المواد الكيميائية شبه الكيميائية

الفيرومون (من اليونانية phero بمعنى "يحمل" + hormone بمعنى "دافع") هو عامل كيميائي مُفرز يُحفز استجابة اجتماعية لدى أفراد النوع نفسه. الفيرومونات مواد كيميائية قادرة على التأثير خارج جسم الكائن المُفرز، فتؤثر على سلوك الكائن المُستقبِل. ^{[ 6 ]} توجد أنواع عديدة من الفيرومونات، منها فيرومونات الإنذار، وفيرومونات البحث عن الطعام ، وفيرومونات التزاوج ، وغيرها الكثير التي تؤثر على السلوك أو الوظائف الحيوية. ^{[ 7 ]} وقد وُثِّق استخدامها بين الحشرات بشكلٍ خاص. إضافةً إلى ذلك، تتواصل بعض الفقاريات والنباتات باستخدام الفيرومونات. ومن الأمثلة البارزة على استخدام الفيرومونات للدلالة على الاستعداد الجنسي لدى الحشرات، نحلة داوسون الحفارة ، التي تستخدم مزيجًا معينًا من الهيدروكربونات الكيتينية للإشارة إلى استعدادها للتزاوج، ثم مزيجًا آخر للدلالة على عدم رغبتها في التزاوج. وقد ثبت أن هذه الهيدروكربونات، بالإضافة إلى إشارات كيميائية أخرى تنتجها غدة دوفور ، تلعب دورًا في إشارات النفور لدى الذكور أيضًا. ^{[ 8 ]}

صاغ بيتر كارلسون ومارتن لوشر مصطلح "الفيرومون" عام 1959، استنادًا إلى الكلمة اليونانية "فيرين" (بمعنى النقل) و"هرمون" (بمعنى التحفيز). ^{[ 9 ]} تُصنف الفيرومونات أحيانًا ضمن الهرمونات الخارجية. ^{[ 10 ]} وقد وصف عالم الكيمياء الحيوية الألماني أدولف بوتيناندت أول مادة كيميائية من هذا النوع، وهي "بومبيكول" (فيرومون معروف التركيب الكيميائي، تفرزه أنثى دودة القز لجذب الذكور). ^{[ 11 ]}

الألومون هو أي مادة كيميائية يفرزها فرد من نوع معين، وتؤثر على سلوك فرد من نوع آخر، بما يعود بالنفع على المُفرِز دون المُستقبِل. ^{[ 12 ]} يُعدّ إنتاج الألومونات شكلاً شائعاً من أشكال الدفاع، كما هو الحال لدى أنواع النباتات ضد الحشرات العاشبة ، أو لدى أنواع الفرائس ضد المفترسات . أحياناً، تُنتج بعض الأنواع الفيرومونات الجنسية للكائنات التي تستغلها كفريسة أو مُلقِّحة (مثل عناكب البولاس ^{[ 13 ]} وبعض أنواع الأوركيد ^{[ 14 ]} ). يعمل الفيرومون الجنسي الذكري لذباب فاكهة الداكيني، بالإضافة إلى كونه فيروموناً للتجمع لتشكيل مواقع التزاوج، كألومون أيضاً لردع افتراس السحالي. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} اقترح براون وإيسنر وويتاكر مصطلح "الألومون" ^{[ 18 ]} للدلالة على تلك المواد التي تُعطي ميزة للمُفرِز.

الكيرومون مادة كيميائية شبهية، يفرزها الكائن الحي، وتتوسط التفاعلات بين الأنواع بطريقة تفيد فرداً من نوع آخر يستقبلها، دون أن تفيد الكائن المُفرِز. يُقدّم الكيرومون إشارتين بيئيتين رئيسيتين؛ فهو يُشير عادةً إما إلى مصدر غذاء للمُستقبِل، أو يُنذر بوجود مُفترس. غالباً ما يستخدم المُفترس أو الطفيلي الفيرومون ككيرومون لتحديد موقع الكائن المُفرِز. ^{[ 19 ]}

السينومون هو مادة كيميائية شبهية بين الأنواع، مفيدة لكل من الكائنين المتفاعلين، المُرسِل والمُستقبِل. على سبيل المثال، يجذب السينومون الزهري لبعض أنواع نبات البولبوفيليوم ( من الفصيلة السحلبية ) ذكور ذباب الفاكهة ( من عائلة ذباب الفاكهة : رتبة ذوات الجناحين ) كملقِّحات، لذا يُمكن تصنيفه كعامل جذب . في هذه العلاقة التكافلية الحقيقية، يستفيد كلا الكائنين في نظاميهما التناسليين الجنسيين، أي يتم تلقيح أزهار السحلب، ويُكافأ ذكور ذباب الفاكهة من جنس الداكيني بسلائف أو مُعزِّزات الفيرومون الجنسي. يعمل السينومون الزهري أيضًا كمكافأة للملقِّحات، ويكون إما على شكل فينيل بروبانويد (مثل ميثيل يوجينول ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} ) أو فينيل بوتانويد (مثل كيتون التوت ^{[ 23 ]} والزنجيرون ^{[ 24 ] [} 25 ^{] )} .

