وفي المكافحة البيولوجية، يتم تسخير قوى الطبيعة لمكافحة الآفات الزراعية. وفي السنوات الأخيرة، حظي هذا المجال باهتمام متجدد، مع تشديد القيود على استخدام المبيدات الحشرية الكيميائية. في كيبوتس سدي إلياهو، حولوا المكافحة البيولوجية للآفات إلى صناعة رائدة، وقاموا بتربية حشرات جيدة لمكافحة الآفات - للتصدير أيضًا
إيتاي نيبو، جاليليو
في عام 1886، كانت صناعة الحمضيات في كاليفورنيا على وشك الانهيار. واقتلع العديد من البستانيين أشجارهم، أو أحرقوا البساتين، ووصلت كمية المحصول إلى مستوى غير مسبوق، وانخفضت قيمة أراضي البساتين. كان سبب الكارثة هو سوسة الحمضيات (Iceryapurchasi) - وهي حشرة من صغيرة تمتص النسغ من الأوراق.
يدمر حشرة المن الأشجار الصغيرة بشكل رئيسي، ولكن بأعداد كبيرة قد تقتل حشرة المن شجرة بأكملها قريبًا، تمامًا كما حدث في كاليفورنيا. معظم المبيدات التي نعرفها لم تكن موجودة بعد في نهاية القرن التاسع عشر، ومحاولات الرش بالمواد التي كانت تستخدم آنذاك، مثل السيانيد، تؤذي المزارعين أكثر من تأثيرها على حشرات المن. انتشر الطاعون بسرعة عبر البساتين، وقام المزارعون العاجزون بتدمير قطع أراضي بأكملها في محاولة لمنع حشرات المن من الانتشار بشكل أكبر.
تم استدعاء وزارة الزراعة الأمريكية لمحاولة مساعدة البستانيين اليائسين في كاليفورنيا. قرر كبير علماء الحشرات في المكتب، تشارلز رايلي، أن الحل لهذه المحنة سيأتي من الخارج: حيث تم اكتشاف حشرة المن في كاليفورنيا قبل أقل من 20 عامًا، وبما أنه لم يتم التعرف عليها كآفة في أجزاء كثيرة من الولايات المتحدة. في جميع أنحاء العالم، افترض رايلي أن البلد الأصلي لحشرة المن لديه أعداء طبيعيين يمنعونه من التكاثر بمعدل مذهل ويقلل بشكل كبير من الأضرار التي يسببها للمزارعين.
أرسلت رايلي رسائل حول هذا الموضوع إلى جميع أنحاء العالم، وتلقت بالفعل ردًا مفاده أن ذبابة طفيلية في أستراليا تهاجم حشرة المن وتحد من حجم أعدادها. طلب رايلي إرسال عالم حشرات على الفور إلى أستراليا، لفحص الذبابة، وإحضار تفاصيل عنها إلى كاليفورنيا، لكن كما هو الحال اليوم، دخل السياسيون إلى الصورة. ولم يوافق الكونغرس على الطلب، بل وذكر في قراره أن ميزانيات وزارة الزراعة الأميركية ليست مخصصة للرحلات إلى الخارج.
وفي النهاية، وبعد ضغوط شديدة والعديد من التقلبات السياسية، وافقت وزارة الخارجية الأمريكية على تخصيص ميزانية قدرها 2,000 دولار أمريكي لرحلة عالم الحشرات إلى أستراليا. تم اختيار عالم الحشرات ألبرت كوبيلي لهذه المهمة، والذي اكتشف بالفعل حشرات المن المصابة بالذبابة الطفيلية في أستراليا. قام بجمع عدة آلاف من الأفراد للشحن، وأرسل معهم أيضًا خنافس Vedalia (Vedalia Cardinalis) - وهي نوع من الدعسوقة، والتي لاحظ أن البالغين منها يتغذىون على الدعسوقة.
تم وضع الحشرات التي أرسلتها كوفالا تحت شجرة موبوءة بحشرات المن، وفي غضون أسبوعين أصبح من الواضح أن الخنافس التهمت حشرات المن بشراهة ونظفت الشجرة المصابة بالكامل تقريبًا. لقد تكاثرت بسرعة وتم توزيعها بين المزارعين في جميع أنحاء كاليفورنيا. وفي غضون ستة أشهر، قاموا بتنظيف بساتين كاليفورنيا من حشرة المن القاتلة، وازدهرت صناعة الحمضيات مرة أخرى. ودخلت الخنافس الـ129 التي نجت من الرحلة من أستراليا ضمن شحنات كوبلا، صفحات التاريخ كأول نجاح مسجل في المكافحة البيولوجية للآفات.
