Kontakta författare

Vad har termiter och malbollar gemensamt?

Formosanterminer kanske inte oroar sig för mullhål i sina tröjor, men de är de första insekterna som upptäcktes för att rena sina bon med naftalen. Forskare har upptäckt att termiter, liksom Formosan underjordiska termit ( Coptotermes formosanus ), producerar naftalen - ett kolväte - som de tydligen använder som ett försvar mot naturliga fiender, såsom myror.

Människor använder föreningen för att befria mänskliga bon av mattbaggar och klädmöss och för att avvisa inkräktare som fladdermöss och starar. Det har också antiseptiska egenskaper. Men naftalen verkar inte stör Formosan-termiter, säger stadsantomolog Gregg Henderson, doktorsexamen, och hans postdoktoriska forskare Jian Chen från Louisiana State University Agricultural Centre i Baton Rouge. De introducerar faktiskt kemikalien när de bygger sina bon. Och forskarna inom jordbrukscentret har utvecklat en metod för att använda dessa unika gaser för att indikera förekomsten av termiter.

En termitbo är ett slutet system som skyddar termiterna i ett mikroklimat som är kontrollerat och skiljer sig från det i omgivningen, säger Henderson. Som en markboende varelse, konstaterar Henderson, möter termiterna många motståndare som myror, svamp, bakterier och nematoder. Han tror att rökning av boet med naftalen och andra flyktiga föreningar kan spela en viktig roll för att hämma mikroorganismer och ryggradslösa invaderare i boet.

Henderson och hans postdoktoriska forskare Jian Chen fann denna ovanliga kemikalie i termitboet som samlats in från kolonier som angripit hus och träd i New Orleans och Lake Charles, La. Men källan till naftalen förblir ett mysterium. Även om Henderson medger att det kan vara möjligt för vissa djur att göra naftalen, påpekar han att det inte finns några direkta bevis för att naftalen görs av något djur eller mikroorganism. Eftersom termiter använder jord, masticerat trä och excrement för att göra sina bon, är en möjlig källa i den bearbetade maten av termiterna eller jorden, spekulerar Henderson. Ett annat möjligt ursprung, säger han, är att mikrober tillverkar naftalen genom att verka på material i termitboet, tarmen eller på maten.

Jian Chen från Louisiana State University och kollegor upptäckte att termiterna införlivar naftalen i sina underjordiska bon, som de bygger genom att cementera ihop jord och masticerat trä med deras saliv och excrement. I varje kil häckmaterial fanns det mellan 50 och 200 mikrogram naftalen.

Vid dessa koncentrationer demonstrerade forskarna att Red Fire Ants ( Solenopsis invicta ), en av termiterna huvudsakliga rovdjur, blev förlamade och att svamptillväxt hämmas, men även vid dessa koncentrationsnivåer hade gasen ingen synlig effekt på termiterna.

Eftersom en rökande naftalen är idealisk för termitbor, förångas lätt för att genomsyra det komplexa tunnelsystemet. Men naftalen kanske inte begränsas till försvar. Forskarna visade också att soldattermer följer spår av utspädd naftalen, vilket indikerar en möjlig användning i samordningen av kolonibeteende.

Närvaron av naftalen i C. formosanus bon är ganska anmärkningsvärt. Tjära, kol, petroleum och produkterna från partiell förbränning av organiskt material ansågs en gång vara de enda källorna till naftalen i naturen. Dessa termitboar förenar sig nu med magnoliablommor och pannan på hankönshud ( Odocoileus virginianus ) som ovanliga platser för att hitta naftalen. Exakt hur termiterna erhåller naftalen, eller om de tillverkar det själva, är okänt.

referenser

Chen, J., Henderson, G., Grimm, CC, Lloyd, SW & Laine, RA, 1998. Termiter berövar sina bon med naftalen. Natur 392: 558--559.

Forskare utvecklar system för detektering av termiter som kan hålla svar på kampen mot Formosan-termiter

En dag kan ett typiskt hem inkludera en termitdetektor förutom de vanliga rökdetektorerna och kolmonoxiddetektorerna. Och den dagen skulle kunna bli snart - när ett nytt termitdetekteringssystem utvecklat av Louisiana State University Agricultural Center i Baton Rouge är perfekt och på marknaden.

