Bladlöss är en av de minst välkomnade trädgårdsbesökarna. Dessa små insekter kan orsaka betydande skador inom jordbruket, men hur väljer de egentligen sina värdväxter? Vilka är de grundläggande mekanismerna bakom detta? Forskare från universiteten i Bonn och Kassel presenterar nu två nya modeller som kan användas för att analysera bladlössens färgseende och därmed hur djuren reagerar på växter. Detta öppnar upp för nya möjligheter för framtida forskning om detta ämne – men kan också vara relevant för jordbrukstillämpningar. Studien har publicerats i tidskriften Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences .

Det har varit känt i flera år att bladlöss är särskilt förtjusta i färgen gul, varför gula färgfällor ibland används i jordbruket för att övervaka bladlössen i grödor. För sin aktuella studie använde forskarna totalt mer än 200 färgfällor med cirka 70 olika färger i fält under två på varandra följande fjädrar.

Med hjälp av en ljusspektrometer mätte de de så kallade reflektansspektra för de enskilda färgerna för varje våglängd. "Spektrometern tillåter oss att objektivt kvantifiera färgerna. Detta är viktigt eftersom människor uppfattar färger helt annorlunda än insekter - så vi kan inte lita på våra ögon för det", säger studieledaren prof. Dr. Thomas F. Döring från institutet of Crop Science and Resource Conservation (INRES) vid universitetet i Bonn.

Reflexionsdata och beteendedata, det vill säga antalet fångade bladlöss per fälla, utgjorde sedan grunden för två matematiska modeller. Målet var att korrelera reflektans och beteendedata, och på så sätt ta reda på vilka våglängder som är avgörande för bladlössens svar.

Två modeller med liknande resultat

I den första modellen inkorporerade forskarna redan kända data om vilka fotoreceptorer som stimuleras när bladlöss söker efter mat. Den andra modellen klarade sig utan de fysiologiska data och tog endast hänsyn till djurens beteende och de uppmätta reflektansdata per färg. För denna modell använde forskarna en speciell statistisk metod som kallas partiell minsta kvadraters regression (PLSR).

Båda modellerna kom till liknande slutsatser. För det första bekräftade de bladlössens preferens för färgen gul. För det andra föreslog båda modellerna en specifik neural mekanism som styr det visuella beteendet hos bladlöss. "Det faktum att resultaten av båda utvärderingarna i slutändan var så lika förvånade oss", säger Dr Sascha M. Kirchner vid University of Kassel. "Men resultatet är så starkt att det inte kan vara en matematisk artefakt."

En slutsats från forskarna:Även för bladlusarter för vilka inga fysiologiska data finns tillgängliga än så länge kan den nya utvärderingsmetoden, tillsammans med utvalda färgstimuli, bidra till att ge mer exakt information om visuellt beteende. "På detta sätt kan vi kanske undvika kostsamma elektrofysiologiska studier på djuren i framtiden", påpekar Döring, medlem i det transdisciplinära forskningsområdet "Sustainable Futures" och PhenoRob Cluster of Excellence vid universitetet i Bonn.

Bron mellan biologi och jordbruk

Med sin studie kombinerar forskarna biologisk och jordbruksforskning på ett speciellt sätt. Inom neurobiologin fungerar bladlöss normalt inte som modellorganismer för att studera grundläggande mekanismer. Inom jordbruket tillämpas dock ofta inte sådana beteendeanalyser på grund av deras detaljnivå. "Vi försökte bygga en bro mellan tillämpad vetenskap och grundforskning i vår studie", säger fältekolog Thomas Döring.

Specifikt kan de nya modellerna hjälpa till att optimera befintliga jordbruksmetoder, såsom så kallade mulching-metoder som kan förändra den visuella bakgrunden för grödor och därmed "dölja" värdväxter från skadedjur. Resultaten kan också vara relevanta för försök att ändra bladfärg, till exempel genom förädling eller speciell gödsling. Den aktuella studien ger redan bevis för att veteblad är mer attraktiva för bladlöss när de befruktas med låga nivåer av kväve än när de behandlas mer intensivt med kväve.

Varför gul?

Frågan är fortfarande öppen om varför bladlöss egentligen har en sådan förkärlek för gult - deras mat är trots allt gröna växtblad. "Vi kan nu förklara detta fysiologiskt, men den bakomliggande fördelen för bladlössen är fortfarande oklar", säger Thomas Döring.

I framtida studier vill han och hans kollegor undersöka effekten av UV-ljus mer i detalj, vilket är intressant både för tillämpningar inom växtskydd och ur ett biologiskt perspektiv.

Dessutom ger studien preliminära bevis för att vissa bladlusarter reagerar något annorlunda än majoriteten. Huruvida detta beteende är fundamentalt annorlunda måste också klargöras i fortsatta utredningar. + Utforska vidare

Bladlöss manipulerar sin mat