Door Gert van Maanen - Foto: Flickr/Marta Boroń - 12-05-2023 - Entomologie
Manipulaties met de productie of detectie van het feromoon dat kannibalisme bij treksprinkhanen reguleert, lijkt veelbelovend in de plaagbeheersing van deze insecten die grote gewasschade kunnen aanrichten.
Treksprinkhanen voorkomen kannibalisme door het sterk geurende feromoon fenylacetonitril (PAN) te produceren. Door mutaties te introduceren die ervoor zorgen dat de sprinkhanen dit feromoon niet meer kunnen produceren of detecteren gaat deze rem op kannibalisme verloren, ontdekten onderzoekers van het Max Planck Institute for Chemical Ecology in Jena en de Martin-Luther-Universität in Halle (Science, 5 mei). Hiervoor experimenteerden ze met jonge treksprinkhanen (Locusta migratoria).
In Afrika en Azië zorgen vooral woestijnsprinkhanen (Schistocera gregaria) voor de grootste problemen, maar ook zwermen van treksprinkhanen kunnen aanzienlijke oogstschade veroorzaken. Bovendien zijn ze een belangrijk modelsysteem voor het optreden van kannibalisme en het ontstaan van sprinkhaanzwermen. Uit geur- en gedragsexperimenten bij in kooien gehouden sprinkhanen blijkt nu dat het feromoon PAN een hoofdrol speelt in de regulatie van kannibalisme.
Individuen die zo kwetsbare soortgenoten opeten hebben een dubbel voordeel
Kannibalisme komt vrij algemeen voor onder sprinkhanen, vooral als ze tekorten hebben aan eiwitten en koolhydraten of bij veranderingen in hun bevolkingsdichtheid. Bij lage dichtheden leven sprinkhanen solitair en vermijden ze fysieke contacten, maar kannibalisme begint op te treden als de lokale dichtheid boven een kritische waarde komt: in de huidige experimenten bij meer dan vijftig individuen per kooi. Individuen die zo kwetsbare soortgenoten opeten hebben een dubbel voordeel: ze kunnen langer overleven en verder reizen. Bovendien zijn kannibalistische interacties een drijvende kracht achter massabewegingen, die kunnen uitlopen op zwermvorming, migratie en uiteindelijk tot hongersnoden in de betrokken gebieden.
Nymfstadium
Uit de experimenten met jonge sprinkhanen in het laatste nymfstadium blijkt dat deze onder drukke omstandigheden het anti-kannibalistisch feromoon PAN produceren, een voorloper van het zeer toxische waterstofcyanide. Het lukte de onderzoekers door klonering en functionele expressie in fruitvliegen het LmOR70a-gen te identificeren van de PAN-gevoelige reukreceptor. Ze maakten die receptoren door mutaties van dit gen vervolgens niet-functioneel, waardoor de betrokken sprinkhanen weer overgaan tot kannibalisme. Dit geldt ook voor sprinkhanen met een gemankeerd CYP305M2-gen, dat een cruciale rol speelt in de PAN-biosynthese.
Bestrijdingsmiddelen
Dit onderzoek is volgens de niet rechtstreeks betrokken gedragsbioloog Iain Couzin en neurobioloog Einat Couzin-Fuchs van het Max Planck Instituut of Animal Behavior in Konstanz een belangrijke stap in een beter begrip over de rol van kannibalisme bij sprinkhanen, zo schrijven ze in een gerelateerde perspective in Science. ‘Omdat het PAN-pad kannibalistische interacties reguleert, die op hun beurt massale migratie kunnen stimuleren, kan het ook een veelbelovend doelwit zijn voor de ontwikkeling van toekomstige bestrijdingsmiddelen voor sprinkhanen.’