Bildet viser larven til pestfagerfly.
Hvordan kan en møll oppdage en partner på én kilometers avstand? Og hvordan kan hunnen spore opp planter å legge egg i? Forskerne studerer insektenes fabelaktige sanser. Det er bra for både dem og oss. Foto: Shutterstock, NTB scanpix

Vil bekjempe skadelige insekter ved å forstå luktesansen deres

Larvene til pestfagerfly går løs på maten vår. Men de voksne bestøver planter. Så hvordan kan vi stoppe dem fra å ødelegge avlingene uten å bruke gift? Forskere i Trondheim er på saken.

I laboratoriet på Dragvoll i Trondheim har de andre ting i skapet enn flesteparten av oss. Krukkene med møll står i rader. Insektene ser jo egentlig ganske søte ut, men det norske navnet på dem mer enn antyder at de kanskje kan være litt plagsomme:

«Pestfagerfly» er ikke noe navn du gir til en venn.

Heliothinae er en underfamilie av sommerfugler med flere arter som gjør stor skade på avlinger. Pestfagerfly er blant dem. Foto: Shutterstock, NTB scanpix

På latin heter møllen Helicoverpa armigera, og tilhører en slekt som er kjent for å gjøre stor skade på avlinger. To underarter er i ferd med å dele verden mellom seg, og bare Nord-Amerika og selvsagt Antarktis er forskånet for den. Foreløpig.

Men noen er glad i denne tassen også:

– Insekter er først og fremst nyttige, sier entusiastiske professor Bente Berg ved Institutt for psykologi ved NTNU.

Hun har studert insekter og nervesystemet deres i flere tiår, og er tilsynelatende fremdeles like fascinert over dem.

Larvene ødelegger, de voksne bestøver

Samspillet mellom insekter og blomsterplanter er velkjent, og det gjelder ikke bare blomster og bier heller. Lepidoptera, som pestfagerfly tilhører, er en orden av insekter med mange tusen ulike arter av sommerfugler og nattsvermere som hjelper planter med å formere seg.

Pestfagerfly kan forsyne seg av alt fra soyabønner og tomater til ris og mais, og den går ikke av veien for å nyte litt tobakk heller. Men det gjelder bare larvene.

– De voksne møllene er pollinatorer, sier Berg.

Altså insekter som hjelper til med å bestøve blomster.

Så hvordan skal vi gjøre skaden minst mulig og nytten størst mulig? Ved å lære mer om hvordan insekthjernen virker.

Stor er den ikke, men larvene til pestfagerfly gjør skade for milliarder. Foto: Steinar Brandslet, NTNU

Kan bli alternativ til gift

– Vi vil forstå hvordan insekthjernen koder luktinformasjon. Ved å få kunnskap om hvordan hjernen fungerer, kan vi kanskje bruke insektenes egne signaler for å kontrollere dem, sier Berg.

Akkurat denne forskningen er støttet av Norges forskningsråd (NFR). Gruppen på Dragvoll samarbeider med grupper i Beijing og Zhengzhou i Kina, der møllen blant annet er et problem for de viktige risavlingene.

Siden møllen kan gjøre så stor skade, er det interessant å forstå hvordan den orienterer seg. Om vi forstår hvordan møllen finner frem til vertsplantene, kan vi kanskje også finne måter å beskytte avlingene på gjennom å påvirke atferden dens.

Kanskje kan forskningen bidra til mindre bruk av gift i landbruket, som det fremdeles går enorme mengder av. Selv beryktede DDT brukes ennå i store deler av verden.

Men det er langt frem til vi kan kontrollere insektene. Foreløpig er dette grunnforskning.

Pestfagerfly, hann og hunn. I blant annet Kina er den et stort problem.

Eldgammel sans

– Luktesansen er den eldste sansen vi har. Den er eldgammel, sier professor Berg.

Lukt kan blant annet være viktig for å etablere minner. Hvilken lukt får deg til å tenke på jul eller bestemor eller et sted der du lekte som barn?

Luktesystemet er særegent i forhold til andre sansesystemer vi mennesker bruker. For det første er duftstimuli små, lettflyktige molekyler, ofte produsert av livet selv.

