علم اغلب چیزی را تأیید میکند که انسانها سالها در زندگی روزمره حس کردهاند. عادتهای سادهای که نسل به نسل منتقل شدهاند، گاهی حقیقتی پنهان در خود دارند.
سیر یکی از همین نمونهها است. بسیاری از مردم مدتها باور داشتند که سیر آفات را دور میکند. اکنون تحقیقات مدرن توضیح میدهد چرا این اتفاق رخ میدهد.
مطالعهای تازه از دانشگاه ییل نشان میدهد که سیر فقط حشرات را فراری نمیدهد، بلکه توانایی تولیدمثل آنها را مختل میکند.
این کشف، دانستههای آشپزخانه را به زیستشناسی مولکولی پیوند میدهد.
پرسشی ساده درباره رفتار حشرات
داستان این تحقیق با یک ایده ساده آغاز شد. «شیما ابراهیم»، پژوهشگر آزمایشگاه «جان کارلسون»، میخواست بفهمد غذا چگونه بر رفتار حشرات تأثیر میگذارد.
مگسهای میوه معمولاً روی میوهها جمع میشوند و همانجا جفتگیری میکنند. همین موضوع یک سؤال مهم ایجاد کرد. آیا بعضی غذاها میتوانند فعالیت جفتگیری را افزایش دهند؟
برای آزمایش این فرضیه، او ۴۳ نوع میوه و سبزی را از سوپرمارکت تهیه کرد. سپس آنها را به شکل پوره درآورد و در اختیار مگسهای میوه قرار داد.
هدف کاملاً مشخص بود؛ پیدا کردن غذاهایی که جفتگیری را افزایش میدهند. اما نتیجه کاملاً غیرمنتظره بود.
سیر همهچیز را متوقف کرد
بهجای افزایش فعالیت، سیر دقیقاً نتیجه معکوس داشت. این ماده جفتگیری را کاملاً متوقف کرد. مگسهایی که در معرض سیر قرار گرفتند، دیگر جفتگیری نکردند. آنها حتی تخمگذاری را نیز متوقف کردند.
این مشاهده فقط یکبار رخ نداد. ابراهیم آزمایش را دوباره با محصولات تازه فروشگاهی دیگر تکرار کرد.
نتیجه همان بود. سیر بهطور مداوم تولیدمثل را مسدود میکرد.
این اثر شدید، در میان تمام غذاهای آزمایششده کاملاً متمایز بود.
بوی سیر عامل اصلی نیست
بیشتر مردم تصور میکنند بوی تند سیر باعث فرار حشرات میشود. اما آزمایشها این فرضیه را تأیید نکردند.
ابراهیم حس بویایی را از چشایی جدا کرد. او به برخی مگسها اجازه داد فقط بوی سیر را استشمام کنند، بدون اینکه آن را بچشند. این مگسها رفتار طبیعی داشتند و همچنان جفتگیری میکردند.
سپس او مگسهایی را بررسی کرد که هم بوی سیر را حس میکردند، هم آن را میچشیدند. رفتار جفتگیری در این گروه متوقف شد.
این آزمایش نکته مهمی را آشکار کرد؛ اثر سیر به چشیدن وابسته است، نه به بو.
ترکیب شیمیایی کلیدی در سیر
مرحله بعدی تحقیق روی ترکیبات شیمیایی سیر متمرکز شد. سیر حاوی مواد مختلفی است. تیم پژوهشی هر ترکیب را جدا کرد و بهصورت مستقل آزمایش نمود.
در نهایت، آنها یک مولکول مشخص را بهعنوان عامل اصلی شناسایی کردند. این ترکیب «دیآلیل دیسولفید» نام دارد. مادهای که هماکنون در محصولات غذایی و مکملها نیز استفاده میشود.
وقتی مگسها این ترکیب را میچشند، گیرندهای حسی فعال میشود. این گیرنده با نام TrpA1 شناخته میشود.
سیگنال داخلی چگونه عمل میکند؟
پس از فعال شدن TrpA1، نورونهای مرتبط با حس تلخی تحریک میشوند. این اتفاق سیگنال قدرتمندی در بدن حشره ایجاد میکند.
بدن حشره طوری واکنش نشان میدهد که انگار غذای کافی دریافت کرده است.
در همین زمان، فعالیت ژنها نیز تغییر میکند. برخی ژنهای مرتبط با احساس سیری و کاهش اشتها فعال میشوند. در نتیجه، مگس علاقه خود را به تغذیه و جفتگیری از دست میدهد.
این تغییر در مادهها شدیدتر است. حشرات ماده نقش اصلی را در تصمیمگیری برای جفتگیری دارند. زمانی که سیگنالهای داخلی آنها تغییر کند، فرایند تولیدمثل متوقف میشود.
پشهها نیز واکنش مشابهی نشان دادند
پژوهشگران آزمایشهای خود را فراتر از مگسهای میوه گسترش دادند. آنها دو گونه پشه ناقل بیماریهایی مانند تب دنگی و زیکا را بررسی کردند.
