昆虫の草食動物は、特定の植物種を荒廃させる可能性があります。これは、科学者が望ましくない問題のある侵入植物の制御と管理に向けて巧妙に利用した特性です。 「生物学的制御」または「生物制御」と呼ばれるこの生態学的実践は、特定の天敵または捕食者の輸入と放出を通じて侵入種を抑制することを目的としています [1]。しかし、これらの生物学的防除の取り組みの成功は、さまざまな非生物的および生物的要因の影響を受ける可能性があり、最も興味深いのは、標的植物の草食に対する反応によるものです。
多数の植物応答が草食性によって誘発されることが知られており、防御的または補償的として広くグループ化されています。防御反応は、草食を防止または抑止しようとし、葉の毛や二次葉の化合物などの形質を含みます。一方、代償反応は、草食によって被った損失を軽減または克服しようとし、多くの場合、植物の生理学的プロセス、つまり光合成プロセスの調整を伴います [2]。
中南米原産の一年生低木 パルテニウム ヒステロフォラス (パルテニウム) は世界的に重要な侵入雑草です。雑草は、農業、食料安全保障、人間の健康、生物多様性への脅威など、社会経済的および生態学的に深刻な悪影響を及ぼします。これらの脅威を考慮して、多くの国は、パルテニウムの侵入を管理するための環境的に安全で、費用対効果が高く、持続可能な方法として生物学的防除を使用することを選択しています[3]。
南アフリカでは、これまでに合計 4 つの生物的防除剤が放出されました。葉さび病菌と 3 つの昆虫です [4]。これらの昆虫病原体の中で最も有望なのは、葉を食べる甲虫 Zygogramma bicolorata です。 2013 年に最初にリリースされました。南アフリカでの最近の取り組みは称賛に値しますが、カブトムシ Z.二色 はまだその可能性を十分に発揮できていないため、その有効性を理解し改善するための調査が必要です。
この文脈の中で、我々の研究は、その生物的防除カブトムシZによる葉摂食に対するパルテニウムの生理学的反応を評価した。 この研究では、これらのカブトムシがパルテニウムの光合成を低下させる可能性があるメカニズムを、微生物の相互作用に焦点を当ててさらに調査しました。これを調査するために、ガス交換と微生物サンプリングを使用したさまざまな自然およびシミュレートされた草食実験が行われました。
私たちの結果は、甲虫が損傷したパルテニウムの葉の光合成出力を36％削減できることを示しました。興味深いことに、この減少は葉の組織の除去によるものではなく、Z による微生物の侵入によるものと考えられていました。二色 .多数のバクテリアおよび真菌微生物がカブトムシの草食葉に見られ、おそらくZの口器およびフラス堆積物に由来する.二色 .これは、微生物がパルテニウムの生物学的制御に大きく貢献していることを示唆しており、葉の組織自体の除去よりも、それ以上ではないにしても同等に有害である可能性があります.
パルテニウムの生産性 (光合成) の低下に加えて、甲虫の葉の摂食は植物の代謝も損ないました。これらの代謝障害は、パルテニウムの水と栄養素の利用効率を低下させ、植物を弱体化させ、草食と水ストレスの両方に影響されやすくしました.
パルテニウムは、損傷を受けていない葉の光合成を 11% アップレギュレートすることにより、カブトムシの草食性を補おうとしました。このアップレギュレーションは確かに印象的ですが、それは部分的なものであり、カブトムシによる継続的な草食に関連する損失と生理学的ストレスを克服することはできません.さらに、これらの甲虫は、植物の約 3 分の 1 を落葉させることにより、パルテニウムの光合成のアップレギュレーションを緩和する可能性があります。
この研究は、Z の可能性を示しています。二色 パルテニウムがその草食性を補おうとする試みにもかかわらず、非常に有害な昆虫である. Ｚ．二色 、甲虫の数と野外での被害を増やすために、研究努力を継続する必要があります.
この作業は、パルテニウムのような問題のある侵入種の制御に向けて生物学的制御が提供する有効性を強調しているため、重要です。この研究はまた、現在および将来の生物学的防除の取り組みをよりよく理解し、改善するためのツールとして、生態生理学的評価の使用を提唱しています。
これらの調査結果は、パルテニウム ヒステロフォラスの生理学的反応というタイトルの記事で説明されています。 葉を食べるカブトムシ Zygogramma bicolorata による落葉 、ジャーナル Biological Control に最近掲載されました .この作業は、南アフリカのヨハネスブルグにあるウィットウォータースランド大学のブレア・カウイーが主導しました。
参考文献:
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