Editor ‘ s note: Dette er en gæste indlæg af Dominic Reisig, lektor i entomologi på NC State. I vores løbende Research Matters-serie adresserer NC State-forskere værdien af videnskab, teknologi, teknik og matematik.
boll snudebille (Anthonomus grandis) er ikke meget at se på – bare en grålig, lille bille med en imponerende lang snude., Men denne særlige bille, og dens sult efter Bomuld, var stærk nok til at skabe et hidtil uset partnerskab mellem landmænd, lovgivere og forskere. Og dette partnerskab viste, hvor meget der kan opnås, når forskere og landmænd arbejder sammen.
Hvad voksne boll snudebiller mangler i størrelse, de gør op med deres larvernes evne til at fodre på og ødelægge bomuld., Boll weeeevils indtastet USA fra Me .ico i slutningen af 1800-tallet, da de først blev spottet i Te .as. I 1920 ‘ erne havde de spredt sig gennem alle de store bomuldsproducerende områder i landet. Omfanget af skaden var betagende, ligesom kontrolindsatsen kastet på dette insekt: på en gang blev en tredjedel af det insekticid, der blev brugt i USA, brugt til at bekæmpe boll weeeevils.
i 1903, chefen for USA, Department of Agriculture (USDA) vidnede før Kongressen om, at insektets udbrud var en “bølge af ondskab”, og at ramte områder i Me .ico havde forladt bomuldsproduktionen helt. Faktisk, mange forskere er enige om, at effekten var så stor på landet, Syd bomuld, der er afhængige økonomi, at det var en af årsagerne til den “Store Migration,” når Afrikanske Amerikanere flyttet i massevis til det nordlige USA i begyndelsen af 1900-tallet.
på Trods ankomsten af boll snudebille, produktion af bomuld på første faktisk steget i USA,, fordi prisen på bomuld steg, da boll weeeevil løb nogle bomuldsdyrkere ude af drift. Bomuldsproduktionen bevægede sig forud for væven, hvilket skabte en boom i bomuldsplantager i områder, der var fri for væv. Men da bomulden spredte sig, gjorde boll weeeevil – koster bomuldsdyrkere milliarder i indtægter.
erklærer krig mod væven
derefter skete der i 1958 noget nyt. National Cotton Council of America vedtog enstemmigt for første gang nogensinde et stykke landbrugslovgivning., Denne lovgivning krævede blandt andet, at bomuldsforskning udvides – og boll weeeevil fjernes.
Dette var et usædvanligt skridt for mange grunde. Først var der gjort en indsats for at udrydde insekter i husdyr før, men ingen havde nogensinde prøvet det med en afgrøde skadedyr; dette banede ny grund. For det andet ville dette koste en masse penge, hvilket ville kræve støtte fra den føderale regering., For det tredje havde ingen endnu fundet en måde at udrydde insektet på. Endelig, når udryddelsen begyndte, ville udryddelsesprocessen blive en fælles poolressource. På grund af dette ville samarbejde være vigtigt, da der ville være en fristelse for enkeltpersoner eller hele regioner til at få en gratis tur, der stoler på deres nabos Bidrag til udryddelsesindsatsen. Så obligatorisk landmandsdeltagelse var et must. En efter en blev hver af udfordringerne taget op, hvilket krævede tæt samarbejde på hvert trin.
insektudryddelse var ikke et helt nyt koncept., Arrangøren af udryddelse var en USDA Agricultural Research Service (USDA-ARS) videnskabsmand ved navn Edward Knipling, der var kommet op med en idé, der kaldes den sterile insekt teknik. Denne teknik blev banebrydende i 1950 ‘ erne for at eliminere skrueorm, et parasitisk insekt skadedyr af kvæg. Den sterile insektteknik er afhængig af at oversvømme miljøet med masser af sterile mænd. Disse hanner parrer sig derefter med hunner, men producerer ikke noget afkom. Knipling forestillede sig nu udryddelse af boll weeeevil, erkender, at det havde to chinks i sin rustning., For det første var det en eksotisk art, hvilket betød, at den kunne være til stede uden nogle af de parasitter og rovdyr, der svækkede populationer i dets oprindelige me .ico. For det andet var det afhængig af en enkelt værtsplante, bomuld, som heller ikke var hjemmehørende i USA. En million sterile boll weeeevil hanner blev frigivet i en retssag. Men de sterile mænd kunne ikke konkurrere med deres virile vilde kolleger, og retssagen var ikke succesrig.
