بداية اكتشاف المبيدات موضوع مهم. حاولنا أن نطّلع ونجلب معلومات عن البدايات وهي عندما تم استخدام وصناعة المبيدات وما إلى ذلك من أثر إيجابي وسلبي. فتعتبر إدارة ومكافحة الآفات الحديثة علمًا متنوعًا بشكل متزايد مع الآلاف من استراتيجيات الإدارة المختلفة.
الحرب العالمية الثانية
تعتبر المبيدات الكيماوية الاصطناعية، التي تم نشرها لأول مرة خلال حقبة الحرب العالمية الثانية، تطورًا جديدًا نسبيًا في معركة ملحمية ضد الآفات والطفيليات.
قبل تطوير مبيدات الآفات الاصطناعية ، كانت هناك معركة بطيئة ودائمة بين الأدوات البسيطة والمواد الكيميائية الطبيعية ضد الهجوم المستمر للآفات. في الآونة الأخيرة ، تطورت جهود مكافحة الآفات إلى استراتيجيات إدارة.
تشمل طرق مكافحة الآفات الكيميائية مجموعة كبيرة من الاستراتيجيات من الزراعة المصاحبة إلى عوامل التعقيم الكيميائي.
أكثر أشكال مكافحة الآفات الكيميائية شيوعًا هي مبيدات الآفات. وهي عوامل كيميائية أو بيولوجية مصممة لردع أو تثبيط أو تعطيل أو قتل الآفات. تضمنت مبيدات الآفات المبكرة استخدام النباتات والعناصر أو المركبات البسيطة.
على سبيل المثال اكتشف الرومان ، أن حفر الزيتون يمكن أن ينتج زيتًا يسمى أموريا قادرًا على قتل الآفات. أدى التطور العلمي والثقافي اللاحق إلى اكتشاف واستخدام عوامل مبيدات آفات إضافية.
ماهو أول المركبات المستخدمة؟
كانت أول مركبات مبيدات الآفات الكيميائية الموثقة هي عناصر مثل الكبريت والمعادن الثقيلة والملح. بدأ استخدام المركبات الأولية لمكافحة الآفات في فجر الزراعة واستمر في بعض الحالات حتى يومنا هذا.
يُعتقد أن عنصر الكبريت هو أحد أوائل المبيدات الكيميائية. تم استخدام محاليل الكبريت الجيري في السابق كغمسات للقضاء على القمل.
وتم استخدام ثاني أكسيد الكبريت ، الناتج عن حرق عنصر الكبريت؛ لمنع تنفس الحشرات والآفات الصغيرة الأخرى. وعندما يتم تطبيقه على شكل سائل أو مسحوق ، فإن المحاليل الحمضية للكبريت تثبط نمو القوالب. حتى يومنا هذا ، يستمر استخدام الكبريت كمبيد للآفات في الإدارة الحديثة للآفات.
قبل تطوير مبيدات الآفات الاصطناعية ، كانت هناك معركة بطيئة ودائمة بين الأدوات البسيطة والمواد الكيميائية الطبيعية ضد الهجوم المستمر للآفات.
فوائد المبيدات الكيميائية
كانت فائدة هذه المبيدات غير العضوية ، في ذلك الوقت ، أنها استمرت لفترة طويلة ولم تتحلل بسهولة. لسوء الحظ ، غالبًا ما تتسرب إلى النظام البيئي ، وتحدث دمارًا في الحياة البرية المحلية وتشكل تهديدًا صحيًا لسكانها من البشر.
ربما تم استخدام مركبات المعادن الثقيلة لأول مرة كمبيدات حشرية بسبب سميتها العالية. تم العثور على مركبات الزرنيخ (خاصة أكاسيد الزرنيخ (III)) شديدة السمية للحشرات والبكتيريا والفطريات. أكاسيد الزرنيخ (III) ، التي تتحد بسرعة مع الثيول الموجود في الجزيئات المهمة بيولوجيًا مثل السيستين والإنزيم المساعد A ، تقطع الأنشطة الإنزيمية التي تشمل إنتاج ATP. لا تزال مركبات الزرنيخ تستخدم اليوم في معالجة الأخشاب وعمليات الحافظة وكذلك بعض مبيدات الزرنيخ. تحتوي مركبات الزئبق (مركبات الزئبق العضوية في المقام الأول) أيضًا على قابلية عالية للثيول ، على غرار مركبات الزرنيخ ، ويمكن أن تعطل العمليات البيولوجية والإنزيمية. وفي الوقت نفسه ، تعمل مركبات الرصاص كنظير للكالسيوم وتسبب تخليق الهيم غير الكامل ، مما يؤدي إلى فقر الدم.
تاريخ المبيدات
منذ ما قبل 2500 قبل الميلاد ، استخدم البشر مبيدات الآفات لمنع تلف محاصيلهم. كان أول مبيد معروف هو غبار الكبريت الأولي الذي استخدم في سومرية منذ حوالي 4500 عام. وبحلول القرن 15، والمواد الكيميائية السامة مثل الزرنيخ ، الزئبق و الرصاص يجري تطبيقها على المحاصيل للآفات القتل. في القرن السابع عشر ، تم استخراج كبريتات النيكوتين من أوراق
التبغ لاستخدامها كمبيد حشري. شهد القرن التاسع عشر إدخال اثنين من المبيدات الطبيعية الأخرى ، بيريثروم المشتق من الأقحوان ، والروتينون المشتق من جذور الخضروات الاستوائية.
بداية الاكتشاف الفعلية
في عام 1939 ، اكتشف بول مولر أن الـ دي.دي.تي مبيد حشري فعال للغاية. سرعان ما أصبح مبيد الآفات الأكثر استخدامًا في العالم. ومع ذلك ، في الستينيات ، تم اكتشاف أن مادة الـ دي.دي.تي كانت تمنع العديد من الطيور الآكلة للأسماك من التكاثر مما كان يمثل تهديدًا كبيرًا للتنوع البيولوجي . كتبت راشيل كارسون كتاب الربيع الصامت الأكثر مبيعًا حول التكبير البيولوجي. تي.دي.تي محظور الآن في 86 دولة على الأقل ، لكنه لا يزال يستخدم في بعض الدول النامية للوقاية من الملاريا وأمراض المناطق المدارية الأخرى عن طريق قتل البعوض والحشرات الأخرى الحاملة للأمراض.
مكافحة الآفات من العصور الوسطى إلى العصر الفيكتوري
في الفترة الممتدة من العصور الوسطى إلى العصر الفيكتوري ، انتقل العلم من عالم الدين والسحر إلى الدراسة العملية. تم تبني تخصصات الكيمياء والبيولوجيا ، وفتح الدراسات في المركبات الكيميائية والتفاعلات والتوليف الكيميائي. لقد استفادت طرق مكافحة الآفات بالتأكيد من هذا السعي وراء المعرفة. كانت الأساليب القديمة لمكافحة الآفات لا تزال قيد الاستخدام (الإزالة ، والحواجز ، والنباتات ، والأملاح الأولية) ولكن الآليات الكامنة وراء فعاليتها لا تزال قيد الاكتشاف.
شهد القرن التاسع عشر فجر المبيدات الكيماوية المصنعة ، عندما بدأ استخراج المواد الكيميائية من مصادرها النباتية وتنقيتها في المختبرات. في هذا الوقت تم تنقية مركبات النيكوتين من التبغ ، واستخراج البيريثروم من الأزهار ، وعزل الروتينون من الجذور. بالإضافة إلى ذلك ، تم التعرف على السيانيد كمركبات سامة في حفر بعض الفاكهة.
خلال هذه الحقبة ، تم مزج المركبات الكيميائية وإنتاجها لغرض مكافحة الآفات. في عام 1814 ، تم تقديم مركب غير عضوي من النحاس (II) acetoarsenite يسمى “Paris Green” كصبغة. بحلول عام 1867 ، تم بيع باريس جرين على نطاق واسع كمبيد حشري ومبيد للقوارض. في الواقع ، استمر إنتاج دهانات Paris Green حتى الستينيات.
وبالمثل ، تم تطوير مزيج بوردو في أواخر القرن التاسع عشر لمحاربة آفة النبيذ الفرنسي العظيم. تم تصميم مزيجها من كبريتات النحاس (II) وهيدروكسيد الكالسيوم لمكافحة الالتهابات الفطرية والعفن الفطري في مزارع الكروم.
خلال العصر الفيكتوري تم التحقيق رسميًا في الأساليب التقليدية لمكافحة الآفات ووضعها في المنهج العلمي. نتيجة لذلك ، تمت تنقية جميع المركبات الكيميائية التي كانت متوفرة تاريخيًا في أشكالها النباتية (على سبيل المثال ، الروتينون في الجذور والبيريثروم في الأقحوان) للاستخدام التجاري والمنزلي ، وتم مزج المركبات الأولية لإنتاج مبيدات آفات أكثر كفاءة. نمت البدايات المتواضعة للمواد الطاردة الطبيعية البسيطة والفيزيائية لمكافحة الآفات إلى صناعات كيميائية وزراعية تبحث عن طرق جديدة ومحسنة.
تقدم المبيدات خلال القرن العشرين
تمتلك الأدوات البدائية الآن تفكيرًا علميًا لشرح فعاليتها وتحديد تركيباتها الكيميائية ، ونقلها من عالم المستخلصات الطبيعية إلى مبيدات الآفات المركبة ، والإشارة إلى صعود ثورة المبيدات الكيميائية. تم تحسين مكافحة الآفات ، التي بدأت باستخدام أدوات وأساليب بسيطة ، على مر القرون وولدت من جديد تمامًا خلال الحرب العالمية الثانية. أدى عالم أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين الذي ظهر فيه أول مواد كيميائية عضوية اصطناعية إلى ظهور أول مبيدات آفات صناعية حديثة على شكل مركبات كلوريد عضوي.
تم تصنيع العديد من مركبات الكلوريد العضوي ، مثل BHC و DDT ، لأول مرة في القرن التاسع عشر ، لكن خصائصها كمبيدات حشرية لم يتم اكتشافها واستغلالها بالكامل حتى أواخر الثلاثينيات. أنتج العالم الإنجليزي مايكل فاراداي BHC (بنزين سداسي كلوريد) لأول مرة في عام 1825 ، ولكن لم يتم تحديد خصائصه كمبيد حشري حتى عام 1944. تم تحضير مادة DDT (ثنائي كلورو ثنائي الفينيل ثلاثي كلورو الإيثان) لأول مرة بواسطة أوتمار زيدلر ، الكيميائي النمساوي ، في عام 1825 ، لكن السويسريين لم يكتشف الكيميائي بول هيرمان مولر خصائص مادة الـ دي.دي.تي المبيدات الحشرية حتى عام 1939 – وهو اكتشاف أدى إلى منح مولر جائزة نوبل في عام 1948.
المبيدات نعمة ولكن..
أثبت استخدام مادة الـ دي.دي.تي كمبيد للآفات أنه نعمة كبيرة للجهود الحربية. قبل اكتشاف مادة الـ دي.دي.تي ، كانت البيريثرينات من بين المبيدات الحشرية الرئيسية المستخدمة. ولكن تم استخراج البيريثرينات من مصادر طبيعية ، وبشكل أساسي من أزهار جنس الأقحوان (Pyrethrum) ، التي كانت إمداداتها محدودة وغير كافية لتلبية متطلبات الاستخدام في زمن الحرب. بسبب هذا النقص ، أصبح الـ دي.دي.تي ، بدلاً من ذلك ، المبيد الحشري المفضل لدى قوات الحلفاء للسيطرة على الحشرات التي كانت ناقلة للتيفوس والملاريا وحمى الضنك.
في ذلك الوقت ، كان يُنظر إلى الـ دي.دي.تي على أنه مبيد حشري واسع الطيف ذو سمية منخفضة للثدييات. كان إنتاجه غير مكلف ، ويسهل تطبيقه على مناطق كبيرة ، وكان مستمرًا ، لذا لم تكن هناك حاجة إلى إعادة تقديم الطلب بشكل عام ؛ تي غير قابل للذوبان في الماء وبالتالي لا يغسله الطقس. ظهر المركب أيضًا ، في البداية ، ليكون فعالًا بشكل لا يصدق في القضاء على الحشرات الناقلة للأمراض ، مما أدى إلى اعتباره مبيد حشري عجيب.
المقاومة الأولى
بحلول عام 1945 ، تم توفير مادة الـ دي.دي.تي للتطبيقات الزراعية. لكن أولى علامات مقاومة الحشرات لمادة الـ دي.دي.تي بدأت في الظهور في الخمسينيات من القرن الماضي. في عام 1962 ، نشرت راشيل كارسون ، عالمة الأحياء البحرية والمحافظة على البيئة ، كتاب Silent Spring ، وهو كتاب سلط الضوء على الآثار الضارة لمبيدات الآفات على البيئة. أدت الشعبية الواسعة لكتاب كارسون إلى إنشاء منظمات شعبية مؤثرة دعت إلى حماية بيئية أكبر وضوابط أكثر صرامة على استخدام مبيدات الآفات. كان جزء من هذه الدعوة للتغيير هو تقليل أو التخلص من الـ دي.دي.تي والعديد من مبيدات الآفات الأخرى التي تم تطويرها من الأربعينيات حتى الستينيات من ترسانة مكافحة الآفات.
ظل استخدام مادة الـ دي.دي.تي على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم حتى ثمانينيات القرن الماضي ، ولكن تسارع انخفاضه بمجرد أن ألغت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) معظم استخدامات الـ دي.دي.تي بحلول عام 1972. حذت العديد من البلدان الأخرى حذوها بعد ذلك بوقت قصير عن طريق إزالة الـ دي.دي.تي من قوائم التطبيقات الزراعية المعتمدة. في عام 2004 ، حظرت اتفاقية ستوكهولم العديد من الملوثات العضوية الثابتة (POPs) وقيدت استخدام الـ دي.دي.تي في مكافحة ناقلات الأمراض (في المقام الأول للملاريا). على الرغم من القيود والحظر المتزايد في جميع أنحاء العالم على مادة الـ دي.دي.تي ، اعتبارًا من عام 2008 ، كانت الهند وكوريا الشمالية لا تزالان تستخدمان مادة الـ دي.دي.تي في التطبيقات الزراعية. اليوم ، الهند هي الدولة الوحيدة في العالم التي لا تزال تنتج الـ دي.دي.تي.
التطور في صناعة المبيدات
منذ بداية طفرة الإنتاج في الأربعينيات حتى يومنا هذا ، تم تطوير كتالوج ضخم من آلاف المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب والمبيدات العامة ، بما في ذلك الكلوريد العضوي (DDT ، BHC) ، الفوسفات العضوي (الباراثيون ، الملاثيون ، Azinophos Methyl) ، أحماض الفينوكسيتيك (2،4-D ، MCPA ، 2،4،5-T) ، Captan ، Carbamates (Aldicarb ، Carbofuran ، Oxamyl ، Methomyl) ، neonicotinoids (Imidacloprid ، Acetamiprid ، كلوثانيدين ، Nitenpyram) ، و Glysophates.
مبيدات النيكوتين هي مبيدات حشرية نشطة عصبيًا ، تشبه مركبات النيكوتين التي تم تطويرها في الثمانينيات والتسعينيات. من بين جميع مبيدات النيونيكوتينويد ، أصبح Imidacloprid أحد أكثر المبيدات الحشرية استخدامًا بكثرة في العالم. براءة اختراع في عام 1988 ومسجلة لدى وكالة حماية البيئة في عام 1994 من قبل Bayer Crop Science ، يعمل Imidacloprid عن طريق تعطيل انتقال النبضات العصبية في الحشرات عن طريق الارتباط بمستقبلات أستيل كولين النيكوتين للحشرة ، مما يؤدي إلى الشلل والموت. إيميداكلوبريد شديد السمية للحشرات والمفصليات الأخرى ، بما في ذلك اللافقاريات البحرية. تعتبر سامة معتدلة للثدييات إذا تم تناولها بجرعات عالية.
بعض المناقشات التي تمت
نوقشت السمية الحادة والمصير البيئي لإيميداكلوبريد وغيره من مبيدات الآفات نيونيكوتينويد إلى حد كبير منذ اعتمادها في التسعينيات. لقد فحصت العديد من الدراسات استمرار وجود مبيدات النيونيكوتينويد في إمدادات المياه وتأثيراتها البيئية على مفصليات الأرجل الأخرى المهمة بيئيًا واقتصاديًا. ربطت الدراسات المنشورة خلال العقدين الماضيين بين اضطرابات انهيار مستعمرة النحل وبين إيميداكلوبريد ومبيدات الآفات المماثلة الأخرى. أكثر مبيدات الآفات سمية في العالم اليوم لنحل العسل (جنس Apis ) هو أيضًا أكثر المبيدات الحشرية شيوعًا في العالم: Imidacloprid.
