Tindakan feromon serangga, yang mereka gunakan untuk berkomunikasi dengan individu lain dari spesies mereka, ditemukan berabad-abad yang lalu. Sudah lama diketahui peternak lebah bahwa jika seekor lebah menyengat ketika memeriksa sarangnya, maka bau tertentu terasa di udara, dan kemungkinan disengat lebah lain meningkat secara signifikan. Karya pertama yang diterbitkan, yang menggambarkan zat berbau seperti itu dalam lebah madu (Apis mellifera L.), adalah buku peternak lebah Inggris C. Butler “Female Monarchy”, diterbitkan di Oxford pada 1609:
“Jika seekor lebah menyengat Anda atau teman Anda, terutama jika itu terjadi dalam cuaca panas, dan bahkan jika sengatannya menempel di pakaian Anda, Anda harus pergi sesegera mungkin; jika tidak, lebah lain, yang mencium bau menjijikkan racun yang keluar dari sengatannya, akan mengelilingi Anda dengan tembok…”
Pada tahun 1792, ilmuwan alam Swiss F. Hubert menetapkan bahwa sengatan terpotong pada lebah pekerja atau baunya menyebabkan perilaku agresif pada lebah pekerja lainnya. Peternak lebah Jerman A. Berlepsch pada tahun 1877 menemukan bahwa benda yang digosok oleh tubuh ratu lebah yang mati menarik pekerja.
Pada tahun 1882, ilmuwan Rusia NV Nasonov menggambarkan kelenjar bau pada lebah, yang sekarang menyandang namanya. Peneliti domestik GL Kondratenko pada tahun 1910 menggambarkan zat berbau yang dikeluarkan oleh perut ratu lebah, dan menemukan bahwa dengan kekurangannya lebah mengerami rahim baru. Dalam karyanya, ory of the New Beekeeping, ia menulis:
“Perut rahim, mengeluarkan zat berminyak berbau yang diserap oleh lebah melalui kontak antena, memberi lebah kesempatan untuk mengenali satu sama lain dengan bau pemersatu yang seragam dan untuk membedakan lebah yang datang dari luar. Jika karena alasan tertentu perut rahim kehilangan kemampuannya untuk mengeluarkan zat berminyak yang berbau, maka lebah memperoleh rahim baru dari telur yang telah dibuahi… Tanpa bau pemersatu rahim, tidak mungkin sebuah keluarga lebah menjadi – sehubungan dengan lebah, ini adalah tujuan terpenting dari rahim. Sebelum menjadi ibu satu generasi, ia harus menyatukan keluarga lebah dengan bau perutnya; tanpa bau yang menyatukan, keluarga yang menerimanya akan mati, yang persediaannya akan dijarah dan dibunuh. ”
Kita mempelajari zat berbau dan kelompok serangga lainnya. Pada tahun 1837, ahli zoologi Jerman KT Sibold pertama kali menyarankan keberadaan feromon seks; dia menemukan bahwa jantan dari beberapa spesies serangga tertarik oleh betina menggunakan sepasang pelengkap di ujung perut yang mengeluarkan zat yang menarik.
Pada tahun 1878, ahli biologi F. Muller menerbitkan daftar 44 spesies kupu-kupu hari Amerika Selatan, yang jantannya mengeluarkan bau manusia yang menyebabkan gairah seksual pada betina. Teori Müller bahwa androkonia (sekelompok sisik khusus pada tubuh kupu-kupu jantan) telah menyebar adalah organ penciuman. Pada tahun 1896, M. Standfus, dalam karyanya tentang variabilitas geografis kupu-kupu gayung (Arctidae), menunjukkan peran bau spesifik yang memberikan isolasi spesies.
Karya-karya ahli entomologi Prancis J.-A. dikenal secara luas. Fabra, yang menghabiskan paruh kedua abad XIX. eksperimen dengan kupu-kupu pir saturnia (Saturnia pyri Denis & Schiff.). Dia menemukan bahwa satu betina Saturnus, yang baru saja muncul dari kepompong, mampu menarik lusinan jantan dari spesiesnya sendiri dari jarak beberapa kilometer. Fabre menyarankan bahwa pejantan tertarik dengan bau yang dikeluarkan oleh betina, tetapi sifat dari fenomena ini tidak sepenuhnya jelas baginya. Berikut adalah bagaimana dia mengomentari hasilnya:
“Tapi apa yang membedakan betina Saturnus dari materi? Tidak ada, dilihat dari kesan penciuman kita.
