Forscher der North Carolina State University haben gezeigt, dass die Zugabe einer kleinen Menge einer in Parfums verwendeten Chemikalie – Nonanal – zu einer Kombination aus zwei Chemikalien aus anderen Sexualpheromonen dazu beitrug, die Wirksamkeit des Cocktails bei der Nachahmung weiblicher Heerwurm-„Komm-hierher“-Rufe an Männer zu erhöhen.
Die Ergebnisse könnten Landwirten schließlich dabei helfen, Heerwurmpopulationen besser zu erkennen, zu überwachen und zu kontrollieren, die sich negativ auf etwa 350 Pflanzenarten auswirken – darunter Nutzpflanzen wie Mais und Baumwolle sowie Torfgras und andere Kulturgräser.
„Nonanal wird von Menschen, Vögeln und sogar Äpfeln abgegeben“, sagte Coby Schal, Blanton J. Whitmire Distinguished Professor of Entomology und Co-korrespondierender Autor eines Artikels, der die Forschung beschreibt. „Es ist ein universeller Lockstoff, der für sich genommen keine große Wirkung hat. Aber wenn ein bestimmter Prozentsatz Nonanal zu der vor fast 40 Jahren entdeckten multichemischen Lockstoffmischung hinzugefügt wird, hat es eine stark stimulierende Wirkung – in In diesem Fall wurden im Labor männliche Heerwurmmotten angelockt und dann in Feldexperimenten männliche Motten in Fallen gelockt.“
Herbstarmeewürmer kommen hauptsächlich in wärmeren Klimazonen vor; Nach ihrem Ursprung in Südamerika breiteten sie sich nach Nordamerika und dann nach Afrika südlich der Sahara, in den Nahen Osten, auf den indischen Subkontinent, nach China und zuletzt nach Australien aus. Als einer der verheerendsten Schädlinge der Welt können die Raupen des Herbstheerwurms schnell durch Feldfrüchte und Rasenflächen fressen.
Die Forscher begannen damit, Möglichkeiten zu untersuchen, männliche Motten als Teil einer Strategie zur „Paarungsunterbrechung“ anzulocken und dann zu fangen.
„Wenn Sie Heerwurmmotten fallen sehen, wissen Sie, dass Sie zwei Wochen später Raupen haben werden“, sagte Schal. „Deshalb ist es entscheidend, die frühen fliegenden Erwachsenen zu kontrollieren. Bei der Verwendung von Pheromonen ist die Unterbrechung der Paarung der richtige Weg, da die Männchen eher Fallen finden als die Weibchen Baumwollpest im Südwesten.“ Andere Verwendungen des Pheromons umfassen den Nachweis des Herbst-Heerwurms in Gebieten, die noch nicht von diesem Schädling befallen sind, und Locken und Töten, wo das Pheromon den Herbst-Heerwurm zu einem Insektizid oder einem Pathogen anlockt.
Die Forscher nutzten die Gaschromatographie, bei der chemische Verbindungen in einem steuerbaren Ofen getrennt werden, um zu testen, ob die Herbst-Heerwurm-Männchen neben der bekannten Mischung von Chemikalien auf andere Chemikalien reagieren würden. Indem sie dieses Instrument mit den Antennen von männlichen Heerwürmern verbanden und ihre elektrische Aktivität überwachten, sahen die Forscher, dass Nonanal männliche Heerwürmer stimulierte.
Die Forscher testeten dann die Mischung mit Nonanal in weiteren Labortests. Männer fühlten sich etwas von der traditionellen Pheromonmischung angezogen, aber das Hinzufügen der „richtigen Menge“ Nonanal zur Mischung verstärkte die Reaktion erheblich. Es stellte sich heraus, dass die richtige Menge etwa 1 % Prozent der Gesamtmischung betrug, da die Zugabe von zu wenig Nonanal die Reaktion gegenüber der traditionellen Mischung verstärkte, aber nicht viel.
Schließlich verwendeten die Forscher Köder-und-Falle-Experimente auf den Baumwoll- und Sorghum-Forschungsfeldern der NC State in Raleigh und Clayton, wo sie versuchten, verschiedene Pheromonmischungen zu verwenden, um männliche Motten zu fangen. Dort zeigten sie, dass Nonanal allein keine Wirkung auf Männer hatte. Höhere Dosen von Nonanal in der traditionellen Mischung – bei Konzentrationen von 2 % und 4 % – verringerten die Wirksamkeit der Verbindung. Auch hier erwies sich 1 % Nonanal in der Mischung als am effektivsten und fesselte mehr Männer.
Interessanterweise wirkte sich auch die Form des Fanggeräts auf die Erfolgsraten beim Fangen von Männchen aus. Kegelförmige Fallen funktionierten nicht so gut wie eimerförmige Fallen.
Die Feldstudien zeigten auch, dass nur wenige andere Insektenarten – oder weibliche Heerwürmer – gefangen wurden.
„Wir haben dieses System optimiert, um es hochgradig artspezifisch zu machen, was besonders an Orten wichtig ist, an denen ähnliche Mottenarten leben“, sagte Schal.
Die Forscher meldeten ein Patent auf die Entdeckung an und haben exklusive Lizenzvereinbarungen mit Industriepartnern, die die Wirksamkeit von Nonanal weiter testen werden, wenn es der traditionellen Pheromonmischung hinzugefügt wird.
Die Studie erscheint in Schädlingsbekämpfungswissenschaft.
Mehr Informationen:
Ahmed M. Saveer u. Schädlingsbekämpfungswissenschaft (2023). DOI: 10.1002/ps.7460