– I motsetning til syns- og hørselsstimuli, som kan plottes langs en akse på bakgrunn av bølgelengde, kjennetegnes luktstimuli ved at de er anatomisk atskilte strukturer som ikke lar seg ordne i et fornuftig skjema, sier Berg.

For det andre har lukt en mer direkte rute inn til de delene av hjernen som fortolker inntrykkene enn andre sanser. Luktinntrykk behandles i stor grad i utviklingsmessig gamle hjerneområder.

Eget organ for CO2

Mange insekter har også en ekstra sans som vi mennesker mangler. Denne kan ligne på luktesansen, men registrerer bare svingninger i eksternt CO2-nivå.

– Hjernene deres er så små, og likevel så avanserte, sier en imponert professor Berg.

På engelsk heter denne CO2-detektoren «labial pit organ» eller LPO. På norsk heter den ingen verdens ting, for så få nordmenn vet om og snakker om organet at det ennå ikke har fått noe eget navn.

Her ligger LPO, et eget organ for å registrere CO2-nivåer. Illustrasjon: Cell Tissue and Research

Mygg kan også detektere CO2, og bruker dette til å finne folk og andre dyr som de kan suge blod fra, siden vi puster ut CO2. Men sommerfugler og møll driver ikke med den slags. De bruker sansen for å finne frem til blomster som nettopp har åpnet seg, og som inneholder nektar.

Kan dette organet også spille en vesentlig rolle når nattsvermerhunnen finner egnede planter for å legge egg på?

Forskerne har blant annet identifisert områder i hjernen som utelukkende fortolker inntrykk fra LPO-organet, og andre områder som er involvert i behandling av henholdsvis planteduftsignaler og feromoner. Illustrasjon: Frontiers in Physiology

Kartla nervebanene i hjernen

I en fersk artikkel har forskerne på Dragvoll kartlagt, i detalj, banen i insekthjernen som fører nervesignaler fra LPO-organet inn til hjernen.

– Vi gjorde dette ved å plassere et fargestoff inn i LPO-organet. Veien dette fargestoffet tar i insekthjernen, kan vi se ved hjelp av et spesielt mikroskop, sier førsteforfatter Pramod KC, som utførte hoveddelen av det eksperimentelle arbeidet.

Pramod Kc. Foto: NTNU

For å gjøre dette kreves kunnskap, spesialutstyr og noen helt spesielle evner. Ni mennesker er tilknyttet Kjemosensorisk laboratorium, og Berg skryter av dem alle. Ikke hvem som helst kommer hit. Spesielt interesserte og engasjerte studenter og forskere jobber her.

Forskerne tar først vekk det ytre eksoskjelettet. Dette er ikke noe arbeid for utålmodige folk med skjelvende hender.

Men deretter er det fri bane inn til hjernen. Ved hjelp av fargestoffet kan de synliggjøre ulike nervebaner, inkludert de som er involvert i overføringen av signaler fra LPO-organet.

Bente Gunnveig Berg. Foto: NTNU

Forskerne har blant annet identifisert områder i hjernen som utelukkende fortolker inntrykk fra LPO-organet, og andre områder som er involvert i behandling av henholdsvis planteduftsignaler og feromoner.

Dette har altså vakt såpass oppsikt at arbeidet er publisert i Frontiers in Physiology, verdens mest siterte fysiologijournal.

Viktig for insektenes overlevelse

Dermed vet vi enda litt mer om hvordan insekthjernen fungerer, og er enda et lite skritt nærmere alternative måter å behandle insekter på enn ved å forgifte dem.

Verden har antakelig mellom seks og ti millioner insektarter. De skadelige insektene utgjør færre enn 1 prosent av artene. Plantegifter dreper imidlertid mange arter, inkludert svært viktige pollinatorer.

Insekter spiller en vesentlig rolle i alle økologiske systemer på landjorda. I en verden der antall insekter synker dramatisk er mer kunnskap om alternativ til gift viktig for insektenes overlevelse, og dermed antakelig viktig for vår egen overlevelse.

Kilde: Frontiers in Physiology. Revisiting the Labial Pit Organ Pathway in the Noctuid Moth, Helicoverpa armigera. Pramod KC, Xi Chu, Pål Kvello, Xin-Cheng Zhao, Gui-Rong Wang og Bente Gunnveig Berg. Front. Physiol., 17 March 2020. https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00202