مثال آخر على المركبات العطرية هو ترانس -2-هكسينال ، الذي تنبعثه أشجار من فصيلة الميموزا/الأكاسيا التابعة للفصيلة البقولية . تُشكّل هذه الأشجار هياكل مجوفة مميزة تعشش فيها النمل. عندما يُتلف حيوان عاشب ورقةً، تنبعث من الخلايا المتضررة مادة ترانس -2-هكسينال (إلى جانب مركبات متطايرة أخرى)، والتي يستشعرها النمل. يندفع النمل نحو الحيوان العاشب، ويعضّ ويلسع دفاعًا عن نباته المضيف. تُكافئ الشجرة النمل بدورها بتوفير رحيق سكري وأجسام بيلتيان غنية بالدهون والبروتين لتغذية مستعمرة النمل.

تهدف استخدام المواد الكيميائية شبهية التأثير في مكافحة الآفات إلى رصد أعدادها لتحديد مدى الحاجة إلى مكافحتها، وتغيير سلوكها أو سلوك أعدائها بما يضر بها. وبشكل عام، تتمثل مزايا استخدام هذه المواد فيما يلي:

1. لا يكون لها آثار سلبية إلا على الآفات المستهدفة،
2. وهي غير سامة نسبياً ولا تتطلب سوى كميات قليلة.
3. إنها غير مستدامة وآمنة بيئياً،
4. يبدو من الصعب على الحشرات تطوير مقاومة ضدها . وغالبًا ما يتم دمج مراقبة أعداد الآفات باستخدام الفيرومونات في برامج الإدارة.

وقد تم إثبات هذه الخصائص في العديد من التطبيقات الميدانية. تُستخدم المصائد المزودة بالفيرومونات بشكل شائع للكشف عن وصول أنواع الحشرات الغازية؛ فعلى سبيل المثال، مكّن طُعم فيروموني مكون من خمسة مكونات، طُوّر خصيصًا لآفة الفاكهة الغازية، ذبابة الفاكهة ذات الجناح المرقط ( دروسوفيلا سوزوكي )، من رصدها لأول مرة في جنوب إفريقيا عام 2022، ومنذ ذلك الحين، تتبعت شبكات الرصد اللاحقة، التي تستخدم الطُعم نفسه، انتشارها في جميع أنحاء البلاد. ^{[ 26 ]}

يمكن أيضًا استخدام الفيرومونات لتعطيل التزاوج ، حيث يتم إطلاق فيرومون اصطناعي في جميع أنحاء المحصول لمنع الذكور من العثور على الإناث، مما يقلل من نجاح التزاوج دون قتل الحشرات مباشرة. وقد أثبتت هذه التقنية فعاليتها ضد آفات عثة التورتريكس، مثل عثة التفاح الكاذبة ( Thaumatotibia leucotreta ) في بساتين الفاكهة ذات النواة والعنب. ^{[ 27 ]}

يُعدّ تحديد التركيب الكيميائي لفيرمون نوعٍ ما الخطوة الأولى غالبًا نحو تطوير أدوات الرصد أو تعطيل التزاوج. فعلى سبيل المثال، أكّد التحليل الكيميائي والفيزيولوجي الكهربائي أن مجموعات عثة إمبراطور الصنوبر في جنوب إفريقيا، والتي كانت تُصنّف سابقًا كنوعين منفصلين ( Nudaurelia cytherea و N. clarki )، تشترك في نفس المكوّن الأساسي للفيرمون الجنسي، وهو ( Z )-dec-5-en-1-yl-3-methylbutanoate، مما يفتح المجال أمام إمكانية استخدام أداة واحدة للرصد أو تعطيل التزاوج تعتمد على الفيرمون لكلا المجموعتين. ^{[ 28 ]}

أيدت الدراسات التي تقيّم السلامة البيئية للطُعم شبه الكيميائية عمومًا هذه الادعاءات المتعلقة بانخفاض السمية: فقد وجدت دراسة أجريت على طُعم مكون من خمسة مركبات عضوية متطايرة، استُخدم لمراقبة دودة اللوز الأفريقية ( Helicoverpa armigera ) في حقول الطماطم بجنوب إفريقيا، عدم وجود تأثير يُذكر للمركبات المكونة للطُعم على المركبات العضوية المتطايرة الموجودة بشكل طبيعي في المحصول. ^{[ 29 ]}