Opmerking van de redactie: Dit is een gastartikel van Dominic Reisig, een universitair hoofddocent entomologie aan NC State. In onze lopende Research Matters-serie gaan NC-onderzoekers in op de waarde van wetenschap, technologie, engineering en wiskunde.
De Boll snuitkever (Anthonomus grandis) is niet veel om naar te kijken – gewoon een grijsachtig kevertje met een indrukwekkend lange snuit., Maar deze specifieke kever, en zijn honger naar Katoen, was krachtig genoeg om een ongekend partnerschap te smeden tussen boeren, wetgevers en wetenschappers. Dat partnerschap liet zien hoeveel er bereikt kan worden als wetenschappers en boeren samenwerken.
wat volwassen bollenkevers in grootte missen, compenseren ze met het vermogen van hun larven om Katoen te eten en te vernietigen., Boll weevils kwam de VS binnen vanuit Mexico in de late jaren 1800, toen ze voor het eerst werden gezien in Texas. Tegen de jaren 1920 hadden ze zich verspreid over alle grote katoenproducerende gebieden in het land. De omvang van de schade was adembenemend, evenals de controle-inspanningen geworpen op dit insect: op een bepaald moment, een derde van het insecticide gebruikt in de VS werd gebruikt om boll snuitkevers te bestrijden.in 1903 werd het hoofd van de U. S., Ministerie van Landbouw (USDA) getuigde voor het Congres dat de uitbraken van het insect een “golf van kwaad” waren, en dat getroffen gebieden in Mexico de katoenproductie helemaal hadden opgegeven. Veel geleerden zijn het er inderdaad over eens dat de impact zo groot was op de katoenafhankelijke economie van het zuiden op het platteland, dat het een van de oorzaken was van de “grote migratie”, toen Afro-Amerikanen in de vroege jaren 1900 massaal naar het noorden van de VS verhuisden.,, omdat de prijs van katoen toen de boll weevil liep sommige katoenkwekers failliet. De katoenproductie ging vooruit op de snuitkever, waardoor er een boom ontstond in de aanplant van katoen in gebieden die snuitkevervrij waren. Maar toen het katoen zich verspreidde, deed de boll weevil dat ook – wat katoenboeren miljarden aan inkomsten kostte.de oorlog verklaren aan de Weevil in 1958 gebeurde er iets nieuws. De National Cotton Council of America heeft voor het eerst unaniem overeenstemming bereikt over een stuk landbouwwetgeving., In die wetgeving werd onder meer aangedrongen op uitbreiding van het katoenonderzoek en op afschaffing van de boll weevil.
Dit was een ongebruikelijke stap om vele redenen. Ten eerste waren er eerder pogingen gedaan om insecten in vee uit te roeien, maar niemand had het ooit geprobeerd met een gewas plaag; dit was het breken van nieuwe grond. Ten tweede zou dit veel geld gaan kosten, waarvoor de steun van de federale overheid nodig zou zijn., Ten derde had nog niemand een manier gevonden om het insect uit te roeien. Ten slotte zou het uitroeiingsproces, zodra het begon met de uitroeiing, een gemeenschappelijke bron worden. Daarom zou samenwerking van vitaal belang zijn, gezien het feit dat er een verleiding zou zijn voor individuen, of hele regio ‘ s, om een gratis rit te krijgen, afhankelijk van de bijdragen van hun buren aan de uitroeiingsinspanning. Dus verplichte deelname van de Boer was een must. Elk van de uitdagingen werd één voor één aangepakt, waarbij bij elke stap een nauwe samenwerking nodig was.
Insectenuitbraak was geen Geheel nieuw concept., De promotor van eradication was een USDA Agricultural Research Service (USDA-ARS) wetenschapper genaamd Edward Knipling, die met een idee was gekomen genaamd de steriele insect techniek. Deze techniek werd geïntroduceerd in de jaren 1950 om schroefworm, een parasitaire insectenplaag bij runderen te elimineren. De steriele insectentechniek is gebaseerd op het overspoelen van de omgeving met veel steriele mannetjes. Die mannetjes paren dan met vrouwtjes, maar produceren geen nakomelingen. Knipling voorzag nu uitroeiing van de Boll weevil, erkennend dat het twee spleetogen in zijn pantser had., Ten eerste was het een exotische soort, wat betekende dat het aanwezig kon zijn zonder enkele van de parasieten en roofdieren die de populaties in zijn geboorteland Mexico verzwakten. Ten tweede was het afhankelijk van een enkele waardplant, katoen, die ook niet inheems was in de VS. Een miljoen steriele Boll weevil mannetjes werden vrijgelaten in een proef. Maar de steriele mannetjes konden niet concurreren met hun viriele wilde tegenhangers en de proef was niet succesvol.