Dan ini bukan apa-apa untuk memenuhi udara dengan molekul-molekulnya dalam radius beberapa kilometer! Alasan menolak untuk mempercayainya… Ini sama dengan membayangkan bahwa Anda dapat melukis seluruh danau dengan sebutir carmine. ”
Pada tahun 1893, ilmuwan Amerika E. Forbush dan C. Fernald mencoba menggunakan perangkap dengan betina hidup dari ulat sutera yang tidak berpasangan untuk menangkap jantan (Gbr. 1); Meskipun perangkap ini menarik pejantan, perangkap ini tidak banyak digunakan karena efisiensi pengendalian hama yang rendah.
Gambar 1. Jebakan untuk menangkap ulat sutera jantan yang tidak berpasangan dengan memancingnya ke betina hidup (menurut Forbush, Fernald, 1896)
Dari karya peneliti Amerika C. Collins dan S. Potts, yang dilakukan pada tahun 1913-1931, diketahui bahwa ekstrak bagian terakhir perut ulat sutera betina perawan yang tidak berpasangan memiliki daya tarik yang sama untuk ngengat jantan sebagai betina hidup. .
Pada tahun 1924, ahli entomologi Polandia J. Pruffer menetapkan bahwa kupu-kupu jantan yang tidak memiliki kedua antena tidak merespons kupu-kupu betina.
Dari uraian di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa ilmu komunikasi feromon serangga berkembang pada awalnya
dan
cukup lambat. Jadi, hampir 200 tahun telah berlalu antara kemunculan publikasi pertama dan kedua tentang bau serangga. Baru pada abad ke-19, terutama di akhir, muncul serangkaian karya yang kurang lebih membahas masalah komunikasi feromon serangga. Namun, banyak naturalis, zoologi, dan entomologi utama di masa lalu memperlakukan peran zat bau dalam komunikasi serangga dengan sangat hati-hati dan tidak percaya. Jadi, pada tahun 1901 N. Nasonov menulis tentang androkonia sebagai organ yang berbau:
“Tidak ada eksperimen fisiologis yang tepat telah dilakukan untuk mengetahui tempat pemisahan zat bau oleh kupu-kupu jantan, sehingga pemisahan zat bau melalui androconi tidak dapat dianggap sebagai fakta yang pasti, dan sama sekali belum terbukti bahwa bau itu makna yang disematkan padanya.”
Studi intensif tentang feromon serangga dan upaya untuk menentukan komposisi kimianya dimulai pada pertengahan abad ke-20.
Pada tahun 1957, ahli biologi Jerman D. Schneider berhasil mendaftarkan elektroantenogram pertama – reaksi antena serangga terhadap feromon.
Pada tahun 1959, ahli biokimia Jerman A. Butenandt dengan kolaboratornya, setelah 20 tahun melakukan eksperimen yang ketat, adalah yang pertama menetapkan komposisi kimia feromon serangga. (Kembali pada tahun 1939, untuk meneliti hormon seks manusia, ia dianugerahi Hadiah Nobel, yang, bagaimanapun, ia terima hanya pada tahun 1949, setelah Perang Dunia Kedua. – Catatan, ed .) Menerima zat, trans-10, cis-12 – hexadecadien-1-ol, itu disebut olehnya “bombikol”.
Istilah ” feromon ” pertama kali diusulkan oleh ahli biokimia Jerman P. Carlson dan ahli entomologi Swiss M. Luscher pada tahun 1959; itu berasal dari dua kata Yunani: cpspsiv (ferein – untuk mentransfer) dan oppcov (hormon – menggairahkan), yaitu, “pembawa kegembiraan.” Pada Januari 1959, mereka menerbitkan sebuah artikel berjudul “Pheromones: A New Term for the Class of Biologically Active Substances” di jurnal terkenal Nature.