En produkt av de kombinerade ansträngningarna från Dr. Gregg Henderson och Dr. Jian Chen från jordbrukscentrets avdelning för entomologi och Dr. Roger Laine vid dess avdelning för biokemi, har systemet potential att spara husägare miljoner dollar per år genom tidig upptäckt av de ätande skadedjuren.

"De flesta termitinspektioner börjar med en tekniker på vinden eller i källaren med en ficklampa och en skruvmejsel eller kniv, som tittar på takbjälkar och golvbjälkar och letar efter skador orsakade av termiter, " säger Henderson. "Vid den tiden kan mycket skada ha gjorts."

De har upptäckt att termiter producerar naftalen - ett kolväte som de tydligen använder som ett försvar mot naturliga fiender, såsom myror. Och forskarna utvecklade en metod för att använda dessa unika gaser för att indikera förekomsten av termiter.

Detektionssystemet, som har ett pågående patent, prover luften i byggnadens väggar och analyserar dess sammansättning. Om systemet identifierar kemikalier som är förknippade med termiter finns det en stark möjlighet att insekterna är där, säger experterna. En husägares oförmåga att upptäcka förekomsten av termiter innan deras aktiviteter märks är ett stort hinder för tidig termitkontroll.

"Det är vår svagaste länk i kampen mot termiter, " säger Henderson. "För närvarande hittas termiter genom indirekta metoder efter att de redan har gjort betydande skador."

Ett historiskt 150 år gammalt bomullslager vid floden vid New Orleans nära Garden District är platsen för ett fullskaligt fälttest av ett nytt patenterat betesystem som har löfte om att kontrollera fruktade Formosan underjordiska termiter.

Dr. Gregg Henderson och Dr. Jian Chen utvecklade betesystemet som lockar termiter till en matningskammare och lockar dem sedan till en andra kammare som innehåller toxin-snört material, som inkräktarna bär tillbaka till deras bo för att döda hela kolonin.

Apparaten är utvecklad med medel från LSU Ag Center och är tillverkad av en plastcylinder som är ungefär 8 tum lång och 4 tum i diameter. Det är uppdelat i två kamrar av en vägg med ett litet hål i mitten. Den första kammaren innehåller en liten mängd kartong som en introducerande matkälla för insekterna och en pappersplugg som initialt håller termiter från det andra avsnittet, förklarar Henderson.

Eftersom de inte vet hur lätt en termitkoloni skulle hitta dem på egen hand, "förkonditionerade" forskarna betesstationerna genom att placera termiter i de icke-toxiska avsnitten innan de satte dem ut. Hendersons besättning placerade cirka 30 av enheterna runt om i lagret nära de lera-muromgärdade skyddsrören som de riktade termiterna bygger och använder för resor mellan deras koloni och matkällor.

"Att lägga apparaten nära ett skyddsled är enklare än att försöka hitta den verkliga koloniplatsen, som kan ligga djupt under marken eller, i fallet med Formosan-termiter, gömd bakom byggnadsväggar, " säger entomologen. Efter att dessa introducerade termiter matas på kartongen, bör de våga sig i närliggande skyddsrör och lägga ner stigar som termiter i den riktade kolonin kommer att följa tillbaka till betet.

Leden som leder in i betstationen är också viktig.

"Termiter gör och följer kemiska spår till och från sina bon för att hitta tillbaka igen, " säger Henderson. "Vi hoppas att vi kan dra nytta av det för att locka dem till giftämnet."

Så småningom kommer termiterna att konsumera kartongen och sedan kontakten mellan de två kamrarna i betesystemet och öppna upp den andra sidan som innehåller det insektsmedel-snörda betet.

"Vi använder två kammare för att säkerställa att termiterna blästrar en spår till kolonin och tillbaka igen innan de konsumerar giftigheten", förklarar Henderson. Termiterna som äter det bekämpningsmedel-snörda papperet tar tillbaka kemikalien och matar andra. Så småningom kommer de alla att dö när giftigheten sprids över hela kolonin.

"Giftigheten är en kitinhämmare som påverkar smältprocessen av termiterna, men det skadar inte människor eftersom vi inte har kitin och inte heller smälter", säger Henderson. "Pappersbetet tillverkas och tillhandahålls av Ensystex, det nyaste betet på marknaden."

