دودة كيزان الذرة

الانتشار

وسُجّل وجودها كذلك في الصين عام 2002.

وعلى صعيد آخر، توجد دودة كيزان الذرة في المناطق المعتدلة والاستوائية من أمريكا الشمالية، باستثناء شمال كندا وألاسكا، لأنها لا تستطيع قضاء الشتاء فيهما. ولا تنجح الأفراد الموجودة في شرق الولايات المتحدة كذلك في قضاء الشتاء. وتعيش في كانساس وأوهايو وفرجينيا وجنوب نيوجيرسي وإنديانا، غير أن معدل بقائها يتأثر أساسًا بشدة الشتاء. وتهاجر فراشات دودة كيزان الذرة بانتظام من المناطق الجنوبية إلى المناطق الشمالية تبعًا لظروف الشتاء. كما توجد في هاواي وجزر الكاريبي وأغلب أمريكا الجنوبية، بما في ذلك بيرو والأرجنتين والبرازيل.

من جانب آخر، ظلّ تصنيف جنس (Helicoverpa) غير مفهوم جيدًا مدة طويلة، إذ إن كثيرًا من الأعمال القديمة التي تشير إلى «Heliothis obsoleta»، وهو مرادف لاسم (H. armigera)، تتناول في الواقع H. zea.

دورة الحياة والوصف

الهجرة

وعلى صعيد آخر، تهاجر دودة كيزان الذرة موسميًا وفي الليل، وتنتشر الفراشات البالغة، متى سمحت الأحوال الجوية، حين تسوء ظروف التكاثر. ففي الانتشار قصير المدى، تتنقل الفراشات داخل المحصول وعلى ارتفاع منخفض فوق الأوراق. ولا يعتمد هذا النوع من الانتشار في الغالب على التيارات الهوائية. أما في الانتشار بعيد المدى، فتطير الحشرات البالغة إلى ارتفاع يصل إلى 10 أمتار فوق الأرض، وتنتقل مع اتجاه الريح من محصول إلى آخر. وتجري رحلات الهجرة على ارتفاع يصل إلى 1–2 كم فوق الأرض، وقد تستمر ساعات. ومن الشائع في هذه الرحلات أن تقطع الفراشات 400 كم محمولة مع الريح. وكثيرًا ما تُعترض يسروعات دودة كيزان الذرة على منتجات منقولة بالشحن الجوي. ويقتصر أغلب نشاطها على ساعات الليل. وتُقلع بعض الفراشات إقلاعًا عموديًا يرفعها فوق الطبقة حدية للطيران، مما يتيح لها الهجرة في منظومات الرياح العليا. وفي أثناء التزاوج، تطير الذكور طيرانًا موجّهًا عالي السرعة بحثًا عن أعمدة الفيرومونات (انظر إنتاج الفيرومونات).

الذرة

كذلك، استحق هذا النوع اسمه الشائع بالإنجليزية (أي «دودة كيزان الذرة») لما يُعرف به على نطاق واسع من إتلاف حقول الذرة. وتتغذى دودة كيزان الذرة على جميع أجزاء نبات الذرة، بما فيها الحبوب. ويسمح التغذي الشديد عند أطراف الحبوب بدخول الأمراض ونمو العفن. وتبدأ اليرقات التغذي على الحبوب متى بلغت الطور اليرقي الثالث. وتتوغل اليرقات مسافة 9 إلى 15 سم داخل الكوز، ويزداد عمق توغلها كلما صلبت الحبوب. ولا تأكل اليرقات الحبوب الصلبة، لكنها تقضم أجزاءً من حبوب كثيرة، فتخفض جودة الذرة المعدّة للتصنيع.

الاستكنان

التغذية

وعلى صعيد آخر، تستطيع الخوادر الدخول في استكنان اختياري، وهو حالة من توقف النمو والتطور استجابةً لتغير البيئة. وباستعدادها لتغير كبير في الظروف البيئية، يمكنها أن تزيد نجاحها التكاثري. ويزداد الاستكنان بازدياد خط العرض. ففي الظروف الاستوائية تتكاثر الأعداد باستمرار، ولا يدخل الاستكنان سوى 2–4% من الخوادر. أما في المناطق شبه الاستوائية والمعتدلة، فيدخل أغلب الأفراد في الاستكنان. والأفراد التي لا تدخله في هذه المناطق تخرج في أواخر الخريف وتموت دون أن تتكاثر. كما لوحظ في الصيف استكنانٌ استجابةً للقحط.