Pada tahun 1960, ilmuwan Amerika M. Jacobson dan rekan-rekannya menentukan struktur feromon genital ulat sutera yang tidak berpasangan dan kemudian mensintesis analognya; persiapan yang dihasilkan disebut ” giplur .” Pada tahun 1962, setelah uji coba lapangan intensif guipure, Departemen Pertanian AS mulai banyak menggunakan preparasi feromon yang dihasilkan dalam perangkap untuk ulat sutera yang tidak berpasangan; pada tahun 1979, 95 ribu perangkap feromon digunakan di Amerika Serikat untuk memantau hama ini.
Pada tahun 1961, seorang peneliti Inggris C. Butler mengidentifikasi feromon lebah madu yang disebut “zat rahim”. Ini adalah feromon pertama yang mengatur perkembangan serangga, yang strukturnya ditentukan.
Pada 1950-1960-an. jumlah publikasi ilmiah yang ditujukan untuk feromon meningkat menjadi 10-25 per tahun; pada 1970-an dan 1980 – an jumlah publikasi semacam itu mencapai 200-300 per tahun. Pada tahun 1983, jumlah total karya yang diterbitkan tentang feromon serangga mencapai 12 ribu nama.
Pada tahun 1970-an meluas penggunaan feromon sintetik dalam perangkap untuk memantau hama dan menentukan waktu optimal pengobatan dengan insektisida. Metode lain dari perlindungan tanaman dikembangkan menggunakan feromon sintetis. Pada akhir 1970-an. gangguan pengendalian hama feromon pertama terdaftar di Amerika Serikat.
Pada tahun 1980, 600 ribu perangkap feromon digunakan di wilayah Norwegia, yang memungkinkan untuk menangkap 2,9 miliar kumbang tipografi kumbang kulit kayu secara massal, yang pada saat itu memiliki wabah reproduksi massal.
Pembangunan pada tahun 1970-1980-an. metode kimia dan elektrofisiologi serangga presisi tinggi memungkinkan kita untuk mengidentifikasi dan mensintesis feromon dari sejumlah besar spesies serangga yang signifikan secara ekonomi. Pada tahun 1984, 670 spesies serangga disintesis di dunia. Lebih dari 125 spesies preparat feromon diuji di Eropa Barat pada waktu itu, mereka banyak digunakan untuk melawan 25 spesies serangga berbahaya. Pada tahun 1987, preparat serangga feromon sintetis diproduksi di dunia oleh 17 perusahaan internasional.
Sejak tahun 1991, dunia memulai penyebaran intensif metode disorientasi untuk melindungi tanaman dari hama. Sekitar 80% dari persiapan feromon digunakan untuk disorientasi dan saat ini terdaftar di awal 90-an. Abad XX Pada 2008, feromon disorientasi digunakan di dunia pada area total lebih dari 650 ribu hektar terhadap hama spesies hutan, tanaman buah-buahan, kebun anggur, padi, teh, dan tanaman pertanian lainnya.
Pada tahun 1970-1980-an. perkembangan pesat penelitian feromon dimulai di Uni Soviet. Kontribusi signifikan untuk pengembangan feromonologi domestik dibuat oleh AV Skirkevichius,
AP Sazonov, GI Filimonov, Yu. B. Pyatnov, KV Lebedev,
AI Smetnik, VA Emelyanov, ER Myttus, BG Kovalev dan banyak rekan mereka. Studi utama selama periode ini dilakukan di All-Union Scientific Research Institute of Plant Protection Chemicals (VNIIHSZR) dan cabang Schelkovo-nya, All-Union Scientific Research Institute of Biological Methods of Plant Protection (SSR Moldavia), Universitas Negeri Tartu (SSR Estonia), Institut Zoologi dan Parasitologi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Lithuania SSR, Institut Penelitian Perlindungan Tanaman Seluruh Serikat, Institut Penelitian Karantina Tanaman Seluruh Serikat.