Termit betar är långsamverkande och kan ta cirka sex månader för att effektivt eliminera ett problem, säger Henderson. En cellulosahaltig monitor kan användas för att mäta konsumtion och termitaktivitet och utvärdera kontroll. Inom sex månader från början av New Orleans-studien räknar Henderson med att visa betydande kontroll.

En termitkoloni kan ha en befolkning från 500 000 till så mycket som 10 miljoner, förklarar han. En fjärdedel miljon termiter kan dödas med så lite som 0, 01 gram aktiv ingrediens när den tillhandahålls i en betesformulering. "Vi kan inte verkligen bevisa eliminering av termiter, bara bristen på aktivitet, " säger Henderson, "vi kanske aldrig kan eliminera en koloni, bara slå tillbaka den och kontrollera den så att den inte orsakar problem."

Om Formosan Termites

Formosan termiter är de mest aggressiva och destruktiva virkesskyddarna i USA. Det är en importerad art, infödd till Kina. Den kan utveckla enorma bon som innehåller miljontals termiter aggressivt och obevekligt söker och äter strukturella timmer, verktygsstänger och andra timmerstrukturer, inklusive fartyg och pråmar. Infestation kan förekomma hos levande träd, som ek, cypress, tall och lönn. De orsakar ofta strömavbrott genom att tugga genom elektriska kablar. En termit att frukta - det är känt att orsaka stora strukturella träskador på hus och byggnader inom några månader.

Den underjordiska termiten Formosan (Coptotermes formosanus) har nu blivit etablerad i Florida och andra södra stater. Minst en koloni har hittats i Kalifornien (1995). Formosantermiter är en allvarlig virkesskada på Hawaii och kustregioner i Texas, Florida, Louisiana, Mississippi, Alabama, Tennessee, Georgien, South Carolina och södra Kalifornien samt inlandsstäder. Formosan-termiten finns sällan norr om 35 N latitud. De har rapporterats från 11 stater inklusive: Alabama, Kalifornien, Florida, Georgien, Hawaii, Louisiana, Mississippi, North Carolina, South Carolina, Tennessee och Texas. Deras distribution kommer antagligen att fortsätta att begränsas till södra områden eftersom deras ägg inte kommer att kläckas under cirka 20 C (68 F).

Formosan termiter svärmar i stort antal under våren eller sommaren; vanligtvis efter en varm regnig dag. De föredrar att svärma i tider med hög luftfuktighet på kvällstimmarna från skymning till midnatt. Svärmarna lockas till ljus och är ungefär 1/25 '' inklusive vingar. Deras kroppsfärg är svagt gulbrun. En fontanelle (frontala körtelporer) finns. Svärmarna har fyra vingar av samma storlek med mörka hårda vener i den främre delen av främre vingen. Vingarna är en genomskinlig, något mjölkaktig färg och täckt med små hårstrån.

Soldatets pansarhuvud är avrundat avsmalnande mot framsidan. En fontanelle (frontkörtelpor) finns på soldatens panna. De har stora mandibler relativt kroppen, som är platt och smalare än huvudet. När Formosan-soldatens termit störs kan den släppa ut ett vitt klibbigt latexämne från sin fontanelle - en defensiv åtgärd för att fånga sina fiender, främst myror.

Formosan termiter äter främst våren av mottagliga timmer, oftast lämnar sommaren träpartier. Timbers som är infekterade av Formosan-termiter har vanligtvis skiktade sektioner packade med fuktig jord i områden med hög aktivitet. Formosantermiter är underjordiska termiter som vanligtvis lever i marken och ett stort moget bo kommer periodvis att avge svärmare i stort antal över ett brett område för att hitta en kompis från en annan koloniräka för att starta en ny koloni.

En lämplig plats för häckning bör ge en konstant fuktkälla och en lätt tillgänglig timmermatkälla i närheten. Det krävs flera år innan termitkolonin når den typiskt mogna storleken, som kan innehålla miljontals termiter som söker efter timmermatkällor inom en radie på 400 fot, aktivt matar på träd och fristående stolpar samt byggnader och andra timmerstrukturer.

Kolonitorn av Formosan-termiter är vanligtvis belägna i marken under frostlinjen, men ovanför vattentabellen. De konstruerar vanligtvis lera gallerier eller "skydd rör" över hårda föremål för att få tillgång till timmer matkällor. Formosan-termiter söker ständigt efter nya matkällor. De är kända för att komma in i byggnader genom sprickor i betonggolv eller för att resa under parkettgolv eller kakelgolv genom mellanrum som är mindre än 1/16 "breda. Utrymmet mellan grunden och den första murbrukfogen är ofta tillräckligt med utrymme för termiter att komma in i ett hem .

Formosan termiter kan etablera sekundära kolonier i mycket fuktigt trä av övre berättelser av byggnader (till och med flera våningar över marken) och behöver inte jordkontakt om det finns en nästan konstant fuktkälla. Där fuktighet regelbundet samlas in i väggen eller andra håligheter i en byggnad, till exempel från felaktig VVS eller trasiga takpannor, kan Formosan-termiten utveckla ett dotterbolag som inte behöver kontakt med marken för att säkerställa dess överlevnad. Detta är särskilt vanligt i områden med hög luftfuktighet där träfuktighet är över genomsnittet. På grund av dess storlek och aggressiva foderbeteende gör en koloni av Formosan-termiter större skador än enstaka kolonier av andra amerikanska underjordiska arter och kan orsaka betydande strukturella skador på ett hem inom 6 månader.

Studie av termitbakterier kan hjälpa till att förstå växthusgas

De flesta människor skulle hellre få se ätande termiter helt utrotade. Emellertid kan dessa insekts matsmältningsprocesser, som bevisar så irriterande för husägare, ge insikt i varför vissa djur producerar mer växthusgaser än andra, säger en University of Iowa forskare.

Jared Leadbetter, Ph.D., en UD-postdoktorell medarbetare inom mikrobiologi, har byggt på tidigare studier som visade att träfoderterminer smälter sin fiberrika mat på ett mycket produktivt sätt och följaktligen avger mindre metan i atmosfären än väntat.

Metan är en potent växthusgas och en viktig bidragsgivare till den globala uppvärmningen, enligt US Environmental Protection Agency (EPA). I jämförelse med termiter är nötkreatur, som också har en kost rik på fiber, mindre effektiva. Så mycket som 20 procent av energin i gräset som kor tuggar sänds senare ut i atmosfären som metan. Forskare förstår inte vilka faktorer som leder till dessa två mycket olika resultat.

Att lära sig mer om termiter kan leda till förbättringar i nötkreatursnäring och minskningar av deras metanutsläpp, sade Leadbetter. Som bidragsgivare till den globala uppvärmningen är metan näst efter koldioxid enligt EPA. Under de senaste 200 åren har metankoncentrationerna mer än fördubblats, till stor del på grund av människors relaterade aktiviteter. Boskap är en av de största metankällorna från mänsklig verksamhet. De ungefär 100 miljoner nötkreatur i USA producerar cirka sex miljoner ton metan i atmosfären årligen, fann EPA.

I artikeln som visas i Science undersökte Leadbetter och hans kollegor bakterier kända som spirocheter som finns i termiterna. Leadbetter och hans kollegor genomförde forskningen vid Michigan State University, där Leadbetter fortsatte sina doktorander och postdoktorsstudier. Leadbetter kom till UI i juni 1998. Forskarna fann att dessa spiroketer konsumerar väte, en viktig mellanprodukt som producerats under matsmältningen av växtfiber. Spiroketerna närar termiterna genom att omvandla väte till acetat - en utmärkt matkälla för både termiter och kor.

Hos kor är spiroketerna uppenbarligen frånvarande eller oförmögna att omvandla vätet till acetat eftersom sådant väte omvandlas till metan. "Jämförelse dem munfullt med munfullt är termiten effektivare än ko", sa Leadbetter. "Dessa spirocheter hjälper till att förklara detta. Genom att bedriva grundläggande vetenskap har vi lärt oss saker om termiten som kan ha produktiva applikationer längs vägen.

Till exempel kan andra forskare stimuleras av våra resultat för att hitta nya sätt att förbättra nötkreaturen hos nötkreatur. "Leadbetter konstaterade också att spiroketernas fördelaktiga roll i termiter står i kontrast till andra spirocheters ökända roller som" bakterier "som orsakar syfilis och Lyme Genom att utföra studier på olika ämnen som termit tarmen, hoppas forskare att fortsätta upptäcka nya mikrober som utför tidigare tidigare uppskattade, men gynnsamma roller i naturen.