الحرب البيولوجية
وقد سبق هذا النجاح نجاحات أخرى كثيرة، على ما يبدو، لكن توثيقها العلمي -إن وجد- ضاع. ومن المعروف، على سبيل المثال، أنه في الصين القديمة كانوا يزرعون النمل الذي يتغذى على الآفات في البساتين، حتى أنهم كانوا يضعون قصب الخيزران كجسر بين الأشجار لمساعدتهم. وتم اكتشاف طريقة مماثلة في القرن الثامن عشر بين مزارعي التمر في اليمن، ويبدو أنها سادت هناك منذ مئات السنين. وفي نفس الوقت تقريبًا، تم جلب الطيور إلى موريشيوس من الهند لتفترس الجراد الأحمر الذي صنع لنفسه اسمًا في المحاصيل الزراعية بالجزيرة.
تعتمد المكافحة البيولوجية، والتي تُعرف أحيانًا باسم "الحرب البيولوجية" أو "المكافحة البيولوجية للآفات"، على مبدأ بسيط مفاده أنه، كالعادة، كل كائن حي في الطبيعة لديه كائن حي آخر، وعادة ما يكون أكثر من كائن واحد، يسبب له أضرارًا مميتة. وبطبيعة الحال، ينطبق هذا المبدأ أيضًا على أولئك الذين نعرّفهم بـ "الآفات"، لأنها تلحق الضرر بالمحاصيل الزراعية، أو حيوانات المزرعة، أو تنقل الأمراض إلى الإنسان، أو ببساطة تتسبب في التسلل بين الأشخاص المسالمين والمحبين للسلام، حتى دون التسبب في ضرر حقيقي ( كالصراصير مثلاً). عندما نتمكن من تسخير تلك الأعداء الطبيعية الموجودة في الطبيعة للسيطرة على الآفات كما يهمنا، فهذه هي المكافحة البيولوجية، على عكس المكافحة الكيميائية التي تعتمد على استخدام المواد السامة التي تقتل الآفات.
عادة ما يتم تقسيم الأعداء الطبيعيين إلى ثلاث مجموعات رئيسية: الحيوانات المفترسة والطفيليات ومسببات الأمراض. فكرة الحيوانات المفترسة تتجلى فعليا في قصة خنافس الفوداليا. "أبقار موشيه رابانو" من نوعها (المعروفة اليوم أيضًا باسم "موشس") تفترس حشرات المن الضارة بالمحاصيل، وتنقذها من التلف. لكن الطريقة لا تقتصر على الحشرات فقط، ولا على الموائل الزراعية فقط. يعتبر وضع بيوت تعشيش للطيور الجارحة في الحقول، لتشجيعها على العيش في الحقول وافتراس القوارض الضارة، بمثابة مكافحة بيولوجية باستخدام الحيوانات المفترسة، كما هو الحال في إطلاق الإصبعيات التي تتغذى على يرقات البعوض في برك المياه، وحتى ربطها رفع الحمار في الفناء ليأكل الأعشاب الضارة التي نعتبرها سيئة.
والطفيلي حسب معجم "حتى شوشان" هو: "حيوان أو نبات يقيم على جسم أو داخل جسم حيوان أو نبات آخر، ويتغذى عليه". العديد من الطفيليات التي نعرفها هي في حد ذاتها ضارة، مثل القراد أو القمل. معظمهم لا يقتلون المضيف - الحيوان أو النبات الذي يتغذىون منه (وإلا فإنهم سيقطعون العصا لإطعامهم).
ولكن في عالم الحشرات هناك مجموعة كاملة من الطفيليات القاتلة، تسمى "الطفيليات". في هذه الأنواع - غالبية الدبابير الصغيرة، وأقلية من الذباب - تضع الإناث بيضها داخل أجسام الحشرات الأخرى. تفقس اليرقات داخل جسم المضيف سيئ الحظ، وتبدأ في أكله من الداخل. وفي غضون أيام قليلة يموت المضيف، حيث ينتهي جيل جديد من الطفيليات القاتلة من النضج داخل جسمه. تم العثور على مثل هذا الذباب الطفيلي من قبل كوبلا، عالم الحشرات الذي كان يبحث عن الأعداء الطبيعيين للحمضيات، كما شاركوا في إبادة حشرة المن. لكن الخنافس كانت أكثر فعالية في هذه الحالة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن أعداد حشرات المن كانت ضخمة الحجم.