als eradicatie zou plaatsvinden, zouden wetenschappers een nieuwe methode moeten ontwikkelen., Daartoe besteedden de federale regering, de deelstaatregeringen en verschillende katoenstichtingen en verenigingen miljoenen dollars om het onderzoek te ondersteunen dat nodig was om de noodzakelijke instrumenten voor uitroeiing te ontwikkelen.het Congres financierde bijvoorbeeld USDA-ARS laboratoria in vele staten, waaronder één op de campus van de Mississippi State University, die cruciaal was voor het creëren van veel van de Hulpmiddelen die nodig waren voor uitroeiing., Deze steun werd voortgezet door de uitroeiingsinspanningen, waardoor het insect kon worden geëlimineerd vanaf Virginia en Noordoost-North Carolina, en zich gestaag naar het zuiden kon bewegen.
maar de onderzoekers van eradication stonden vooraan voor een belangrijke uitdaging. Ze wisten dat, om uitroeiing succesvol te laten zijn, er een zeer effectieve methode moest zijn om Boll snuitkevers te beheersen – een met een slagingspercentage van bijna 100 procent. En dat zou een aanzienlijke sprong over de beschikbare controletechnieken vereisen.,
in de jaren vijftig was het voor de bestrijding van bollkeverbesmettingen nodig dat er meerdere zeer agressieve en toxische insecticiden werden toegepast (bijvoorbeeld aldrin, azinfomethyl, benzeenhexachloride, chloordaan, dieldrin, toxafeen, malathion, methylparathion en parathion). Maar een aparte wetenschappelijke vooruitgang was net om de hoek.
nieuwe wapens
in de jaren zestig begonnen onderzoekers het belang van insectferomonen te begrijpen, de chemische stoffen die door insectensoorten worden geproduceerd en die het gedrag van andere individuen in de soort veranderen., USDA-ARS wetenschappers ontdekten de geslacht lokstof feromonen van de boll weevil – de combinatie van chemicaliën die mannelijke boll weevils toegestaan om vrouwelijke boll weevils te vinden. Deze onderzoekers waren in staat om een synthetische lokstof feromonen mengsel te perfectioneren, het creëren van een aas dat kan worden gebruikt om de amoureuze boll snuitkevers vangen. Deze vooruitgang zou de spil blijken te zijn voor een succesvolle uitroeiing, aangezien snuitkevers kunnen worden aangetrokken, gevangen en gecontroleerd.
een andere belangrijke doorbraak was de ontdekking van een controlemethode die het succes verhoogde van 85-90 procent controle tot 98-99 procent.,
Insectenontwikkeling is afhankelijk van de temperatuur, en lagere temperaturen vertragen de ontwikkeling en voortplanting van snuitkevers. Mississippi wetenschappers ontdekten dat, door het maken van meerdere insecticide toepassingen op korte intervallen in de herfst, ze konden zowel de laatste reproductieve generatie van de snuitkevers te verminderen en aanzienlijk beperken de overleving van potentieel overwinterende volwassenen. Dit werd de reproductie-diapause controlemethode genoemd.,
De combinatie van de feromoonvallen en de voortplantingsdiapauzecontrolemethode betekende dat de boll weevil, gezien de samenwerking in het gehele gebied, kon worden uitgeroeid. En de feromoonvallen cold worden ook gebruikt om te bevestigen of de uitroeiingsinspanningen succesvol waren. Deze one-two punch werd getest in een pilot programma in Alabama, Mississippi en Louisiana tijdens de vroege jaren 1970., Het pilotprogramma kon niet bewijzen dat deze aanpak boll snuitkevers zou uitroeien, maar het was succesvol genoeg bij het verminderen van het bevolkingsniveau dat de overheid, de industrie en onderzoeksambtenaren ervoor kozen om door te gaan met een grootschalige aanpak. Deze volgende stap bestond uit het uitrollen van twee companion trials in de late jaren 1970: een onderzoek vond plaats in Mississippi met behulp van de bekendste controlemethoden voor boll weevil op het moment, terwijl een ander onderzoek testte de reproductie-diapause controle methode in North Carolina en Virginia.
