«Наш новый метод приманки и поражения электрическим током может быть полезен в борьбе с тем, что Министерство сельского хозяйства США утверждает, что это самый разрушительный лесной вредитель, который когда-либо видел в Северной Америке», — сказал Майкл Домингу, научный сотрудник энтомологии штата Пенсильвания.По данным Лесной службы, изумрудный ясень был завезен в Соединенные Штаты из Китая в 2002 году. С тех пор он распространился по 24 штатам и двум канадским провинциям и убил десятки миллионов здоровых местных ясеней.«Раннее обнаружение вредителя в ловушках, подобных нашей, может помочь в координации стратегий управления, чтобы замедлить его распространение и минимизировать его воздействие», — сказал Домингу.
Исследователи, включая энтомологов и инженеров из Пенсильванского университета, Венгерской академии наук, Института исследований леса в Матрафуреде, Венгрия, и Министерства сельского хозяйства США, создали приманки, используя процесс биорепликации с точностью до нанометра.«В частности, мы покрыли мертвую самку жука паром никеля и использовали« никелированный »панцирь для изготовления двух подходящих форм в форме покоящегося жука», — сказал Ахлеш Лахтакиа, профессор инженерных наук и механики Чарльза Годфри Биндера.
Penn State. «Прижимая структурно окрашенный пластиковый лист между двумя формами при одновременном нагреве, мы отливали множество копий или приманок. Готовые биореплицируемые приманки сохраняли текстуру поверхности жука в наномасштабе.Кроме того, мы покрасили некоторые приманки в зеленый металлик ".
Инженеры штата Пенсильвания также создали приманки с помощью процесса 3D-печати. В этом методе они формовали пластик по размеру и форме изумрудных бурильных молотков, но не пытались воспроизвести текстуру поверхности насекомых.Затем исследователи-энтомологи прикрепили биореплицированные и напечатанные на 3D-принтере приманки, а также мертвых самок изумрудных мотыльков на листьях в лесах в Венгрии, чтобы увидеть, какие из них больше всего привлекают диких самцов. В тех же лесах команда также разместила ловушки, оснащенные ловушками, несущими заряд в 4000 вольт, чтобы поражать электрическим током и улавливать самцов, когда они приземляются на самок-приманок.
Результаты появятся в Трудах Национальной академии наук.Ученые обнаружили, что оба типа синтетических приманок, а также мертвые приколотые самки вызвали первые полеты самцов к ним. Самцы почти всегда предпочитали приземляться на мертвых самок и более реалистичных биореплицированных приманок.
Однако, хотя самцы изначально летели к более простым 3D-печатным приманкам, они не приземлились на них. Самцы обычно быстро покидали биореплицированных приманок после того, как прикоснулись к ним.
Тем не менее, этого краткого контакта было достаточно, чтобы они мгновенно оглушились и попали в ловушку, если к ловушкам было приложено напряжение.По словам Домингу, светорассеивающие свойства панциря жука, которые команда экспериментально продемонстрировала с помощью белого лазера, сделали нанобиореплицированные приманки более реалистичными и, следовательно, более привлекательными для мужчин, чем нетекстурированные 3D-печатные модели. приманка.«Мы узнали, что не только цвет и форма отдыхающей самки жука играют роль в привлечении самцов к партнеру, но также важна мелкомасштабная текстура видимой поверхности», — сказал Доминг. «Небольшие шишки и шипы на внешней поверхности их крыльев и голов, которые не видны человеческому глазу, рассеивают свет по характерному узору.
Похоже, что жуки способны распознать эту особенность приманок и сильно к ней притягиваются. Это понимание может хотя бы частично объяснить, как ищущие партнера самцы могут легко обнаружить и приблизиться к самкам зеленого цвета, таинственно покоящимся на зеленых листьях.
В конечном итоге мы получили новое понимание того, как управлять поведением изумрудных мотыльков и подобных вредителей способами, которые могут помочь поймать их и следить за тем, где они могут нанести ущерб ".По словам Томаса С. Бейкера, выдающегося профессора биологии Пенсильванского университета, открытие стало возможным только благодаря многопрофильному составу команды.«Мне удалось найти коллег, чей интеллект, опыт и энтузиазм соответствовали поставленным задачам, что позволило нам выяснить, как эти разрушительные жуки находят друг друга для спаривания и как мы можем использовать это поведение, чтобы помочь APHIS достичь своих целей. о раннем обнаружении и борьбе с инвазивными вредителями », — сказал он.
Исследователи заявили, что их следующим шагом будет дальнейшее совершенствование ловушек, чтобы максимизировать их потенциал как часть инструмента раннего обнаружения для бурильщиков изумрудного пепла.«Наша лаборатория совместно с Службой инспекции здоровья животных Министерства сельского хозяйства США проводит исследования в области удаленных отчетов, основанных на Интернет-технологиях, и мы будем работать над тем, чтобы совместить это исследование с нашим методом обнаружения зольников, чтобы можно было сообщать о деятельности вредителей и оценивается немедленно персоналом APHIS, вместо того, чтобы ждать несколько дней или недель, пока ловушка может быть проверена », — сказал Бейкер.Кроме того, команда исследовала возможности использования приманок для привлечения других видов насекомых, некоторые из которых являются агрессивными кормушками на дубах в Центральной Европе и могут угрожать североамериканским дубам в городских и лесных ландшафтах, так же как изумрудный ясеневый мотыль уничтожает пепел. деревья.
«Мы добились прогресса в наших исследованиях в Венгрии за последние несколько лет, и похоже, что наши приманки можно усовершенствовать, чтобы эффективно привлекать и обнаруживать эти другие, новые и потенциально инвазивные виды вредителей», — сказал Домингу.