النفوق

وفي هذا الصدد، يؤثر تنافس المني والمواد الكيميائية التي تنتقل إلى الإناث عبر التزاوج سلبًا في الإناث وأعمارها. وفي الذكور، يقصّر إنتاج الحامل المنوي والحيوانات المنوية والمواد الكيميائية الثانوية أعمارها. وكلما ازداد عدد مرات السفاد، ارتفع معدل النفوق لدى الجنسين.

النباتات العائلة

وفي السياق ذاته، لدودة كيزان الذرة نطاق واسع من العوائل، إذ تهاجم خضراوات منها الذرة والطماطم والخرشوف والهليون والملفوف والكنتالوبي وكرنب الخيل واللوبياء والخيار والباذنجان والخس و والبطيخ والبامية والبازلاء والفلفل والبطاطا واليقطين والفاصوليا خضراء والسبانخ والقرع والبطاطا حلوة والبطيخ أحمر. غير أن هذه العوائل ليست كلها جيدة؛ فبينما تبيّن أن الذرة والخس عائلان ممتازان، فإن الطماطم أقل فائدة لها، والبروكلي والكنتالوبي عائلان ضعيفان. والذرة والذرة بيضاء هما أكثر ما تفضّله دودة كيزان الذرة. وتكشف علامات مختلفة عن وجود هذه الفراشات. فتظهر ثقوب في أوراق محاصيل الذرة الفتية نتيجة تغذي اليرقات داخل قمع الأوراق على الورقة القمية. ويمكن العثور على البيض على حريرة الكيزان في النباتات الأكبر، وتظهر على الحريرة آثار قضم. وتؤكل الحبوب الطرية اللبنية في السنتيمترات القليلة العليا من أكواز الذرة مع نموها. ويمكن ملاحظة يرقة واحدة في كل كوز. وتُلاحظ ثقوب الحفر في قلوب الملفوف والخس، وفي النورات الزهرية، ولوز القطن، وثمار الطماطم. كما تُقضم رؤوس الذرة البيضاء، وتؤكل بذور قرون البقول.

الخوادر

كذلك، تتخدّر اليرقات على عمق 5 إلى 10 سم تحت سطح التربة. وتكون الخوادر بنية اللون، ويبلغ عرضها 5.5 مم وطولها 17 إلى 22 مم. وأهم عامل بيئي يؤثر في معدل نمو الخوادر هو درجة الحرارة، ولا سيما حرارة التربة. ذلك أن العزل المناسب ييسّر النمو، في حين ترتبط حرارة التربة دون 0 درجة مئوية بارتفاع معدل نفوق الخوادر. ومن العوامل الأخرى المؤثرة في نمو الخوادر رطوبة التربة؛ إذ يرتفع نفوقها في التربة الرطبة التي تتراوح نسبة رطوبتها بين 18 و25 بالمئة. كما قد يؤدي التجفاف إلى ارتفاع معدلات النفوق بين الخوادر إذا انخفضت رطوبة التربة إلى 1 أو 2 بالمئة.

فول الصويا

وفي هذا الصدد، تُعدّ دودة كيزان الذرة أكثر الآفات شيوعًا وتدميرًا لمحصول فول الصويا في ولاية فرجينيا. ويُعالج نحو ثلث المساحة المزروعة في فرجينيا سنويًا بالمبيدات الحشرية، بتكلفة تبلغ نحو مليوني دولار على المزارعين. ويتفاوت حجم الضرر بحسب حجم الإصابة وتوقيتها ومرحلة نمو النبات. غير أن نباتات فول الصويا قادرة على تحمّل قدر كبير من الضرر دون خسارة كبيرة في المحصول، تبعًا لرطوبة التربة وموعد الزراعة والأحوال الجوية. وإذا وقع الضرر في مرحلة مبكرة من حياة النبات، فإنه يصيب الأوراق في الغالب. وتعوّض النباتات الضرر بعمليات مثل زيادة حجم البذور في القرون المتبقية. ويحدث أغلب الضرر في أغسطس، حين تكون النباتات مزهرة. أما الإصابات التي تقع بعد أغسطس فأقل ضررًا بكثير، لأن كثيرًا من القرون تكون قد كوّنت جدرانًا أصلب لا تستطيع الدودة اختراقها. وقد تؤدي الإصابات التي تؤثر في تكوّن القرون وامتلاء البذور إلى خفض الغلة، ولأن ذلك يحدث في المراحل المتأخرة من حياة النبات، لا يبقى لديه وقت كافٍ للتعويض.

