解決策
1990年代までに、東アフリカの小規模農家のトウモロコシ地帯は主食を二重に失いつつあった。茎虫の幼虫はトウモロコシの茎を掘り進み、絶対寄生植物であるStriga hermonthicaは作物の根に付着して数日以内に毒を与える。貧しい農家には殺虫剤を買う余裕がなく、数十年にわたる育種と散布は彼らの畑に届いていなかった。国際昆虫生理生態学センター(ICIPE)とローザムステッド研究所は別の問いを立てた。蛾をどう殺すかではなく、トウモロコシ畑を蛾が行きたがらない場所にするにはどうすればよいか、という問いである。
研究チームは害虫の寄主探索の暗号を読み解いた。雌の茎虫は揮発性物質の混合物によって寄主を見つけるため、Zeyaur KhanとJohn Pickettの研究グループは、作物を誤読しようのないシグナルで囲った。蛾には嫌悪感を与えるがCotesia属のハチには魅力的な臭いを放つ間作としてのモラセスグラス(後にシルバーリーフデスモディウム)、そして産卵を誘引する点でトウモロコシを凌駕するネピアグラスの境界。この罠は致命的である。ネピアグラスの樹液が幼虫を粘らせ、15日以内に80%以上を殺す。デスモディウム区画ではStrigaがほとんど発生しなかった。その根の滲出物が寄生植物の自殺発芽を誘発するのである。
経済性が実際の普及を担った。すべての投入資材は種子であり、瓶ではない。デスモディウムは窒素を固定し、両方のコンパニオンプラントは高価値の乳牛用飼料であるため、「害虫防除」が自ら費用を賄う。採用は2013年までに55,000以上の小規模農家世帯に達し、年間約30%の成長を続け、2020年までに100万世帯という目標が掲げられた。乾燥に強い第二世代は、より乾燥した地域で収量を再びほぼ倍増させた。
達成したこと
1つの植物で蛾を撃退し、別の植物で蛾を捕らえて殺す
蛾自身の寄主探索化学を利用しており、毒殺するのではないため、耐性のいたちごっこがなく、農家が買い直さなければならない投入資材もない。
トラップ作物は害虫の最も強い選好を死刑判決に変える。ネピアグラスはトウモロコシよりも多く産卵を誘引し、その粘着性の樹液が幼虫を殺す。
偶然のStriga効果は畑で気づかれ、化学的手法で追究され、同じ植物によって解決される第二の問題を加えた。
コンパニオンプラントは窒素、有機物、乳牛用飼料という価値を返すため、この技術は補助金ではなく農場の経済性によって広がる。
応用できること
害虫が直接攻撃に抵抗するときは、その害虫自身のナビゲーション信号にてこの原理を探せ。設計された生息環境は、利用者が買えない化学薬品に勝ることができ、1つの植物が複数の問題を同時に解決できる。
その後
プッシュプル法はケニア、ウガンダ、タンザニア、エチオピアに広がり、2016年のツマジロクサヨトウ侵入後に適応された。第三世代は乾燥に対応するためDesmodium incanumとBrachiaria Mulato IIを組み合わせる。メカニズムは改良され続けた。ベルンとICIPEによる2025年のeLife研究は、デスモディウムの揮発性物質が蛾を単に撃退するのではなく妨害して殺すことを見出した。畑での結果は維持されつつ、正確なシグナル生物学はまだ解明途上にある。
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出典
- Achieving food security for one million sub-Saharan African poor through push–pull innovation by 2020 Philosophical Transactions of the Royal Society B · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- Desmodium volatiles in 'push-pull' cropping systems and protection against the fall armyworm, Spodoptera frugiperda eLife · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- Intercropping Increases Parasitism of Pests Nature · doi.org