Pada tahun 1976, perangkap feromon produksi Amerika mulai digunakan untuk memantau ngengat timur di Uni Soviet: misalnya, pada tahun 1977 hama ini terdeteksi di daerah Mineralnye Vody; Sejak 1978, penggunaan perangkap produksi dalam negeri dimulai. Pada periode yang sama, penelitian dilakukan tentang kemungkinan menekan populasi ngengat codling timur, prem dan apel dengan metode penangkapan massal dan disorientasi di berbagai zona Uni Soviet. Sudah pada tahun 1979, Asosiasi Produksi Kimia Rumah Tangga Flora (POHC) dari SSR Estonia menghasilkan 20 ribu set perangkap, dan pada tahun 1988 lebih dari 1,5 juta set perangkap feromon diproduksi di USSR setiap tahun, yang digunakan pada total area Lebih dari 2 juta ha
Pada tahun 1981, Feromon Ngengat Kentang Rusia pertama kali disintesis di All-Russian Research Institute for Biological Plant Protection (VNIIBMZR). Pada tahun 1983 saja, 38,5 ribu perangkap feromon produksi dalam negeri digunakan di wilayah Wilayah Krasnodar untuk memantau hama karantina ini.
Pada tahun 1985, preparat feromon domestik dari ngengat codling apel (diproduksi oleh Flora PHBH dari SSR Estonia) dan ngengat prem (produksi cabang Schelkovo dari VNIIHSZR) diizinkan untuk digunakan secara luas. Pada tahun 1987, para ilmuwan domestik menerima data tentang struktur feromon lebih dari 160 spesies serangga yang hidup di wilayah Uni Soviet; pada tahun 1990, 26 preparat feromon dimasukkan dalam “Daftar obat yang disetujui untuk digunakan dalam pertanian.”
Perkembangan feromonologi sebagai ilmu dan industri terapan terus berlanjut di Rusia saat ini. Dalam beberapa tahun terakhir, peneliti domestik telah mengidentifikasi feromon dari sejumlah hama pertanian dan hutan, telah menciptakan bentuk preparatif baru. Studi utama untuk mengidentifikasi komposisi feromon serangga dan untuk mengembangkan bentuk preparatif baru dilakukan oleh karyawan Institut Penelitian Produk Perlindungan Tanaman Kimia Seluruh Rusia, Institut Penelitian Perlindungan Tanaman Biologis Seluruh Rusia, Schelkovo Agrohim CJSC, Pusat Karantina Tumbuhan Seluruh Rusia. Karyawan Institut Penelitian Semua-Rusia untuk Perlindungan Tanaman, Pusat Karantina Tanaman Seluruh-Rusia, dan departemen perlindungan tanaman universitas pertanian Rusia (Universitas Agraria Negeri Rusia – KA
Pada tahun 2010, dengan keputusan Biro kunjungan Cabang Perlindungan Tanaman dari Akademi Ilmu Pertanian Rusia (RAAS), Pusat Karantina Tanaman Seluruh Rusia (FSBI VNIIKR) ditetapkan sebagai titik fokus untuk studi feromon serangga. . Program untuk mengidentifikasi hama karantina di Federasi Rusia menggunakan perangkap feromon dan warna di area dengan risiko fitosanitasi terbesar untuk 2016-2018. direncanakan menggunakan lebih dari 100 ribu perangkap feromon untuk mengidentifikasi lebih dari 20 jenis hama karantina yang berbahaya.
Dalam beberapa tahun terakhir, persiapan feromon domestik untuk perlebahan juga telah dikembangkan di Rusia, yang memungkinkan pengendalian perilaku lebah, meningkatkan produktivitas mereka dan mengurangi agresivitas. Penelitian utama ke arah ini dilakukan oleh karyawan Institut Penelitian Peternakan Lebah, Institut Kimia Organik Pusat Pendidikan dan Ilmiah Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia (UC RAS) dan departemen perlebahan universitas pertanian.
pertanyaan tes
- Apa itu feromon? Hewan apa yang mereka temukan?
- Apa tahapan utama dalam pengembangan penelitian tentang feromon serangga.
- Kapan feromon serangga sintetis mulai digunakan untuk memantau dan melindungi tanaman dari hama di Uni Soviet?
- Lembaga ilmiah apa yang saat ini sedang mempelajari feromon serangga di Rusia?