hvis udryddelse skulle finde sted, skulle forskere udvikle en ny metode., Med henblik herpå bevilgede den føderale regering, statslige regeringer og forskellige bomuldsfundamenter og foreninger millioner af dollars til støtte for den forskning, der var nødvendig for at udvikle de nødvendige værktøjer til udryddelse.for eksempel finansierede Kongressen USDA-ARS-laboratorier i mange stater, herunder et på campus ved Mississippi State University, der var kritisk for at skabe mange af de nødvendige værktøjer til udryddelse., Denne støtte fortsatte gennem udryddelsesindsatsen og sikrede, at insektet kunne fjernes fra Virginia og det nordøstlige North Carolina og bevægede sig støt sydpå.
men forskerne i udryddelse stod overfor en betydelig udfordring foran. De vidste, at for at udryddelsen kunne lykkes, måtte der være en meget effektiv metode til at kontrollere boll weeeevils – en med en succesrate på tæt på 100 procent. Og det ville kræve et betydeligt spring over de tilgængelige kontrolteknikker.,
i Løbet af 1950’erne, der kontrollerer boll weevil angreb kræves flere programmer af meget barsk og giftige insektmidler (fx, aldrin, azinphosmethyl, benzen hexachloride, chlordan, dieldrin, toxaphen, malathion, methyl parathion, og parathion). Men et separat videnskabeligt fremskridt var lige rundt om hjørnet.
nye våben
i 1960 ‘ erne begyndte forskere lige at forstå betydningen af insektferomoner, de kemikalier, der produceres af insektarter, der ændrer adfærd hos andre individer i arten., USDA-ARS forskere opdagede sex lokkemiddel feromoner af den boll snudebille – kombinationen af kemikalier, der må mandlige boll snudebiller at finde kvindelige boll snudebiller. Disse forskere var i stand til at perfektionere en syntetisk tiltrækkende feromonblanding, hvilket skabte en lokke, der kunne bruges til at fange de amorøse boll weeeevils. Dette fremskridt ville vise sig at være linchpin for vellykket udryddelse, da weeeevils kunne tiltrækkes, fanges og overvåges.
et andet stort gennembrud var opdagelsen af en kontrolmetode, der øgede succes fra 85-90 procent kontrol til 98-99 procent.,
insektudvikling er afhængig af temperatur, og lavere temperaturer bremser udviklingen og reproduktionen af væv. Mississippi forskere opdagede, at ved at lave flere insekticider ved korte intervaller i løbet af efteråret, har de både kunne reducere den sidste reproduktive generation af snudebiller og væsentligt begrænse overlevelse af potentielt overvintring voksne. Dette blev betegnet reproduktion-diapause kontrol metode.,
kombinationen af feromonfælder og reproduktion-diapause-kontrolmetoden betød, at boll weeeevil kunne udryddes på grund af samarbejde på et område. Og feromon fælder koldt også bruges til at bekræfte, om udryddelsesindsatsen var vellykket. Denne one-t .o punch blev testet i et pilotprogram i Alabama, Mississippi og Louisiana i begyndelsen af 1970 ‘ erne., Pilotprogrammet kunne ikke bevise, at denne tilgang ville udrydde boll weeeevils, men det var vellykket nok til at reducere befolkningsniveauet, at regeringen, industrien og forskningsembedsmænd valgte at fortsætte med en storstilet tilgang. Det næste skridt er involveret rullende ud companion to forsøg i slutningen af 1970’erne: en retssag fandt sted i Mississippi ved hjælp af de bedst kendte metoder til boll billen på det tidspunkt, mens et andet forsøg testede reproduktion-diapause kontrol metode i North Carolina og Virginia.