علاوةً على ذلك، تنجذب إناث الفراشات إلى حقول فول الصويا المزهرة. وتقع أشد الإصابات بين مرحلة الإزهار واكتمال نمو القرون. ويرتبط التفشي الواسع بذروة الإزهار، حين يكون أغلب القرون قد تكوّن، وبذروة طيران الفراشات. وتنجذب الفراشات كذلك إلى نباتات فول الصويا المجهدة بالقحط أو إلى الحقول ضعيفة النمو. ويؤدي الطقس الجاف إلى جفاف نباتات الذرة سريعًا، مما يدفع الفراشات إلى مغادرتها بحثًا عن عوائل أخرى. كما تقلل الأمطار الغزيرة أعداد دودة كيزان الذرة، لأنها تُغرق الخوادر في حجراتها داخل التربة، وتحد من طيران الفراشات، وتجرف البيض عن الأوراق، وتهيئ ظروفًا مواتية للأمراض الفطرية التي تقتل اليسروعات.

التزاوج

سلوك الطيران

معرض الصور

المراجع

وفي هذا السياق، ينبغي على الذكور أولًا أن تستشعر فيرومونات الأنثى قبل أن تتمكن من تحديد موقعها. وقبل أن تطير الذكور بحثًا عن أنثى، تُحمّي أجسامها بالارتعاد في عضلات الطيران الرئيسية حتى تبلغ حرارة الصدر المثلى للطيران المتواصل، وهي نحو 26 درجة مئوية. وقد قيست أنشطة الارتعاد الخاصة بتنظيم الحرارة لدى الذكور عند تعريضها لمنبهات شمية مختلفة مرتبطة بالتزاوج. ووُجد أن الذكور تسخن أسرع في وجود فيرومون الأنثى، وتُقلع عند حرارة صدرية أدنى من حرارة الذكور المعرّضة لروائح كيميائية أخرى. ولأن بلوغ الحرارة المناسبة يؤدي إلى أداء طيران أفضل من الطيران الفوري، ثمة مقايضة بين أداء طيران دون المستوى الأمثل والشروع السريع في الطيران الموجّه. لذا تقضي ذكور دودة كيزان الذرة المعرّضة لمزيج فيروموني جاذب وقتًا أقل في الارتعاد، وتزيد معدل تسخين أجسامها. ويرتبط سلوك التنظيم الحراري لدى الفراشات الطليقة بالتنافس على الوصول إلى الإناث، مما يبيّن هذه المقايضة البيئية.

افتراس اليرقات

الحركة

من جانب آخر، تزداد اليرقات عدوانيةً كلما نضجت. فعلى الرغم من إحاطة النباتات العائلة بها، تهاجم يرقات دودة كيزان الذرة حشرات أخرى وتأكلها. فإذا وُضعت أمامها يرقة في طورها اليرقي الثاني من نوع ، أمسكت بها يرقة دودة كيزان الذرة، وانقلبت على جانبها لتتخذ شكل نصف دائرة، ثم بدأت تتغذى على الطرف الخلفي للحشرة. وإذا شرعت يرقة U. proteus تعضّ دفاعًا عن نفسها، أدارتها دودة كيزان الذرة 180° واستعملت فكيها السفليين لثقب محفظة رأسها فتقتلها. ثم تعيدها إلى وضعها الأصلي وتواصل التغذي عليها حتى تلتهمها كلها. وحتى عندما تُعرض عليها ما يصل إلى خمس يرقات من U. proteus، تسلك دودة كيزان الذرة هذا السلوك الفريد، إذ تميل يرقاتها إلى تفضيل فرائس من حرشفيات الأجنحة على المادة النباتية. وتكون اليرقات التي تُربّى في بيئة منخفضة الرطوبة أقل وزنًا في طور الخادرة وأطول مدة نمو من تلك التي تُربّى في بيئات عالية الرطوبة، لذا يعود سلوك التغذي العدواني بفائدة غذائية في الظروف الجافة.

الأضرار

وفي هذا السياق، تُعدّ دودة كيزان الذرة آفة زراعية رئيسية، ولها نطاق واسع من العوائل يشمل الذرة ونباتات محاصيل أخرى كثيرة. ويُقدَّر الضرر السنوي الذي تسببه بأكثر من 100 مليون دولار أمريكي، في حين بلغ الإنفاق على رش المبيدات الحشرية ما يصل إلى 250 مليون دولار. وقد أسهمت في نجاح هذه الآفة عوامل عدة، منها خصوبتها العالية وقدرتها على وضع ما بين 500 و3000 بيضة، وتغذي يرقاتها على عوائل متعددة، وقدرتها الكبيرة على التنقل أثناء الهجرة، واستكنان خوادرها الاختياري.

