Växtätande insekter beräknas vara ansvariga för att förstöra en femtedel av världens totala grödproduktion årligen, men en ny, naturligt tillvägagångssätt för bekämpningsmedel som vänder insekts smak och luktpreferenser mot dem kan bidra till att minska denna vägtull.

'Smakbaserade foderfällor som använder naturprodukter kan vara miljövänliga, kostnadseffektivt och hållbart alternativ till syntetiska insekticider i framtiden, säger Dr Stefan Pentzold från Max Planck Institute for Chemical Ecology i Jena, Tyskland.

Han och hans team tittar på vilka smakreceptorer poppelbladbaggen använder för att känna igen sin favoritmat - poppelträdens löv - och hur detta påverkar dess matningsbeteende, som en del av det EU-finansierade ChemoSense-projektet. Svaren kan leda till nya strategier för bekämpning av skadedjur inom skogsbruk och jordbruk.

'Trots deras viktiga roll i insekternas matintag, överlevnad och reproduktion, relativt lite är känt om smakreceptorer, särskilt hos skalbaggar, ' han sa. 'Detta är förvånande med tanke på deras betydelse som skadedjur för jordbruk och skog, deras globala utbredning och enorma artantal som växtätande insekter. '

Preferenser

Insekter, som alla djur, har preferenser för vilken mat de gillar och kan skilja en smak från en annan. Men hur avgör de om en växt är god eller inte?

'Detta är ganska komplext och beror ofta på växtens kemiska sammansättning och om en insekt är generalist - en insekt som livnär sig på många olika växtarter - eller en specialist, som livnär sig på väldigt få växtarter, sade Dr Pentzold.

Till exempel, även om poppelblad faktiskt avskräcker många generalistinsekter på grund av deras giftiga och bittersmakande ämnen, specialisten poppelbladbagge finner dessa ämnen välsmakande och intar dem för självförsvar mot rovdjur, säger Dr Penztold.

Insekter använder sina hårklädda ben, munstycken och antenner för att smaka på maten innan de äter. Genom dessa smakhår, insekter kan känna av deras föredragna växters kemiska smink.

'Smakämnen (alla ämnen som stimulerar smakkänslan) i bladet kan diffundera in i smakhåren genom en por och nå smakreceptorerna inuti insekten, 'förklarade Dr Pentzold. 'Om ämnet känns igen, en signal överförs till insekthjärnan där den sista kontrollen äger rum som säger till munpartiets muskler "ät mig" eller "ät inte mig". '

Dock, vissa insekter har smaklökar på udda platser, gör denna process ännu mer komplex. 'Vi fann att poppelbladbaggans smakreceptorer inte bara finns i yttre organ utan också i inre organ och vävnader, såsom tarmen och hemolymfen (insektsekvivalenten till blod), sade Dr Pentzold. 'Det blir fascinerande om dessa fungerar som näringssensorer, säger till insekten "jag är hungrig" eller "jag är mätt". '

Förutom smak, insekter förlitar sig på lukten för att hitta mat och kompisar, och undvik rovdjur eller till och med växter. En sådan växt är den medicinska ökenväxten Achillea fragrantissima , allmänt känd som lavendelbomull.

Dr Osnat Malka, chefsvetare för det israeliska agritechföretaget EdenShield, sade:'Många insekter gillar inte denna ökenväxt, som har en mycket stark lukt och naturliga giftiga ämnen, och väljer att gå till andra växter istället. '

EdenShield utvecklar ett grönt alternativ till bekämpningsmedel baserat på extrakt av den inhemska växten som finns i Judaeanöknen. Förhoppningen är, detta naturliga insektsmedel hjälper jordbrukare att skydda sina grödor mot skadedjur i växthus utan att skada miljön eller människors hälsa.

'Vitfluga och thrips är de vanligaste skadedjuren i jordbruk och växthus, 'förklarade Dr Malka. 'De är väldigt små så att de enkelt kan gå in i växthus och, som generalister, de kan livnära sig på olika växter. '

Produkten kallas GateKeeper, finansieras av EU:s specialiserade system för små, mycket innovativa företag, är en spray gjord med naturliga växtextrakt som används vid ingången till växthus för att hålla dessa skadedjur utanför och borta från grödorna. Även om vissa fortfarande kommer in, deras antal minskas avsevärt.

'Insekterna föredrar att inte gå in i dessa växthus, främst för att de inte gillar lukten och föredrar andra alternativ. I våra experiment, när dessa insekter får ett val, de går helst till växthus utan denna växtförening, 'förklarade Dr Malka.

Hon tror att dessa produkter kan vara en ny klass av ekologiska ämnen för bekämpning av insekter. 'Jag tror att vi måste ändra vår attityd och se hur naturen hanterar dessa insekter - så varför de väljer en växt och inte en annan växt - och använder den till vår fördel, sa Dr Malka.