چگونه مواد غذایی پوسیده در آشپزخانه و بوی سرکه منجر به یک حادثه کشاورزی "خوشحال" شد

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان Rutgers مواد دافع طبیعی در برابر یک آفت مهاجم زغال اخته را شناسایی کرده اند، کشفی که به طور تصادفی در هنگام حمله مگس های میوه به آزمایشگاه آنها انجام شد.

این حادثه که بیش از یک دهه در حال ساخت است، روزی می تواند نحوه حفاظت از محصولات تجاری را تغییر دهد.

بت فرگوسن، محقق فوق دکترا در مرکز تحقیقات زغال اخته و کرنبری راتگرز فیلیپ ای. ماروچی و نویسنده اصلی این مطالعه که در مجله میکروبیولوژی کاربردی و محیطی منتشر شده است، می گوید: «در دوران کودکی من فکر می کردم علم این است - شما به چیزی برخورد می کنید و می روید، «اورکا!».

البته اکثر اوقات این اتفاق نمی‌افتد، به همین دلیل است که من آن را یک تصادف بسیار خوشحال کننده می‌نامم.»

هر تابستان، فرگوسن و همکارانش تحقیقاتی را بر روی مگس میوه مهاجم، مگس بال خالدار (Drosophila suzukii) انجام می دهند. این مگس که در سال 2011 در نیوجرسی یافت شد، یکی از بزرگترین تهدیدها برای تولید میوه های تجاری، به ویژه میوه هایی با گوشت نرم مانند بلوبری است.

برخلاف دیگر مگس‌های مگس مگس سرکه که روی میوه‌های فاسد تخم می‌گذارند و از آن تغذیه می‌کنند، بال‌های خال‌دار میوه‌های سالم و در حال رسیدن را با استفاده از لوله‌ای اره‌مانند برای رسوب تخم‌هایش مته می‌کنند. لارو مگس بیرون می آید و میوه را از درون نابود می کند.

اما پرورش دهندگان هزینه های زیادی را برای حشره کش های شیمیایی خرج می کنند، که همیشه کنترل کاملی ندارند و می توانند به ارگانیسم های غیرهدف آسیب برسانند.

فرگوسن و همکارانش در آزمایشگاه خود، کلنی هایی از مگس های بال خالدار را برای آزمایش استراتژی های مدیریت جدید و غیرشیمیایی پرورش می دهند. و تقریبا هر تابستان، اتفاق عجیبی برای مستعمراتی که آنها پرورش می‌دادند رخ می‌داد: محفظه‌ای که در نزدیکی آشپزخانه مرکز تحقیقات قرار داشت، توسط یک مگس میوه معمولی به نام D. melanogaster مورد حمله قرار می‌گرفت که منجر به مرگ مگس‌های بال خالدار می‌شد.

فرگوسن گفت: با وجود هزاران مگس در این ظروف، حتی یک محقق ماهر نیز نمی تواند آنها را با چشم غیر مسلح تشخیص دهد. اما کلنی‌های مگس‌ها رایحه‌های متفاوتی دارند، و زمانی که تعداد کافی مگس D. melanogaster از تعداد مگس‌های بال خال‌دار بیشتر شد، رایحه غیرقابل انکار بود.

فرگوسن می‌گوید: «ما متوجه تغییر بو می‌شویم، که از بوی بال‌های خال‌دار – مانند آرد ذرت – به بوی بسیار شدیدی از پوسیدگی سرکه می‌رود، که بوی مشخص ملانوگاستر است.

در طبیعت، این دو مگس اغلب از رقابت اجتناب می کنند. اما حادثه قرار دادن محفظه در نزدیکی آشپزخانه، جایی که مگس‌های ملانوگاستر از میوه‌های فاسد تغذیه می‌کردند، به یک رقابت پنهان دامن زد.

فرگوسن متوجه شد که با تشدید بوی سرکه، یک رسوب عجیب و غریب مانند فیلم روی منبع غذایی مگس ها شکل می گیرد. مانند سگ‌هایی که قلمرو را علامت‌گذاری می‌کنند، مگس‌های میوه با رسوب قارچ‌های مدفوع و روده، غذا و مناطق تخم‌گذاری را علامت‌گذاری می‌کنند. فرگوسن فیلم را پاکسازی کرد و با همکار جیمز پولاشاک از وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) برای شناسایی مخمر کار کرد.

او و مدیر آزمایشگاه سزار رودریگز-سائونا سپس با جنیفر اس. سان، استادیار گروه بیوشیمی و میکروبیولوژی در راتگرز-نیوبرانزویک و یکی از نویسندگان مقاله تماس گرفتند.

سان و محقق مقطع لیسانس، تیا هارت، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را برای تأیید بیزاری بال خال‌دار از قارچ‌های ملانوگاستر و تأثیر قرار گرفتن در معرض آن بر ترجیحات تخم‌گذاری مگس انجام داد. سان گفت: "اولین سوال ما این بود که آیا این واقعا برای بال های خالدار نفرت انگیز است یا خیر." "پاسخ سریع آمد."

چیزی که او پیدا کرد شگفت‌انگیز بود: این مخمر در مگس‌های بال خالدار «پاسخ‌های بد» را برانگیخت و در عین حال برای ملانوگاستر جذاب بود. مگس های بال خالدار نیز پس از برخورد با مخمر، تخم های بسیار کمتری گذاشتند.

برای ارزیابی اینکه ترکیب تولید شده در آزمایشگاه چگونه ممکن است در طبیعت رفتار کند، به آزمایش‌های بیشتری نیاز است. فرگوسن گفت ممکن است سال ها طول بکشد تا از کشف به تایید نظارتی برود.

اما در حال حاضر، لحظه یورکا در حال پرداخت سود است.

سان می‌گوید: «من از آن به‌عنوان یک الگو برای دانش‌آموزانم استفاده می‌کنم و توضیح می‌دهم که وقتی آزمایشی نتایج غیرمنتظره‌ای به همراه دارد، آنها نباید تصور کنند که کار اشتباهی انجام داده‌اند. در عوض، آنها می‌توانند بپرسند که چرا این اتفاق می‌افتد و آیا پدیده دیگری وجود دارد که می‌توانیم مطالعه کنیم. وقتی فرآیند علمی در آزمایش استفاده شود، نتیجه می‌تواند پروژه‌ای بسیار پربار مانند این باشد.»

بت فرگوسن و همکاران، فرارهای Pichia occidentalis پاسخ های رفتاری متفاوتی را در مگس سرکه و مگس سرکه ملانوگاستر، میکروبیولوژی کاربردی و محیطی (2026) برمی انگیزند. DOI: 10.1128/aem.01135-26

اطلاعات مجله: میکروبیولوژی کاربردی و محیطی

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →