مكافحة عثة الشمع الكبرى بالفطر ميتاريزيوم: دراسة أكاديمية لحماية خلايا النحل حيوياً

• عنوان الاروحة الأصلي كاملاً: إنتاج وتوصيف أنزيم البروتييز القاعدي من الفطر Metarhizium anisopliae كعامل من عوامل السيطرة الحيوية تجاه عثة الشمع الكبرى Galleria mellonella
• اسم الباحثة: منى ابراهيم جاسم الموسوي
• الدرجة العلمية: دكتوراه فلسفة في علوم الحياة (المقاومة الأحيائية)
• الجامعة والكلية: جامعة كربلاء، كلية التربية للعلوم الصرفة، قسم علوم الحياة
• سنة المناقشة: 2015 م / 1436 هـ

مقدمة

تواجه تربية نحل العسل في مختلف أنحاء العالم تحديات وصعوبات اقتصادية جمة تهدد استقرار هذا القطاع الحيوي الهام. وتعتبر عثة الشمع الكبرى من الآفات الحشرية الدائمة والخطيرة التي تهاجم طوائف النحل الضعيفة وتدمر أقراص الشمع بنشاطها التخريبي. حيث تستهلك يرقات هذه العثة الشمع وحبوب اللقاح المخزونة وتصنع أنفاقاً حريرية تعيق حركة الشغالات وتقتل يرقات النحل. علاوة على ذلك، يتسبب البراز الذي تخلفه هذه اليرقات في انتشار أمراض خطيرة مثل تعفن الحضنة الأمريكي المدمر. وبالمقابل، يعتمد الكثير من النحالين على استخدام المبيدات الكيميائية التقليدية لمكافحة هذه الآفة الحشرية بشكل مكثف. وتؤدي هذه الطريقة الكيميائية المفرطة إلى تراكم المتبقيات السامة في العسل والشمع وتضر بصحة المستهلكين بشكل مباشر. ونتيجة لذلك، برزت مقاومة واسعة لدى الحشرات ضد المبيدات بالإضافة إلى التأثير السلبي البالغ على النحل المفيد.

لتجنب هذه المشكلة العميقة، يتجه الاهتمام العالمي نحو تطوير عوامل السيطرة الحيوية كبدائل طبيعية وآمنة وصديقة للبيئة. ويبرز الفطر الممرض للحشرات ميتاريزيوم أنيسوبلي كأحد الحلول البيولوجية الواعدة والفعالة للغاية في برنامج الإدارة المتكاملة للآفات. ويمتاز هذا الفطر بقدرته الاستثنائية على اختراق جدار جسم الحشرة وإحداث هلاك سريع ومؤكد في أدوارها الحياتية المتنوعة. لهذا السبب، تأتي هذه الدراسة الأكاديمية الرائدة لتقدم بروتوكولاً علمياً مبتكراً يعتمد على إنتاج إنزيمات التحلل المائي للمكافحة. بناءً على ذلك، سيجد المربيون والباحثون دليلاً تطبيقياً دقيقاً يوضح كيفية استغلال الفطريات لإنتاج مواد الضراوة بكفاءة عالية. وفي النهاية، فإن تبني هذه التقنيات الحيوية يسهم في ترشيد استخدام الكيماويات وحماية منتجات النحل الطبيعية بالكامل.

تصنيف وحياتية عثة الشمع الكبرى وسلوكها التكاثري في الطبيعة

تصنف عثة الشمع الكبرى، والمعروفة علمياً باسم Galleria mellonella، ضمن المجموعة التصنيفية “العث الصغير” التي تضم الحشرات ذات الأجنحة القصيرة، وتتبع عائلة “Pyralidae” ذات الانتشار العالمي الواسع في مختلف البيئات. تضع إناث هذه العثة بيضاً زيتوني الشكل ذا لون أبيض محمر في دفعات صغيرة تلتصق بقوة على الأسطح الموضوعة عليها، حيث يتراوح عدد البيض الكلي للأنثى الواحدة بين أربعمائة وألف وثمانمائة بيضة تضعها بذكاء داخل الأخاديد والفجوات البعيدة عن متناول النحل لتجنب تدميره. يفقس هذا البيض خلال خمسة إلى ثمانية أيام عندما تتراوح درجات الحرارة بين أربعة وعشرين وسبعة وعشرين درجة مئوية، بينما تمتد فترة حضانته لتصل إلى خمسة وثلاثين يوماً في الأجواء الباردة.

بعد عملية الفقس مباشرة، تبدأ اليرقات الصغيرة بالبحث عن الشمع القديم والداكن للتغذية على شوائبه مثل شرانق النحل وغبار الطلع، إذ لا يمكنها البقاء على قيد الحياة بالتغذية على الشمع النقي أو الأقراص غير المستعملة في الخلايا. يستمر نمو اليرقات ليتضاعف وزنها يومياً في الأيام العشرة الأولى من حياتها، وتستغرق هذه المرحلة اليرقية مدة تتراوح بين ثمانية وعشرين يوماً وستة أشهر اعتماداً على درجات الحرارة المتوفرة وتوافر الغذاء الكافي للنمو. وفي نهاية هذا الطور، تتحرك اليرقات نحو الإطارات الخشبية الخارجية لتبدأ بحفر خشب الإطارات وغزل شرانقها الحريرية استعداداً للتعذر، لتتحول لاحقاً إلى بالغات رمادية أو بنية اللون يتراوح طولها حول سنتيمتر وتسعة أعشار السنتيمتر.

