تفاعلات الميكروبيوم المعوي تؤثر على فعالية المكافحة البيولوجية المعتمدة على Metarhizium ضد خنفساء بنجر السكر

لماذا تهم أمعاء الخنافس الصغيرة لعشّاق السكر

تتعرض حقول بنجر السكر في أنحاء أوروبا لهجوم آفة صغيرة لكنها مدمرة: خنفساء بنجر السكر. مع حظر العديد من المبيدات الحشرية الكيميائية الفعالة، بات المزارعون في حاجة ماسة إلى طرق جديدة لحماية هذه المحصول المهم. تستعرض هذه الدراسة حليفًا غير متوقع في هذه المعركة — المجتمع المجهري الخفي داخل أمعاء الخنفساء — وكيف يمكن لهذه الميكروبات أن تصنع الفرق في نجاح مبيد فطري طبيعي أو تكسره.

آفة يمكن أن تقضي على حقل ناشئ

قادرة خنفساء بنجر السكر على تدمير ما يصل إلى نصف الشتلات في الحقل، خصوصًا مع تسريع درجات الحرارة لطور نموها وأكلها. لسنوات اعتمد المزارعون على مبيدات شاملة الطيف مثل النيونيكوتينويدات، لكن هذه المبيدات حُظرت إلى حد كبير في الاتحاد الأوروبي. أحد البدائل الواعدة هو استخدام الفطريات الممرِضة للحشرات — أنواع تصيب الحشرات طبيعيًا وتقتلها. الفطران Metarhizium brunneum وMetarhizium robertsii يمكن أن يخترقا جسد الخنفساء عبر الهيكل الخارجي، وينتشران داخل الجسم، وفي النهاية يسببان مرضًا فطريًا قاتلًا يعرف بالمايكوزيس. ومع ذلك، تُظهر تجارب الحقل أن هذه الفطريات لا تعمل دائمًا بنفس الفعالية، ما دفع العلماء للتساؤل عما قد يؤثر داخل الحشرة على نجاح العدوى.

النظام البيئي الخفي داخل الخنفساء

مثل البشر، تحمل الحشرات ميكروبيومات غنية — مجتمعات معقدة من البكتيريا والفطريات التي تساعد في هضم الغذاء، تدعم المناعة، وأحيانًا تحمي من الأمراض. جمع الباحثون خنافس بنجر السكر البالغة من حقول نمساوية وعرضوها إما لـ M. brunneum أو M. robertsii أو تركوها دون تعرض للفطر. راقبوا مدة بقاء الحشرات حية وفحصوا بعناية أيها طوّرت نموًا فطريًا مرئيًا. باستخدام تسلسل الحمض النووي لمحتويات الأمعاء، قارنوا بعد ذلك ميكروبيومات الأمعاء للخنافس التي ماتت نتيجة العدوى الفطرية بتلك التي نجت بدون مايكوزيس، من حيث التنوع العام والمجموعات الميكروبية المحددة.

ميكروبيومات متنوعة، خنافس أقوى

وجد الفريق نمطًا واضحًا: كانت الخنافس ذات المجتمعات المعوية الغنية والمتنوعة أكثر قدرة على مقاومة العدوى المميتة، حتى عند تعرضها لأبواغ Metarhizium. هؤلاء الناجون، بمن فيهم الضوابط «الصحية» غير المعالجة، كانوا يحملون مزيجًا واسعًا من البكتيريا مثل Salmonella وStenotrophomonas وSerratia وStaphylococcus، وفطريات مثل Cephalotrichum وPenicillium وCladosporium وMortierella. العديد من هذه الميكروبات معروف في أنظمة أخرى بمساعدته على هضم المادة النباتية، التفوق على الميكروبات الضارة، أو إنتاج مركبات مضادة للفطريات. في المقابل، أظهرت الخنافس التي انهزمت أمام Metarhizium مجتمعات معوية فقيرة الأنواع تهيمن عليها الفطريات نفسها وبعض أجناس البكتيريا، خاصة Enterobacter وPantoea. يوحي ذلك بأن الميكروبيوم الغني يعمل كدرع واقٍ، بينما يترك الميكروبيوم المبسّط الخنفساء عرضة.

أصدقاء، أعداء، وعملاء مزدوجون بين الميكروبات

بتعمق أكثر، حدّدت الدراسة ميكروبات بعينها قد تدعم أو تعيق المكافحة الفطرية. ارتبطت أجناسان Pantoea وEnterobacter بقوة بالخنافس التي طورت مايكوزيس؛ فمثلاً Pantoea agglomerans معروفة بتفاعلها الوثيق مع الحشرات ويمكن أن تتحمل أو تنتج أبخرة مضادة للميكروبات. في الوقت نفسه، عدة ميكروبات أخرى وُجدت في الخنافس غير المريضة — بما في ذلك Serratia marcescens وPenicillium وCladosporium — قادرة بنفسها على قتل الحشرات أو إضعافها بمركبات سامة. قد تصبح هذه «العملاء المزدوجون» شركاء أقوياء إذا دمجت عمدًا مع Metarhizium، ما يعزز إجمالي وفيات الآفة مع بقاء النهج في إطار استراتيجية مكافحة بيولوجية.

الخنافس الذكور كنقطة ضعف خاصة

كشف الباحثون أيضًا عن اختلاف بين الجنسين له تبعات عملية. تموت خنافس بنجر السكر الذكور عمومًا أسرع من الإناث وكان احتمال موتها بسبب العدوى الفطرية أعلى. كانت ميكروبيومات أمعائهم غنية بمجموعات بكتيرية وفطرية معينة، بما في ذلك بعضها ذو آثار محتملة مبيدة للحشرات أو معطلة لها. في الطبيعة، يميل الذكور إلى الخروج من التربة مبكرًا في الربيع والبدء في التغذي سابقًا، ما يجعل تواصلها مع النباتات والتربة المعالجة أكبر. يجادل المؤلفون بأن توقيت تطبيقات الفطريات والميكروبات لاستهداف هؤلاء الذكور المبكرين الأكثر عرضة — ربما بالاشتراك مع مصائد الفيرومون — قد يحرف التركيب السكاني ويقلل الجيل التالي من الخنافس.

ماذا يعني هذا لمستقبل مكافحة الآفات

للغير متخصصين، الرسالة أن نجاح أو فشل المكافحة «الخضراء» للحشرات لا يعتمد فقط على الفطر المهاجم، بل كذلك على الحياة المجهرية الموجودة بالفعل داخل الآفة. يمكن للمجتمع المعوي المعقد والمتين أن يساعد في حماية الخنافس من الهجوم الفطري، بينما قد تعزز بعض الشراكات البكتيرية والفطرية أو تحل محل قدرة الفطر على القتل. من خلال فهم وإدارة هذه التحالفات الخفية — إلى جانب الفروق بين خنافس الذكور والإناث — قد يصمم المزارعون والعلماء استراتيجيات أكثر موثوقية واستهدافًا وخالية من المواد الكيميائية لحماية محاصيل بنجر السكر وإمدادات السكر التي تعتمد عليها.

الاستشهاد: Wöber, D., Wernicke, M., Cerqueira, F. et al. Intestinal microbiome interactions influence Metarhizium-based biocontrol efficacy against the sugar beet weevil. Sci Rep 16, 5174 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36038-8

الكلمات المفتاحية: خنفساء بنجر السكر, فطريات ممرِضة للحشرات, ميكروبيوم أمعاء الحشرات, مكافحة الآفات البيولوجية, Metarhizium