Chimiștii străini de la Wendelin Stark, parte din ETH Zurich, au reușit să dezvolte un nou tip de înveliș de sinteză menit să protejeze boabele de grâu de a fi mâncate de insecte dăunătoare.

În demersul lor, oamenii de știință s-au inspirat de la „umila” piersică și de la alte fructe din Familia Rosaceae.

Câteva straturi de acid polilactic învelesc bobul de grâu. O enzimă este încastrată în stratul cel mai de adâncime, în timp ce straturile de mijloc conțin amigdalină. Insectele pot elibera aceste două tipuri de substanțe în timp ce se hrănesc, obligând astfel enzima să convertească amigdalina în acid cianhidric. Această substanță poate slăbi sau omorî larvele insectelor.

„Nu sparge sâmburele de piersică și nu mânca miezul, este toxic!”. Cu toții cunoaștem sfatul pe care părinții ni-l dădeau în copilărie, înainte să înfulecăm prima noastră piersică. Miezul sâmburelui de piersică, ascuns în învelișul tare, similar cu cel al unei nuci, conține amigdalină, o substanță care se poate degrada în acid cianhidric în interiorul stomacului.

Însă piersicile, caisele și migdalele nu și-au dezvoltat acest sistem de apărare astfel încât să-i țină la distanță pe copii din a savura aceste fructe. În fapt, vorbim de capacitatea naturii de a proteja materialul semincer de a fi distrus de insecte.

Un grup de cercetători ai Wendelin Stark, parte a ETH Zurich, s-au inspirat din asta și au copiat în laborator sistemul defensiv al migdalului amar (Amygdalus communis var. amara), precum și al altor membri ai familiei Prunus. În prezent, ei dezvoltă un înveliș destinat protecției materialului semincer și care funcționează într-un mod similar cu acest model natural și care să fie la fel de eficace, însă care nu interferează cu germinația și este și biodegradabil pe deasupra.

Cianidele sunt sub-produse rezultate din hrănirea insectelor

Pentru a determina eficiența învelișului protector, cercetătorii au testat diferitele secvențe de straturi. Secvența care într-un final s-a dovedit a fi cea mai eficientă este compusă din mai multe straturi de acid polilactic (PLA), o substanță care este inofensivă atât oamenilor, cât și mediului. Ultimul strat, cel intern, conține o enzimă. Deasupra sa este un strat de acid polilalctic pur, urmat de două straturi în care precursorul de acid cianhidric – amigdalina – este încastrat, aceeași substanță existentă în miezul sâmburilor de migdal amar. Ultimul strat este compus din acid polilactic pur.

Dacă o larvă a unei insecte consumă aceste straturi, amigdalina este eliberată, iar apoi și enzima. Cele două substanțe se amestecă, iar amigdalina se descompune în acid cianhidric, component care taie apetitul larvei sau chiar o ucide.

Testare cu succes pe insectele dăunătoare. Cariul depozitelor, lovit cel mai tare

În colaborare cu institutul Julius Kühn din Berlin, cercetătorii au testat eficiența tratamentului lor pe o varietate de insecte dăunătoare cerealelor. Sistemul de apărare al migdalului amar s-a dovedit deosebit de eficace împotriva larvelor viermilor de făină (Tenebrio molitor), molia indiană de cămară (Plodia interpunctella), cât și a celor de dăunători ai depozitului cum este cazul cariului cerealelor (Rhyzopertha dominica). Acesta din urmă cauzează pagube considerabile depozitelor de grâu de pe întreg mapamondul.

Un număr semnificativ mai mic de adulți de cariul depozitelor au eclozat pe semințele învelite cu stratul protector, față de cele neprotejate. S-au reprodus într-un număr mult mai mic, iar larvele au crescut mai încet, deoarece mâncaseră mai puțin.

Cu toate acestea, învelișul nu a protejat 100% împotriva tuturor insectelor dăunătoare boabelor de grâu: tratamentul nu a fost eficient împotriva gărgăriței grâului (Sitophilus granarius). Acest tip de insectă dăunătoare nu-și depun ouăle pe bobul de grâu, în schimb efectuează o gaură în el, le depune în interior după care o sigilează. Larvele consumă bobul de grâu din interior, fapt care face ca acestea să nu intre în contact direct cu învelișul.

În plus, cercetătorii au fost capabili să demonstreze în condiții de laborator și în câmp că tratamentul nu a interferat cu germinața boabelor de grâu. În laborator, 98 la sută din materialul semincer protejat de acest înveliș au germinat. În condiții de câmp, bobul de grâu cu înveliș protector a germinat puțin mai târziu decât cele obișnuite, iar planta s-a dezvoltat inițial puțin mai greu. Chiar și așa, plantele de grâu au fost capabile să recupereze startul pierdut să ajungă la maturitate.

Un posibil înlocuitor al pesticidelor clasice

„Am demonstrat că acest nou tip de înveliș funcționează: cerealele sunt protejate de atacul insectelor și sunt utilizabile în condiții de câmp”, au explicat autorii studiului, Carlos Mora și Jonas Halter. Utilizarea acestui tip de tratament este la fel de eficient precum spreierea și nici mai scumpă decât utilizarea insecticidelor.

Cercetătorii ETH sunt convinși că acest tip de înveliș protector poate fi utilizat cu succes și la alte tipuri de culturii agricole.

„Metoda are potențial de a înlocui anumite pesticide sintetice”, este de părere Carlos Mora. „Nu doar că acest înveliș este biodegradabil, însă acesta asigură că materialul semincer își păstrează calitățile și în depozite”.

Lucrarea a fost publicată în data de 13 aprilie 2016 în Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Măsuri clasice de combatere a dăunătorilor de depozit

Specialiștii români în protecția plantelor spun că depozitarea producției agricole peste iarnă presupune luarea unor măsuri de combatere a dăunatorilor de orice fel, care pot compromite și distruge tot ceea ce a fost stocat.

„Este absolut necesar controlul periodic al materialelor depozitate, deoarece există în permanență pericolul infestării cu dăunători de depozit, cum sunt și insectele (gărgărița orezului depozitat - Sitophilus oryzae, cariul cerealelor - Rhyzopertha dominica, gândacii făinii - Tribolium confusum, Tribolium castaneum, gărgărița grâului depozitat - Sitophilus granarius, gândacul tutunului - Lasioderma serricorne, gândacul din Surinam - Oryzaephilus surinamensis, molia fructelor uscate - Plodia interpunctella, gărgărița fasolei - Achanthoscelites obtectus s.a.), acarienii (acarianul făinii - Acarus siro) și alții”, afirmă dr. Viorel Rotaru și ing. Vicențiu Cremeneanu.

Aceștia produc pagube considerabile semințelor depozitate prin pierderi în greutate, reducerea germinației, modificarea compoziției și aspectului produselor, îmbolnăviri ale consumatorului etc.

În acest context se au în vedere unele aspecte esențiale privind prevenirea și combaterea unor eventuale atacuri, și anume controlul permanent al temperaturii și umidității din spațiile de depozitare pentru evitarea condițiilor favorabile atacului unor dăunători asupra semințelor sau materialului de plantat, combaterea rozătoarelor din diferite spații de depozitare ș.a.