الأضرار الاقتصادية والصحية لعثة الشمع على طوائف نحل العسل

تتغذى يرقات عثة الشمع الكبرى بشراهة على الأقراص الشمعية المخزونة أو تلك الموجودة داخل خلايا النحل الضعيفة، مسببة خسائر مادية فادحة للنحالين تقدر بملايين الدولارات سنوياً حول العالم. تقوم هذه اليرقات المخربة بحفر خنادق وأنفاق معقدة في الجدار الفاصل بين طبقتي العيون السداسية الشمعية، مما يؤدي مباشرة إلى تلف بيض النحل وموت يرقاته النامية داخل تلك العيون جراء تخريب مسكنها. علاوة على ذلك، تتسبب الخيوط والشبكات الحريرية المتينة التي تنسجها اليرقات بكثافة أثناء حركتها في إعاقة حركة شغالات النحل ومنعها من تتبع الآفة والتخلص منها، مما يفقد الطائفة توازنها ونشاطها اليومي المعتاد.

بالمقابل، لا تقتصر أضرار عثة الشمع على التدمير الميكانيكي للأقراص فحسب، بل تمتد لتشكل خطراً صحياً ميكروبياً بالغ الخطورة على بقاء الخلايا بالكامل. حيث تحتوي كتل البراز الكثيفة التي تخلفها اليرقات وراءها في الأنفاق على أبواغ بكتيريا Paenibacillus larvae شديدة المقاومة، وهي المسبب الرئيسي لمرض تعفن الحضنة الأمريكي الفتاك بالمنحل. وتستطيع أبواغ هذه البكتيريا العيش في الخلية لعدة عقود، مما يسرع من انتشار الوباء وانهيار مستعمرات النحل المصابة بشكل تام. لتجنب هذه المشاكل الكبيرة، يسعى الباحثون لاستكشاف طرق السيطرة الأحيائية والفيزيائية للحد من تراكم بقايا المبيدات الكيميائية الضارة في الشمع والعسل.

ندعو جميع النحالين والباحثين والمهتمين بالمقاومة الأحيائية إلى تحميل وقراءة النسخة الكاملة لهذه الأطروحة العلمية الفريدة من نوعها. حيث يزخر الملف الأصلي بالبروتوكولات الدقيقة لعزل الفطر وتنقية الإنزيمات الحيوية مما يضمن لكم تطبيق المكافحة البيولوجية بنجاح باهر في مناحلكم ومختبراتكم.

اقرأ ايضا: دراسة أكاديمية لمكافحة عثة التين وعثة الزبيب بمنظمات النمو الحشرية

ملخص الدراسة

أجريت هذه الدراسة الميدانية والمخبرية لتقييم كفاءة عزلة محلية من الفطر ميتاريزيوم أنيسوبلي ضد عثة الشمع الكبرى. واستهدفت التجربة بيان الفعالية الإبادية للمعلق البوغي وراشح المزرعة في جميع الأدوار الحياتية للحشرة تشمل البيض واليرقات والعذارى والبالغات. وبناءً على النتائج، حقق المعلق البوغي بالتركيز المرتفع أعلى نسبة هلاك للبيوض بلغت قرابة ثلاثة وستين بالمئة. كذلك، أبدت اليرقات حساسية فائقة، حيث بلغت نسبة هلاك يرقات الطور الأول مئة بالمئة خلال خمسة أيام. وبالمقابل، تسبب راشح المزرعة بتركيز مئة بالمئة في هلاك يرقات الطور الأول بالكامل خلال ثلاث وثلاثين ساعة فقط. وسجلت البالغات والعذارى تراجعاً واضحاً في البقاء عند التعرض للتراكيز العالية من المعلق والراشح بوضوح.

علاوة على ذلك، كشفت تجارب التحري عن عوامل الضراوة عن قدرة الفطر العالية على إنتاج إنزيمات البروتييز والكايتينيز واللايبيز. وأظهرت النتائج أن إنزيم البروتييز القاعدي يمثل عامل الضراوة الأقوى والأساسي الذي يفرزه الفطر لاختراق جدار الحشرة. نتيجة لذلك، تم تحديد الظروف المثلى لإنتاج الإنزيم باستخدام وسط اقتصادي رخيص يعتمد على عصير التمر والجيلاتين. وحقق هذا الوسط المغذي المبتكر أفضل إنتاجية للبروتييز عند درجة حرارة ثلاثين مئوية ورقم هيدروجيني ابتدائي يبلغ خمسة ونصف. بالإضافة إلى ذلك، جرى تنقية الإنزيم جزئياً باستخدام تقنيات الترسيب بالكحول الأثيلي والترشيح الهلامي لزيادة كفاءة فعاليته. وبناءً على ذلك، أظهر الإنزيم المنقى ثباتاً حرارياً ممتازاً ونشاطاً حفزياً عالياً حيال الجيلاتين والكازائين بشكل باهر. لهذا السبب، توصي الدراسة باستخدام هذه العوامل الحيوية كاستراتيجية آمنة وفعالة لحماية الشمع وتطوير المبيدات البيولوجية بالبلاد.