samenwerking was van cruciaal belang voor de North Carolina/Virginia trial., De federale overheid kwam door met genoeg financiering om 50 procent van het proces te ondersteunen, terwijl de staat North Carolina ermee instemde om nog eens 25 procent van de kosten op te halen. Meer dan driekwart van de katoenkwekers in North Carolina keurde de uitroeiing goed, en stemde ermee in om de resterende 25 procent te financieren. Ondertussen was een nieuw insecticide beschikbaar gekomen, diflubenzuron, wat de uitroeiing nog succesvoller bleek te maken.
na drie jaar bleek de reproductiediapause methode zo succesvol dat slechts één snuitkever gevangen zat in het gebied van de uitroeiing van North Carolina/Virginia., Bovendien werd gedacht dat deze snuitkever overbleef in een verontreinigde val die niet goed was gereinigd. Het gebruik van insecticiden daalde na uitroeiing, maar uitbreiding en voortzetting van het programma was niet gemakkelijk. Problemen met de financiering, de steun van de teler in nieuwe uitroeiingsgebieden, en uitbraken van andere ongedierte, als gevolg van intensieve insecticide toepassingen gebruikt in uitroeiingsinspanningen-die uitgewist nuttige insecten die normaal gehouden ongedierte in toom gehouden-vertraagde het proces echter, in 2009, de boll weevil werd verklaard uitgeroeid uit alle U. S., katoenproducerende landen, met één uitzondering: Texas, dat de grootste katoenproducent van het land is.
een fragiele overwinning
die ons brengt naar 2017. De uitroeiingsinspanningen aan de grens tussen Texas en Mexico zijn tot stilstand gekomen, grotendeels als gevolg van de instabiliteit die door de illegale drugshandel is ontstaan. Die instabiliteit heeft grote katoenboerderijen in Mexico ontoegankelijk gemaakt voor behandeling, waardoor een gastvrije habitat ontstond voor Boll snuitkeverpopulaties om zich te herstellen. Een ander probleem in Mexico is de aanwezigheid van niet-katoenen plantensoorten die boll weevil kunnen hosten., Verdere inspanningen om de samenwerking over de grens te beperken, waaronder de voorgestelde grensmuur, zorgen ervoor dat de “golf van kwaad” van de boll weevil een dreigende bedreiging blijft. Als gevolg hiervan is er een voortdurende strijd om boll weevils in toom te houden in de lagere Rio Grande Valley van Texas, gefinancierd door een voortdurende jaarlijkse evaluatie van katoenproducerende Staten, die is gericht op het voorkomen-en het volgen – van de verspreiding van boll weevil populaties.
maar dit verhaal benadrukt ook het feit dat de Boll weevil grotendeels is veroverd in de VS., dankzij samenwerking tussen telers, wetenschappers en overheidsfunctionarissen – en grotendeels dankzij federale onderzoeksfinanciering. Bijvoorbeeld, in het zuidoosten van de VS, een boll weevil is niet gevangen in een feromoon val in 14 jaar. En die federale investeringen, die in het zuiden worden gedaan, blijven dividend uitkeren in de vorm van nieuwe projecten, die klaar staan om de huidige inheemse en invasieve insecten aan te pakken dankzij de investeringen van de uitroeiing van boll weevil.,deze vroege investeringen door staats-en federale overheden creëerden bijvoorbeeld het USDA-ARS-onderzoekssysteem dat vandaag de dag nog steeds aanwezig is in het zuiden van de VS, inclusief de faciliteit in Mississippi State. Dit systeem blijft een verschil maken voor Amerikaanse boerderijen. Onderzoekseenheden in gebieden met nog steeds Boll snuitkeverpopulaties gebruiken geavanceerde technologieën, zoals populatiegenetica en infraroodbeelden vanuit de lucht, om de beweging van de soort te volgen en potentiële patches van waardplanten te identificeren voor vernietiging., Zoals boll snuitkevers zijn langzaam uitgeroeid, staat voor staat, deze onderzoekers en faciliteiten hebben verschoven onderzoeksprioriteiten naar andere kwesties en plagen die van invloed zijn op de plantaardige productie. Niemand wil nog een honderdjarige oorlog voeren met een plantenplaag.