإناث الحشرات المعاملة حيث تعمل على تثبيط تطور ونمو المبايض وانتاج البيض كما تقلل الى حد كبير من نسبة فقس البيض المعامل، وتخفض من حيوية النسل الناتج منه وقد أمكن زيادة هذا التأثير بخلط المواد الهرمونية مع بعض المواد المنشطة المعروفة مثل ال piperinyl butoxide والذي ادت اضافته الى زيادة تأثير هرمون الانسلاخ عشر مرات.