ضبط النفس البطيء
أولئك الذين يفكرون في الجانب العملي لمكافحة الآفات، يدركون على الفور أنه في حين أن هجوم المن يستغرق بضع ثوان، فإن السيطرة عليه بالطفيليات تستمر عدة أيام، وبالتالي فإن مكافحة الآفات بهذه الطريقة أبطأ بكثير. ومع ذلك، في معظم الحالات، لا تنتشر الآفة بهذه الأعداد الكبيرة، ويبدأ المزارعون في مكافحة الآفات قبل فترة طويلة من الحاجة إلى إشعال النار في المحاصيل. في مثل هذه المواقف، يتم الكشف عن تفوق الطفيليات: حيث تكون إناث الدبابير والذباب أكثر كفاءة بكثير من المفترس العادي في تحديد مكان الضحايا. لذلك، من الممكن عن طريق الطفيليات الحد من أعداد الآفات، وتقليلها أكثر من استخدام الحيوانات المفترسة، والتي تكون فعالة بشكل أساسي ضد أعداد كبيرة جدًا من الآفات.
في البشر والثدييات الأخرى، تنتج الأمراض بشكل رئيسي عن البكتيريا والفيروسات والفطريات، والتي تسمى مسببات الأمراض. الشيء نفسه ينطبق على الحشرات. تسبب العديد من الكائنات الحية الدقيقة أمراضًا قاتلة للمفصليات، وأحد تحديات المكافحة البيولوجية هو تسخير مسببات الأمراض لاستخدامها ضد الآفات. المثال الأكثر شهرة هو بكتيريا Bacillus thuringiensis، أو Bt باختصار، التي يقتل سمها يرقات البعوض. كما تستخدم الجراثيم الفطرية والكائنات الحية الدقيقة الأخرى ضد الحشرات الضارة.
وأسفر نجاح عملية إبادة نبات الحمضيات في كاليفورنيا عن عمليات أخرى مماثلة في جميع أنحاء العالم: تم إنقاذ زراعة قصب السكر في هاواي، التي كانت أحد ركائز اقتصاد الجزر، في بداية القرن العشرين. بعد أن أحضر علماء الحشرات بق الفراش من أستراليا وفيجي، والذي كان يتغذى على بيض حشرة الزيز قصب السكر (Perkinsiella saccharicida)، التي صنعت أسماء في النباتات. وبعد سنوات قليلة، أصبح المزارعون عاجزين مرة أخرى، وهذه المرة أمام خنفساء الأوراق (Rhabdoscelus obscurus)، التي هددت يرقاتها الجائعة بتدمير مصدر رزقهم. هذه المرة كان الذباب الطفيلي، الذي تم جلبه من التهديدات في المحيط الهادئ، هو الذي تمكن من كبح الآفة وإنقاذ قصب السكر والمزارعين.
وفي أستراليا، كانت السوسة، وليست حشرة ضارة، هي التي عاثت فسادا في اقتصاد القارة. وانتشر نبات الصبار، الذي جلبه المهاجرون معهم كنباتات زينة في القرن التاسع عشر، بسرعة، وفي غياب الأعداء الطبيعيين، غطى خلال سنوات قليلة ملايين الدونمات من الأراضي الزراعية والمراعي. لقد كان الاستيلاء على نبات الصبار أمرًا عظيمًا لدرجة أن سكان كوينزلاند اضطروا إلى هجر منازلهم. لم يكن إزاحتها الميكانيكية فعالة بما فيه الكفاية، وكانت السيطرة الكيميائية مكلفة للغاية بسبب الحجم الهائل للمنطقة التي تغطيها.
تم العثور على الحل فقط في عام 1925، على شكل عثة الصبار (Cactoblastis cactorum) التي تم إرسالها من الأرجنتين - وكانت بالطبع واحدة فقط من عشرات الأنواع من الحشرات التي تم اصطيادها دون نجاح في الأكوام المخيفة. أثبتت يرقات نبات الصبار أن لديها شهية لا تنضب، والتهمت فدانًا تلو الآخر، وفي غضون سنوات قليلة حررت المناطق التي يحتلها الصبار للمزارعين الأستراليين.
المكافحة البيولوجية: مكافحة الآفات من خلال الطبيعة
تم الانتهاء من العشرات من عمليات مكافحة الآفات الناجحة في النصف الأول من القرن العشرين. تم إنقاذ العديد من المحاصيل، من أشجار جوز الهند في فيجي، مروراً بالبساتين في فلوريدا وكوبا، وأشجار البرسيمون والشاي في اليابان، إلى أشجار البن في كينيا، بفضل استيراد الأعداء الطبيعيين من بلدان المنشأ للمحاصيل. و/أو الآفات. لكن مع مرور السنين تراجعت المكافحة البيولوجية عن وجه النجم الجديد الذي صعد في سماء الزراعة وهو المكافحة الكيميائية.