اليرقات

في هذا الإطار، بعد الفقس، تتغذى اليرقات على الأعضاء التكاثرية للنبات، وتمر عادةً بأربعة إلى ستة أطوار يرقية. وتتغذى اليرقات الصغيرة في البداية مجتمعةً، وهذه المرحلة هي أشد مراحلها تدميرًا. ومع نضجها تصبح اليرقات الأكبر سنًّا عدوانيةً وتمارس أكل المثيل، فلا يبقى في كل موضع تغذية سوى يرقة أو يرقتين (انظر افتراس اليرقات). وتكون رؤوسها في الغالب برتقالية، وصفائح صدرها سوداء، ولون جسمها أسود في المقام الأول. وقد تكون أجسامها كذلك بنية أو وردية أو خضراء أو صفراء، وعليها أشواك دقيقة كثيرة. وتهاجر اليرقات المكتملة النمو إلى التربة، حيث تتحول إلى خوادر وتبقى كذلك مدة 12 إلى 16 يومًا.

البيض

من جانب آخر، تضع الإناث البيض فرادى على شعيرات الأوراق. ويكون البيض في البداية أخضر شاحبًا، ثم يميل مع الوقت إلى الصفرة، ثم إلى الرمادي. ويبلغ ارتفاع البيضة 0.5 مم، ومتوسط قطرها نحو 0.55 مم. ويفقس بعد 66 إلى 72 ساعة من النمو. وما إن تخترق اليرقات المشيماء (قشرة البيضة) حتى تقضي ما يصل إلى 83% من مدة الفقس في إحداث ثقب خروج أوسع من رؤوسها. وتمضي بقية الوقت في نسج شبكة من الحرير حول ثقب الخروج، تساعدها على الإفلات من القشرة وعلى العثور عليها فيما بعد لتتغذى عليها. وبعد أن تأكل اليرقات قشرة البيضة، تستريح نحو 3 دقائق قبل أن تبدأ التغذي على المادة النباتية المحيطة بها.

إنتاج الفيرومونات

كذلك، يتحكم هرمون يُنتَج في دماغ إناث الفراشات في إنتاج الفيرومونات الجنسية. ويُفرَز هذا الهرمون في الدم واللمف لتحفيز إنتاج الفيرومون. أما الببتيد العصبي المنشّط لتخليق الفيرومون (PBAN) فهو ببتيد ينظم إنتاج الفيرومونات لدى العث، ويؤثر في خلايا غدة الفيرومون مستعينًا بالكالسيوم وأحادي فوسفات الأدينوسين الحلقي. وعلى الرغم من أن الفترة ضوئية تنظم إطلاق هذا الببتيد إلى حد ما، فإن الإشارات الكيميائية الصادرة عن النبات العائل تتغلب على تأثير الوقت من اليوم. فإناث دودة كيزان الذرة في حقول الذرة لا تنتج الفيرومونات ليلًا حتى تصادف نبات الذرة. وتحفّز عدة مركبات متطايرة طبيعية تنبعث من حريرة الذرة، مثل الهرمون النباتي الإيثيلين، إنتاجَ الفيرومون لدى هذا النوع. ويكفي وجود حريرة كوز الذرة لإحداث إنتاج الفيرومون، ولا يلزم تلامس فعلي بين الإناث والذرة. وتتيح هذه الآلية التطورية للفراشات تنسيق سلوكها التكاثري مع توافر الغذاء. وكثيرًا ما تُستنفد الفيرومونات الجنسية لدى الإناث بعد التزاوج في غضون ساعتين من انفصالها عن الذكر. ويتسبب في هذا الاستنفاد الببتيد الكابح للفيرومون (PSP)، وهو بروتين يتكون من 57 حمضًا أمينيًا يوجد في الغدة الإضافية لدى الذكر. وقد اصطُفيت هذه القدرة لدى الذكور لأنها تزيد اللياقة التكاثرية لحامليها، إذ لا تنجذب الذكور الأخرى إلى أنثى خالية من الفيرومون الجنسي، فلا تحمل الأنثى إلا نسل الذكر الأول. ولا يوقف نقل حامل منوي خالٍ من إفرازات الغدد الإضافية إنتاجَ الفيرومون لدى الأنثى، لكنه يوقف سلوك النداء لديها. ويؤدي الاصطفاء الشديد الواقع على الذكور للتحكم في فسيولوجيا التكاثر لدى الإناث إلى تطور سريع لجزيئات بعينها، وتُظهر العوامل الكابحة للفيرومون المشتقة من الذكور اصطفاءً اتجاهيًا (إيجابيًا). وعندما تُصاب الإناث بفيروس ، فإنها تنتج من الفيرومون الجنسي ما يعادل 5 إلى 7 أضعاف ما تنتجه الإناث غير المصابة.