همان ترکیب شیمیایی، همان نتیجه را ایجاد کرد. وقتی پشهها دیآلیل دیسولفید را چشیدند، رفتار جفتگیری آنها بهشدت کاهش یافت.
این نتیجه اهمیت زیادی دارد. زیرا نشان میدهد ترکیبات موجود در سیر میتوانند در کنترل حشرات ناقل بیماری مؤثر باشند.
چرا زنبورها تحت تأثیر قرار نگرفتند؟
همه حشرات واکنش مشابهی نشان ندادند. زمانی که تیم تحقیقاتی زنبورها را آزمایش کرد، هیچ تغییری مشاهده نشد.
بررسیهای بیشتر دلیل این موضوع را روشن کرد. زنبورها گیرنده TrpA1 را ندارند. بدون این گیرنده، سیگنال شیمیایی نمیتواند واکنشی ایجاد کند.
این موضوع نشان میدهد مکانیسم سیر بسیار دقیق عمل میکند و فقط برخی حشرات خاص را هدف قرار میدهد.
روش جدید برای بررسی ترکیبات گیاهی
همزمان با کشف اثر سیر، پژوهشگران روشی تازه نیز معرفی کردند. آنها این روش را «فایتواسکرین» نامیدهاند.
این روش شامل آزمایش مواد گیاهی مختلف برای بررسی تأثیر آنها بر رفتار حشرات است. این سیستم ساده و کمهزینه طراحی شده و پژوهشگران میتوانند با استفاده از مواد غذایی رایج و ابزارهای ابتدایی آزمایشگاهی آن را اجرا کنند.
گیاهان هزاران ترکیب شیمیایی مختلف دارند. بسیاری از این ترکیبات تاکنون آزمایش نشدهاند. این روش راهی جدید برای کشف آنها فراهم میکند.
وقتی دانش سنتی با علم مدرن ترکیب میشود
سیر سالها در باغبانی استفاده شده است. بسیاری از افراد از اسپریهای سیر برای محافظت از محصولات کشاورزی در برابر آفات کمک میگیرند.
آنچه این تحقیق اضافه میکند، یک توضیح علمی دقیق است. پژوهشگران توانستند ترکیب مؤثر، گیرنده مرتبط، مسیر زیستی درگیر را شناسایی کنند.
این سطح از جزئیات، یک روش سنتی را به ابزاری علمی تبدیل میکند. ابزاری که میتواند به توسعه روشهای بهتر کنترل آفات کمک کند.
تاریخچه طولانی سیر در فرهنگ بشر
جان کارلسون به تاریخچه طولانی سیر نیز اشاره کرد. او توضیح داد که سیر هزاران سال کشت شده و حتی در مقبرههای مصر باستان نیز پیدا شده است.
کارلسون همچنین به یک اشاره فرهنگی جالب پرداخت. او گفت: «برام استوکر در رمان دراکولا که در سال ۱۸۹۷ منتشر شد، سیر را بهعنوان مادهای بازدارنده برای موجودات خونخوار معرفی کرده بود.»
این ایده ادبی اکنون به شکلی جالب با شواهد زیستی پیوند خورده است.
آینده کنترل آفات با ترکیبات سیر
روشهای فعلی کنترل آفات بهشدت به مواد شیمیایی مصنوعی وابسته هستند. این مواد میتوانند به گونههای غیرهدف آسیب بزنند و در طول زمان باعث ایجاد مقاومت شوند.
سیر مسیر متفاوتی ارائه میدهد. ترکیب فعال آن هماکنون در زنجیره غذایی انسان وجود دارد و برای مصرف انسانی ایمن شناخته میشود. درعینحال، این ترکیب سیستمهای خاصی در بدن حشرات را هدف میگیرد.
همین ویژگی، سیر را به گزینهای قدرتمند برای کاربردهای آینده تبدیل میکند.
پژوهشگران میتوانند بر پایه این دانش، ترکیبات جدیدی طراحی کنند که روی گیرندههای مشابه اثر بگذارند. همچنین میتوانند مواد گیاهی دیگر را با روش فایتواسکرین آزمایش کنند.
علم روزمره اهمیت دارد
این مطالعه نشان میدهد که مشاهدههای ساده روزمره میتوانند به درک عمیق علمی منجر شوند.
یک ماده رایج مانند سیر، زمانی که با دقت بررسی شد، مکانیسم پیچیدهای در زیستشناسی حشرات را آشکار کرد.
سیر فقط حشرات را فراری نمیدهد، بلکه سیگنالهای داخلی آنها را تغییر میدهد و تولیدمثل را متوقف میکند.
گاهی پاسخها درست مقابل چشمان ما قرار دارند و علم فقط به توضیح آنها کمک میکند.
این مطالعه در نشریه علمی Cell منتشر شده است.
جمعبندی
تحقیقات جدید نشان میدهد سیر با تغییر سیگنالهای عصبی حشرات، فرایند جفتگیری و تولیدمثل آنها را متوقف میکند.
اگر به تازهترین کشفهای علمی علاقه دارید، مقالات دیگر ما را هم دنبال کنید.