في الوقت الذي أنقذ فيه رايلي وكوبيلا بساتين كاليفورنيا، كانت المبيدات الحشرية المتاحة للمزارعين محدودة للغاية. إن المواد مثل مركبات السيانيد والزرنيخ ليست باهظة الثمن فحسب، بل إن فعاليتها في إبادة الآفات منخفضة نسبيًا (بعض المواد أيضًا متبقية بدرجة كبيرة، مما يعني أنها تتحلل ببطء شديد في الطبيعة). ومن ناحية أخرى، كانت هذه المواد فعالة جدًا في الواقع في إيذاء المزارعين أنفسهم، وقد دفع عدد غير قليل من المربين ثمن صحتهم وحتى حياتهم مقابل التعرض لهذه المركبات القاتلة. ومع تطور الصناعة الكيميائية، تم توفير المزيد من المواد اللزجة للمزارعين.
أي المواد التي تضر الحشرات بشكل أساسي، وأقل ضررًا على الحيوانات والنباتات الأخرى. كانت هذه المواد أكثر فعالية وقبل كل شيء أكثر أمانًا. أدى إنتاجها الضخم والتقدم الكيميائي إلى خفض أسعار المبيدات الحشرية بشكل كبير. أدى تطور الطيران في الوقت نفسه إلى ولادة الرش من الهواء، مما جعل من الممكن الاستفادة بشكل أفضل من خصائص المواد الجديدة. تم تسجيل ذروة عصر المبيدات الكيميائية في عام 1939، عندما أعلن العلماء عن مادة جديدة: ثنائي كلورو ثنائي فينيل ثلاثي كلورو إيثان، أو اختصارًا DDT.
الصيغة السحرية التي فشلت
تم تصنيع الـ دي دي تي في المختبرات قبل أكثر من 60 عامًا، ولكن لم يصر عالم الكيمياء العضوية من سويسرا، بول مولر، حتى عام 1939 على فعاليته الكبيرة في قتل الحشرات. تعمل المادة على الجهاز العصبي للحشرة - فهي تمنع إغلاق القنوات الأيونية في الخلايا العصبية، وتتسبب في إطلاق غير منضبط للنبضات العصبية، مما يؤدي إلى الموت السريع للحشرة. وعلى عكس المكافحة البيولوجية، حيث يستغرق الأمر أياماً وأسابيع لرؤية النتائج، قدم الـ دي.دي.تي للمزارعين الحل النهائي - رشة واحدة، وتترك الآفات ميتة. علاوة على ذلك، فإن الأعداء الطبيعيين لا يحققون الإبادة الكاملة للآفة، في حين أن المعجزة الجديدة توفر ذلك بالضبط: بعد الرش، لم تبقى حشرة واحدة في الحقل - ضارة أو نافعة، لفرحة كبيرة لمحبي "النظافة".
لم يكن المزارعون وحدهم مستهلكين مخلصين لمادة الـ دي.دي.تي، بل أيضًا السلطات الصحية. هذه هي أيام الحرب العالمية، والخوف من الأوبئة يؤدي إلى عمليات رش جماعية، كما هو الحال في نابولي - حيث تفشى وباء التيفوس عندما وصلت القوات الأمريكية إلى المدينة. وتنتقل حمى التيفوئيد عن طريق القمل، وقد أدى رش المدينة وسكانها على نطاق واسع بمادة الـ دي.دي.تي إلى تدمير الحشرات وشفاء الوباء. بالمناسبة، كانت هذه المادة تعتبر آمنة جدًا للاستخدام لدرجة أن وكلاء المبيعات اعتادوا على رشفها لإظهارها للمزارعين.
وبعد سنوات قليلة فقط، اندهش المزارعون عندما اكتشفوا أن مادة الـ دي.دي.تي لم تعد تؤثر على الآفات. أدى استخدام كميات هائلة من المادة إلى الانتقاء السريع لمجموعات الحشرات التي طورت مقاومة لها، ولقن الكيميائيون درسا مؤلما في التطور (انظر الإطار). كما بدأت المنظمات الخضراء والمنظمات الصحية في إثارة ضجة كبيرة، عندما أصبح من الواضح أن المادة ليست آمنة كما كانوا يعتقدون. يكاد لا يتحلل في الطبيعة - وهكذا يتراكم في السلسلة الغذائية: من الحشرات الميتة والحية ومن النباتات المرشوشة يصل إلى معدة الثدييات الكبيرة، وكذلك معدة الحيوانات المفترسة.