المكافحة

البقاء

وعلى صعيد آخر، دُعي منذ القرن التاسع عشر إلى نوعين من تدابير المكافحة. يهدف أحدهما إلى خفض أعداد الآفة إجمالًا، في حين يهدف الآخر إلى حماية محصول بعينه. وحتى عام 2013، كان يُوصى باتباع إدارة الآفات المتكاملة، وهي مجموعة من الأساليب والمقاربات لمكافحة الآفات. وتُستعمل كذلك ممارسات مثل الحراثة العميقة والإتلاف الآلي والمحاصيل الفخية للقضاء على الأطوار اليرقية المختلفة. وتحقق المكافحة الكيميائية نجاحًا واسعًا، ومنها وضع الزيت المعدني داخل طرف كل كوز ذرة، فيخنق اليرقات الصغيرة. وتُعدّ مبيدات الآفات إحدى وسائل مكافحة دودة كيزان الذرة، غير أن استخدامها على نطاق واسع جعل هذه الحشرات مقاومة لكثير منها. ويشيع كذلك استخدام وسائل المكافحة الحيوية، مثل بكتيريا العصوية التورنجية وأنواع مختلفة من الديدان الأسطوانية، وإن لم تخلُ هذه الوسائل من مشكلات. فالفراشات ليست دائمًا عرضة لهذه البكتيريا، ولا تصيبها الديدان الأسطوانية إلا بعد أن تتخدّر اليرقات وتسقط على الأرض. وقد عُدِّلت سلالات من الذرة وراثيًا لتنتج السمّ نفسه الذي تنتجه البكتيريا، وتُعرف باسم «ذرة بي تي» .

الحشرات البالغة

الأثر الاقتصادي

من جهة ثانية، للحشرات البالغة أجنحة أمامية بنية مصفرّة، ولها بقعة داكنة تقع في وسط الجسم. ويتراوح باع جناحيها بين 32 و45 مم، وقد تعيش أكثر من ثلاثين يومًا في الظروف المثلى. غير أن متوسط عمرها يتراوح بين خمسة أيام وخمسة عشر يومًا. وهي ليلية النشاط، تختبئ في الغطاء النباتي أثناء النهار. وتجمع الفراشات البالغة الرحيق أو غيره من النضحات النباتية من عدد كبير من النباتات، وتعيش مدة 12 إلى 16 يومًا. وقد تضع الأنثى ما يصل إلى 2500 بيضة طوال حياتها.

الأعداء الطبيعيون

كذلك، يفترس أكثر من 100 نوع من الحشرات دودةَ كيزان الذرة، ويتغذى أغلبها على البيض واليرقات. وتتغذى بقة الزهور (Orius insidiosus)، وهي من بقيات القراصنة الدقيقة، على بيض هذا النوع، فتؤدي بذلك دور عامل مكافحة حيوية. وتطلق بعض النباتات مزيجًا من المواد الكيميائية استجابةً للضرر الذي تلحقه بها الدودة، فتجذب الحشرات المتطفلة. ويستعمل الزنبور ، وهو زنبور انفرادي شبيه بالطفيلي يتطفل داخل عائله، هذه المركبات النباتية المتطايرة للكشف عن وجود الدودة. فعندما تعثر الزنابير على نباتات عائلة متضررة، تحوم حولها ثم تبحث عن العائل بقرون استشعارها. وحين تعثر الإناث على فريستها، تستعمل قرون استشعارها لتتخذ الوضع المناسب، ثم تضع بيضها داخل العائل. ويُعدّ زنبور ، من فصيلة الدحموريات، الذي يضع بيضه داخل يسروع حي، من أهم أشباه الطفيليات التي تتطفل على دودة كيزان الذرة وعلى النوع القريب منها شامسة مخضوضرة (Heliothis virescens). وعندما ترتفع كثافة اليرقات، قد يتسبب ممراض فطري هو في تفشي مرض بينها. غير أن ارتفاع نفوق الخوادر لا يرجع إلى المفترسات، بل إلى قسوة الظروف الجوية وانهيار حجرات التخدّر والأمراض.