Hyönteisten valobiologian ja visuaalisen ekologian kasvinsuojelulliset sovellukset
Keywords:
hyönteiset, Insecta, valobiologia, visuaalinen ekologia, kehitysnopeus, käyttäytyminen, fototaksismi, epäsuora puolustus, UV-valo, kasvihuoneviljely, kasvinsuojelu.Abstract
Valobiologia on biologian haara, joka tutkii valon vaikutuksia eliöihin. Visuaalisella ekologialla tarkoitetaan eliöiden näköaistiin perustuvia vasteita ympäristön optisiin ärsykkeisiin ja siitä määräytyvää käyttäytymistä. MTT:ssa on osana ympärivuotisen kasvihuoneviljelyn tutkimuksia perehdytty hyönteisten valobiologiaan ja sovellettu tuotettua tietoa ansarijauhiaisten torjunnan tehostamiseen tekovalotetuilla tomaatti- ja kurkkuviljelmillä.
Valobiologisia ilmiöitä ovat mm. fotosynteesi, näkö, eliöiden vuorokausi- ja vuodenaikaisrytmit, bioluminesenssi sekä UV-säteilyn vaikutukset eliöihin. Valon määrä, laatu (aallonpituusjakauma) ja päivänpituus vaikuttavat hyönteisten migraatioon ja suunnistautumiseen, kehitysnopeuteen ja –biologiaan ja lisääntymiseen. Valoreseptoreiden (verkkosilmät, pistesilmät) kautta vastaanotetut visuaaliset signaalit ohjaavat hyönteisten suunnistautumista, ravinnon ja parittelukumppaneiden löytämistä ja luontaisten vihollisten välttämistä. Sekä valon aallonpituus että voimakkuus vaikuttavat fototaksismiin eli eliön suuntautumiseen kohti ärsykettä tai siitä pois, missä on myös kyse valon suorasta vaikutuksesta hyönteisiin.
Valojaksoisuus vaikuttaa ratkaisevasti hyönteisten aktiivisuuteen, saalistukseen, lisääntymiseen ja vuodenaikaisrytmeihin. Valojakso sekä valon laatu vaikuttavat diapaussin dynamiikkaan sekä migraatioon taipuvaisten yksilöiden osuuteen. Valon määrällä on silläkin vaikutuksia sekä hyönteisten käyttäytymiseen että biologiaan. Valon määrä ja laatu (etenkin UV-aallonpituudet) sekä valojaksoisuus vaikuttavat myös kasvien primaari-ja sekundäärimetaboliaan sekä puolustusrakenteisiin. Niiden kautta valo vaikuttaa epäsuorasti sekä kasvintuhoojiin että niiden luontaisiin vihollisiin ja siten kasvivioitusten määrään.
Hyönteisten pyydystäminen valoansoilla ja tarkkailu väriansoilla on yksi visuaalisen ekologian sovellus. Hyönteisten suunnistautumista isäntäkasveille voidaan häiritä poistamalla suunnistautumiselle välttämättömät aallonpituudet kuten UV-säteily spektristä tai mahdollisesti antamalla kasveille vain fotosynteesille välttämättömiä aallonpituuksia. Hyönteisten elinympäristön valojakson pituutta tai aallonpituusjakaumaa säätelemällä voidaan vaikuttaa diapaussiin kasvinsuojelua edistävästi. Suomen kasvihuonetuotannossa valobiologian kasvinsuojelullisesti tärkeimmät sovellukset ja haasteet liittyvät fototaksismin hyväksikäyttöön hyönteisten käyttäytymisen manipuloimiseksi, päivänpituuteen ja aallonpituusjakaumaan sekä epäsuoriin valoilmaston vaikutuksiin kasvien kautta. UV:n vähäisyys luonnonvalossa talvikuukausina yhdistyneenä suurpainenatriumlamppujen UV-köyhään spektriin luo tilanteen, jossa kasveissa ei muodostune UV-valossa indusoituvia puolustusaineita. Kohdistettuja UV-käsittelyiden antaminen kasveille voisikin olla yksi keino lisätä vihanneskasvien hyönteispuolustuksen vahvuutta, mutta edellyttää spesifisten kasvihyönteislajiparien vuorovaikutuksen tutkimusta eri UV-valoilmastoissa.