وتبين أن تعرض الطيور للمادة يضر بسلامة البيض الذي تضعه الإناث، فكمية الكالسيوم فيه قليلة، والنتيجة بيض هش للغاية، ولا يبقى إلا عدد قليل منه حتى الفقس. ويتم غسل الـ دي.دي.تي من الحقول إلى الأنهار، ويصل إلى الأسماك وحتى الثدييات البحرية. بعد عدة عقود، اكتشف علماء البيئة مادة الـ دي.دي.تي في كل مكان - الفواكه والخضروات واللحوم والأسماك وحتى في حليب الثدي، واكتشفوا أيضًا أنها مادة مسرطنة بتركيزات عالية. في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي، تم حظر استخدام المادة في معظم الدول الغربية.
كانت خيبة الأمل من نشوة الـ دي.دي.تي بمثابة نقطة تحول في تاريخ مكافحة الآفات في الزراعة. أدرك العلماء والمربون أنه لا يوجد علاج معجزة، وعلى الرغم من أن البحث عن مواد جديدة مستمر طوال الوقت، إلا أن استخدامها أكثر إشكالية - فالحشرات تكتسب مقاومة بسرعة كبيرة، والآفات الأخرى، مثل العث (التي تنتمي إلى العناكب) ) - بسرعة أكبر؛ ويجب أن تكون المادة آمنة للاستخدام، ليس فقط للإنسان، بل أيضاً للحيوانات الأخرى، وحتى لبعض الحشرات، حتى لا تضر الحشرات النافعة، كالنحل على سبيل المثال. كل ذلك فتح الباب أمام عودة المكافحة البيولوجية في السنوات الأخيرة.
الاستيراد والحفظ والتعزيز
يتم استخدام ثلاث استراتيجيات رئيسية في المكافحة البيولوجية: الاستيراد والحفظ والتعزيز. إن استيراد الأعداء الطبيعيين هو الأسلوب الكلاسيكي، كما حدث مع إنتاج الحمضيات في كاليفورنيا. كل كائن حي لديه عدو طبيعي حيث يتواجد لفترة طويلة. تنشأ المشاكل الزراعية عندما يتم نقل نبات أو آفة إلى موقع جديد، حيث لا يوجد للآفة أعداء طبيعيون. قد يحدث هذا أيضًا إذا وصلت حشرة غير ضارة إلى بلد جديد واكتشفت نموًا لذيذًا وغير مألوف. إذا لم يكن لها أعداء طبيعيون في المنطقة، فمن الممكن أن تتعرض بسهولة لانفجار سكاني، مما يتسبب في أضرار اقتصادية جسيمة.
وفي كل هذه الحالات تكون الطريقة هي العودة إلى بلد المنشأ – موطن النمو أو الآفة – وإيجاد الأعداء الطبيعيين، وتثبيتهم في المكان الجديد. إلا أن العثور على العدو الطبيعي المناسب يتطلب في بعض الأحيان سنوات طويلة من البحث، وفي كثير من الأحيان، حتى بعد العثور عليه، لا يثبت نفسه في المنطقة الجديدة، وذلك بسبب اختلاف المناخ أو تركيبة الغطاء النباتي أو الأنواع الأخرى. في المنطقة، وأحياناً بسبب النشاط البشري، مثل الرش ضد الآفات، مما يضرها أيضاً.
في طريقة الحفظ، تتم محاولة مساعدة الأعداء الطبيعيين الموجودين بالفعل في الموائل على تثبيت أنفسهم ويصبحون أكثر فعالية ضد الآفة. على سبيل المثال، يتم زراعة النباتات بالقرب من الحقل (أو فيه)، والتي يمكن أن يتغذى عليها العدو الطبيعي عندما يكون مستوى الآفة التي يهاجمها منخفضاً جداً، ويتم تغيير نظام الرش ضد الآفات بحيث لا يضر العدو الطبيعي ، ويتم اتخاذ إجراءات مختلفة لتشجيعه.
الطريقة الثالثة هي طريقة التعزيز. هنا، يتم رش كمية كبيرة من العدو الطبيعي في الحقل، تمامًا مثل المبيد الحشري. وتتم عملية النثر حسب نوع الآفة ومستوى تعدادها، ويمكن تكرارها إذا لزم الأمر. هذه الطريقة هي الوحيدة التي تطورت إلى فرع اقتصادي: هنا يتطلب الأمر كمية كبيرة جدًا من العدو الطبيعي (من الزراعة التجارية)، والحاجة إلى التشتيت المتكرر، مرة واحدة على الأقل في السنة، تخلق أساسًا اقتصاديًا للزراعة. مربي الأعداء الطبيعيين.
