Nghiên Cứu Giải Pháp Phòng Trừ Bọ Cánh Cứng

Có tới 25% sản lượng lương thực toàn cầu bị mất hàng năm do côn trùng, chủ yếu là bọ cánh cứng. Trong 500 triệu năm qua, bọ cánh cứng đã lây lan và thích nghi thành công với cuộc sống trên toàn cầu và hiện chiếm 1/5 loài động vật trên Trái đất. Tuy nhiên, từ thời Ai Cập cổ đại, những con bọ nhỏ này đã xâm chiếm các kho ngũ cốc và phá hoại mùa màng.

Kết quả là, sản xuất lương thực hiện nay song hành với việc sử dụng nhiều thuốc trừ sâu nhau. Một phần lớn các loại thuốc trừ sâu này làm tổn hại đến đa dạng sinh học, môi trường và sức khỏe con người. Khi các loại thuốc trừ sâu khác nhau bị loại bỏ dần, cần có các giải pháp mới để diệt trừ sâu bệnh mà không gây hại cho con người hoặc côn trùng có ích như ong.

Đây chính xác là những gì các nhà nghiên cứu từ Khoa Sinh học của Đại học Copenhagen đang nghiên cứu. Là một phần của nỗ lực phát triển các phương pháp “sinh thái” hơn để chống lại côn trùng có hại trong tương lai gần, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra hoóc-môn nào điều chỉnh sự hình thành nước tiểu trong thận của bọ cánh cứng.

Phó Giáo sư Kenneth Veland Halberg thuộc Đại học Copenhagen giải thích: “Biết được hoóc-môn nào điều chỉnh sự hình thành nước tiểu sẽ mở ra sự phát triển của các hợp chất sinh học tương tự như hoóc-môn của bọ cánh cứng”.

Nghiên cứu mới, cũng như một nghiên cứu trước đó, cũng do Kenneth Veland Halberg thực hiện, chứng minh rằng bọ cánh cứng giải quyết nhiệm vụ điều chỉnh cân bằng nước và muối của chúng theo một cách cơ bản khác với các loài côn trùng khác. Sự khác biệt về sinh học của côn trùng này là một chi tiết quan trọng.

Kenneth Veland Halberg giải thích: “Các loại thuốc diệt côn trùng ngày nay xâm nhập và làm tê liệt hệ thống thần kinh của côn trùng. Vấn đề của cách tiếp cận này là hệ thống thần kinh của côn trùng khá giống nhau giữa các loài. Sử dụng các loại thuốc trừ sâu này dẫn đến việc giết chết ong và các loài côn trùng có ích khác và gây hại cho các sinh vật sống khác”.

Kenneth Veland Halberg nói: “Sản xuất lương thực phụ thuộc rất nhiều vào thuốc trừ sâu. Riêng ở châu Âu, người ta ước tính rằng sản lượng lương thực sẽ giảm 50% nếu không sử dụng thuốc trừ sâu”.

Nhưng để phát triển các hợp chất mới để chống lại bọ cánh cứng, các nhà hóa học phải thiết kế một phân tử mới giống với hoóc-môn bọ cánh cứng. Đồng thời, hợp chất này phải xâm nhập được vào bọ cánh cứng, thông qua bộ xương ngoài của chúng hoặc khi chúng ăn nó.

Phó giáo sư Kenneth Veland Halberg cho biết: “Hiểu được sự hình thành nước tiểu ở bọ cánh cứng là một bước quan trọng trong việc phát triển các biện pháp kiểm soát dịch hại có mục tiêu và thân thiện với môi trường hơn cho tương lai. Chúng tôi hiện đã liên hệ với các chuyên gia hóa học protein, những người giúp chúng tôi thiết kế một loại hoóc-môn côn trùng nhân tạo”

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng bọ cánh cứng đỏ (Tribolium castaneum) làm loài thử nghiệm cho nghiên cứu vì nó có bộ gien được giải trình tự tốt cho phép triển khai nhiều công cụ di truyền và sinh học phân tử. Các nhà nghiên cứu đã làm cho bọ cánh cứng đi tiểu bằng cách tiêm một loại hoóc-môn có tác dụng điều chỉnh sự hình thành nước tiểu ở bọ cánh cứng. Điều này gây ảnh hưởng sự đến cân bằng nước và muối của chúng, từ đó giúp tiêu diệt loài gây hại này.