Tại sao sâu keo bài tiết phân lên đọt bắp

17/9/2015

Sâu Keo (Spodoptera frugiperda) và đống phân trong đọt bắp

Trên thế giới có khoảng 400.000 côn trùng phá hại khoảng 300.000 loài cây, là nguồn phá hoại chánh cây lương thực của loài người. Có nhiều loại côn trùng, ăn xong thì bài tiết ngay tại chỗ, không để phân rơi xuống đất mà để phân vãi trên lá cây. Chẳng hạn, hình con sâu keo (Spodoptera frugiperda) và đống phân của nó trong đọt bắp trong hình trên. Chắc hẳn chính con sâu cũng không thích cái mùi phân của nó còn dính trên lá? Vậy tại sao nó làm vậy? Điều này tạo sự tò mò của các nhà khoa học. Phải có lý do gì để con sâu làm chuyện mất vệ sinh như vậy chứ.

Để sinh tồn, sinh vật nào cũng có biện pháp tự vệ. Con thú thì hoặc có sừng để chống cự, hoặc biết ẩn núp, hoặc cao bay xa chạy thật nhanh, v.v. Cây cối thì bất động, nhưng cũng có cách phòng thủ tự vệ, như cây có gai, có mùi khó chịu, có chất độc, v.v. rất dễ nhận thấy.

Một cách tổng quát, khi một côn trùng cắn phá cây, để tự vệ cây sản xuất hóa chất có độc tính hay chất làm côn trùng không thích cắn phá nữa. Đồng thời, côn trùng, muốn ăn lá cây, cũng có một chiến thuật gì đó để phá hệ thống phòng vệ của cây. Các nhà khoa học đã cho biết là trong nước miếng của một số loài sâu có một chất làm phá hỏng hệ thống phòng thủ của cây. Đó là một cuộc chiến âm thầm giữa côn trùng và cây. Nếu hệ thống phòng thủ của cây mạnh hơn, côn trùng bỏ cuộc, thua trận, phải đi nơi khác nếu không sẽ chết đói. “Võ quít dày móng tay nhọn”. Con sâu keo nói trên, cũng như nhiều loại côn trùng khác, quyết tâm ăn cây bắp, nên tìm cách “đánh lừa” cây bắp với chiến thuật “dương đông kích tây”.

Khi con sâu keo bắt đầu ăn lá bắp, chúng bài tiết và phân tích tụ trong đọt bắp, chất đống nhiều dần theo thời gian lâu dài. Gặp sương ẩm ướt hay mưa, phân nhão ra sền sệt. Trong lúc đó con sâu keo lớn rất nhanh, bài tiết phân nhiều, ăn nhiều lá hơn, lá bắp bị hư hại nhiều, nhưng có điều lạ là cây bắp không bị bịnh nhất là bịnh cháy lá. Có sự trùng hợp chăng?

GS Dawn Luthe cùng 6 cọng sự viên ở đại học nông nghiệp Penn State's College of Agricultural Sciences (Hoa Kỳ), sau nhiều năm nghiên cứu, đã giải mã bí ẩn này trong bài đăng trong tạp chí Journal of Chemical Ecology ngày 26/8/2015.

Theo các nhà khoa học này, con sâu keo đã đánh lừa cây bắp. Con sâu sau khi ăn lá bắp thì bài tiết ra phân. Phân gồm các phân tử của cây bắp, của con sâu, và nhiều loại vi khuẩn chứa trong đó.

Để biết phân sâu keo có ảnh hưởng gì tới cây bắp, các nhà khoa học thu góp phân, đem về phòng thí nghiệm, trích thành một dung dịch. Dung dịch này được đem phun lên lá chỗ vết thương sâu cắn phá. Sau 24 giờ, các nhà khoa học nhận thấy cây bắp khóa hệ thống gen tự vệ với côn trùng, đồng thời mở hoạt động hệ thống gen ngăn chận bịnh (do nấm hay vi khuẩn). Hai hệ thống này không thể mở song hành ở cây cối, hể hệ thống tự vệ này mở thì hệ thống tự vệ kia tự động đóng. Hệ thống tự vệ chống bịnh sản xuất hormone SA (salicylic acid), còn hệ thống tự vệ chống côn trùng thì sản xuất hormone JA (jasmonic acid).

Các nhà khoa học đo lượng SA và JA ở lá được phun với dung dịch trích từ phân sâu. Sau khi phun, lượng JA trong lá giảm nhanh chóng, còn lượng SA gia tăng. Như vậy, trong phân phải có một chất hay hợp chất gì đó có khả năng đóng hệ thống tự vệ với côn trùng (sản xuất JA) nên con sâu keo ăn lá thoải mái, đồng thời mở hệ thống tự vệ với bịnh (sản xuất SA), cây bắp không bị bịnh cháy lá.

Các nhà khoa học so sánh sự tăng trưởng giữa 2 nhóm sâu trong 4 ngày, một nhóm cho ăn lá được phun với dung dịch trích từ phân 24 giờ trước, thì sâu lớn nhanh và to hơn nhóm sâu phun dung dịch trích trong thời gian ngắn hơn 24 giờ. Các nhà khoa học cũng nhận thấy lá cây được phun dung dịch phân trích sau 24 giờ thì không có bịnh cháy lá.

Như vậy, chất gì ở trong phân sâu khóa hệ thống tự vệ đối với côn trùng? Đó là một bí ẩn cần giải mã trong nghiên cứu sắp tới của các nhà khoa học. Nếu tìm ra được chất hay hợp chất protein đó, thì sẽ tìm ra loại thuốc mới trị bịnh cháy lá.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Swayamjit Ray, Iffa Gaffor, Flor E. Acevedo, Anjel Helms, Wen-Po Chuang, John Tooker, Gary W. Felton, Dawn S. Luthe. Maize Plants Recognize Herbivore-Associated Cues from Caterpillar Frass. Journal of Chemical Ecology, 2015; DOI: 10.1007/s10886-015-0619-1

Reading 9/2019