إذا كان إيميداكلوبريد هو أكثر مبيدات الحشرات استخدامًا في العالم ، فإن الغليفوسات هو أكثر مبيدات الأعشاب استخدامًا على وجه الأرض. تم تطوير Glysophate بواسطة الكيميائي Monsanto ، John E. Franz ، في عام 1970. أصبحت Roundup ، كما كانت علامة تجارية ، واحدة من أكثر مبيدات الأعشاب شيوعًا في العالم بين كل من الشركات الزراعية والمستخدمين المنزليين. طريقة عمل الجليفوسات هي تثبيط إنزيم نباتي جزء لا يتجزأ من تخليق الأحماض الأمينية العطرية. يؤثر تثبيط إنتاج الأحماض الأمينية في المقام الأول على مناطق نمو النباتات ، مما يؤدي إلى قتل النباتات في دورة نموها ولكن ليس في مرحلة البذور.
في عام 1994 ، تمت الموافقة تجاريًا على Roundup Ready Soybean في الولايات المتحدة. تم إنشاء فول الصويا المعدل وراثيًا ليكون مقاومًا للجليفوسات. سمحت هذه الأنواع من المحاصيل باستخدام الغليفوسات لمكافحة نباتات الآفات الأخرى دون تعريض المحصول للخطر. نمت قائمة المحاصيل المقاومة للغليفوسات منذ إدخال فول الصويا Roundup Ready لتشمل الذرة والكانولا والبرسيم والقطن والقمح.
الكائنات المعدلة وراثيًا: مستقبل مكافحة الآفات؟
أصبحت الكائنات المعدلة وراثيًا (GMOs) مستخدمة على نطاق واسع في الولايات المتحدة منذ إدخالها لأول مرة في التسعينيات. يزرع ملايين المزارعين المحاصيل المعدلة وراثيًا في عشرات البلدان. المحاصيل المعدلة السائدة هي فول الصويا والذرة أو الذرة والقطن والكانولا.
اعتبارًا من عام 2010 ، كان 93 بالمائة من فول الصويا ، و 78 بالمائة من القطن ، و 70 بالمائة من الذرة عبارة عن كائنات معدلة وراثيًا مقاومة لمبيدات الأعشاب.
اعتبارًا من عام 2010 ، كان 93 بالمائة من فول الصويا ، و 78 بالمائة من القطن ، و 70 بالمائة من الذرة عبارة عن كائنات معدلة وراثيًا مقاومة لمبيدات الأعشاب. الولايات المتحدة هي واحدة من أبرز المؤيدين للبحث في الكائنات المعدلة وراثيًا وتتفوق على معظم البلدان الأخرى في انتشارها ، حيث تزرع 59٪ من محاصيل الكائنات المعدلة وراثيًا في العالم. كان نجاح الكائنات المعدلة وراثيًا حول العالم مختلطًا. شهدت العديد من الدول الأوروبية احتجاجات على الكائنات المعدلة وراثيًا وسلامتها. يحيط معظم الجدل بالعملية الفعلية لتغيير التركيب الجيني للنباتات وما إذا كانت تلك النباتات المعدلة تتطلب وضع العلامات أم لا. بشكل عام ، يرجح الرأي العلمي لصالح سلامة المحاصيل المعدلة وراثيًا.
بعض المطالبات التي تمت
مطلوب وضع ملصقات الكائنات المعدلة وراثيًا في العديد من البلدان ولكن ليس في الولايات المتحدة. يجادل العلماء والاقتصاديون بأن الفوائد المحتملة للمحاصيل المعدلة وراثيًا تشمل تخفيضات في استخدام مبيدات الآفات وغيرها من الملوثات الخطرة وزيادة القيمة الغذائية وإنتاج المنتجات الزراعية. يدعي معارضو الكائنات المعدلة وراثيًا أن جميع المخاطر الكامنة لم يتم تحديدها بشكل كافٍ ، لا سيما التأثير المحتمل بعيد المدى للكائنات المعدلة وراثيًا على صحة الإنسان والبيئة.
المسألة ليست مسألة ما إذا كان ينبغي استخدام الكائنات المعدلة وراثيا كإستراتيجية الآفات. الحقيقة هي أن التعديل الجيني راسخ بالفعل كأحدث أداة في ترسانة إدارة الآفات. سيكون للأجيال القادمة أن تقرر ما إذا كان تاريخ هذه الإستراتيجية الناشئة لإدارة الآفات سوف يسير في طريق مبيدات الآفات المعدنية الثقيلة والـ دي.دي.تي ، أو ما إذا كانت الكائنات المعدلة وراثيًا ستصبح الحل النهائي لمكافحة الآفات.
تمت ترجمة المحتوى من قبل فريق وادي ديم وهذا المحتوى مقدم من SPEX CertiPrep Group