samarbejdet var kritisk for North Carolina / Virginia-retssagen., Den føderale regering kom igennem med tilstrækkelig finansiering til at støtte 50 procent af retssagen, mens staten North Carolina accepterede at afhente yderligere 25 procent af omkostningerne. Og mere end tre fjerdedele af bomuldsdyrkere i North Carolina godkendte udryddelsen og accepterede at finansiere de resterende 25 procent. I mellemtiden var et nyt insekticid blevet tilgængeligt, difluben .uron, som viste sig at gøre udryddelsen endnu mere vellykket.efter tre år viste reproduktion-diapause-metoden sig så vellykket, at kun en væv blev fanget i udryddelsesområdet North Carolina/Virginia., Desuden blev denne væv antaget at være tilbage i en forurenet fælde, der ikke var blevet renset ordentligt. Insekticid brug styrtdykket efter udryddelse, men udvidelse og fortsættelse af programmet var ikke let. Problemer med finansiering, avler støtte i nye udryddelse områder, og udbrud af andre skadedyr, som følge af intensiv insekticider, der anvendes i udryddelse indsats – som udslettede gavnlige insekter, der normalt holdes skadedyr i ind – bremset processen Dog, senest i 2009, boll billen blev erklæret udryddet fra alle USA, bomuldsproducerende stater, med en undtagelse: te .as, som er den største bomuldsproducent i landet.
en skrøbelig sejr
hvilket bringer os til 2017. Udryddelsesindsatsen er gået i stå ved grænsen mellem Te .as og Me .ico, hovedsageligt på grund af den ustabilitet, der er skabt af ulovlig narkotikahandel. Denne ustabilitet har effektivt gjort store bomuldsbedrifter i Me .ico utilgængelige til behandling, hvilket skaber et indbydende levested for boll weeeevil populationer til at rebound. Et andet problem I Me .ico er tilstedeværelsen af ikke-bomuldsplantarter, der kan være vært for boll weeeevil., Yderligere bestræbelser på at begrænse samarbejdet over grænsen, herunder den foreslåede grænsevæg, sikrer, at boll weeeevil ‘ s “bølge af ondskab” forbliver en truende trussel. Som resultat, der er en løbende kamp for at holde boll weeeevils i skak i den nedre Rio Grande Valley of Te .as, finansieret af en løbende årlig vurdering fra bomuldsproducerende stater, som sigter mod at forhindre-og spore – spredningen af boll weeeevil populationer.
men denne historie fremhæver også det faktum, at boll weeeevil stort set er blevet erobret i USA,, takket være samarbejde mellem avlere, forskere og embedsmænd – og skyldes i vid udstrækning føderal forskningsfinansiering. For eksempel er en boll weeeevil i det sydøstlige USA ikke blevet fanget i en feromonfælde om 14 år. Og de føderale investeringer, der er foretaget over hele Syd, fortsætter med at betale udbytte i form af nye projekter, der er klar til at tackle nutidens indfødte og invasive insekter på grund af investeringerne fra boll eradicationeevil udryddelse.,for eksempel skabte de tidlige investeringer fra statslige og føderale regeringer USDA-ARS-forskningssystemet, der stadig er til stede i dag over det sydlige USA, herunder anlægget i Mississippi State. Dette system gør fortsat en forskel for amerikanske gårde. Forskningsenheder i områder, der stadig har boll weeeevil populationer bruger avancerede teknologier, såsom populationsgenetik og infrarød billeddannelse fra luften, at spore bevægelse af arten og identificere potentielle pletter af værtsplanter til destruktion., Da boll weeeevils er blevet udryddet langsomt, stat for stat, har disse forskere og faciliteter flyttet forskningsprioriteter til andre spørgsmål og skadedyr, der påvirker afgrødeproduktionen. Ingen ønsker at kæmpe endnu en hundrede års krig med et planteskadedyr.