ยาฆ่าแมลงราคาไม่แพงของ Aseel Rawashdeh ฆ่าสายพันธุ์ที่แพร่ระบาดและให้ประโยชน์
ถ้วยกระดาษเล็กๆ ที่เต็มไปด้วยน้ำและตัวอ่อนของยุงที่ลอยอยู่ในห้องนอนของ Aseel Rawashdeh เป็นเวลาหลายเดือนขณะที่เธอเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงของพฤติกรรมและโครงสร้างของแมลงวัยเยาว์ เด็กอายุ 17 ปีกำลังทำการทดลอง: ส่วนผสมของยีสต์ขนมปังและน้ำมันหอมระเหยที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมของเธอจะฆ่าตัวอ่อนที่เลื้อยได้หรือไม่?
นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ซึ่งปัจจุบันเป็นรุ่นพี่ที่ LC Anderson High School ในเมืองออสติน รัฐเท็กซัส ได้ทำการวิจัยที่จำเป็นเพื่อสร้างสมมติฐานอย่างมีข้อมูล หากทุกอย่างเป็นไปตามแผนยุง สายพันธุ์ Aedesที่รู้จักกันในการแพร่เชื้อไข้เหลือง ไข้เลือดออก และไวรัสอื่น ๆ จะตายหลังจากย่อยยาฆ่าแมลงที่ทำเอง ขณะที่ยุงที่เป็นประโยชน์เช่นToxorhynchites rutilusซึ่งกิน ตัวอ่อนของ Aedesและแมลงอื่นๆ จะได้รับการไว้ชีวิต
ยาฆ่าแมลงที่มุ่งเป้าไปที่ยุงที่แพร่กระจายโรคแต่ไม่ใช่สายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์คือนักกีฏวิทยาที่สมดุลที่ละเอียดอ่อนได้ใช้เวลาหลายทศวรรษในการพยายามทำความเข้าใจ
Anita Schiller ผู้อำนวยการ Harris County Precinct 4 Biological Control Initiative (HCP4-BCI) อธิบายว่า “ไม่มีตัวแทนหรือกระสุนเงินเพียงตัวเดียวที่จะกำจัดพวกมันทั้งหมด นั่นคือเหตุผลที่เราตรวจสอบเครื่องมือต่างๆ เพื่อช่วยเราต่อต้านพวกมัน” ฮูสตัน, เท็กซัส ชิลเลอร์และทีมงานของเธอทำงานในการวิจัยและพัฒนาสารควบคุมทางชีวภาพหลายตัวที่ต่อต้านยุงได้อย่างมีประสิทธิภาพแต่จะไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม “ในโลกที่ใช้งานได้จริง คุณต้องรู้จักศัตรูของคุณก่อนที่จะลดหรือกำจัดพวกมันอย่างมีประสิทธิภาพ และนั่นคือจุดที่รายละเอียด วัชพืช อยู่ในการควบคุมยุง” ชิลเลอร์อธิบาย “คุณต้องรู้ชีววิทยาของเป้าหมายของคุณจริงๆ”
ในแต่ละ ปีทั่วโลก มีผู้เสียชีวิตจากโรคที่มียุงเป็นพาหะ เช่น เวสต์ไนล์ ไข้เลือดออก ซิกา ไข้เหลือง มาลาเรีย และโรคเท้าช้าง ด้วยการกำหนดเป้าหมายตัวอ่อนของยุงก่อนที่พวกมันจะเติบโตเป็นดักแด้และเติบโตเป็นผู้ใหญ่ที่บินได้ Rawashdeh ต้องการป้องกันการแพร่ของโรคที่มียุงเป็นพาหะที่ต้นทาง
หลังจากที่ราวัชเดห์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับผลกระทบทางเศรษฐกิจสังคมและการเมืองที่โรคที่เกิดจากยุงมีต่อกลุ่มคนชายขอบทั่วโลกผ่านทีมอภิปรายของเธอที่โรงเรียน เธอเริ่มทบทวนวรรณกรรมในหัวข้อนี้อย่างละเอียด “มันเกือบจะเหมือนปริศนา” เธอกล่าว “ฉันมีความคิดว่าจะมีส่วนร่วมกับการแก้ปัญหาปัจจุบันอย่างไร แต่กลับกลายเป็นคำถามว่าฉันจะไปถึงจุดนั้นได้อย่างไร ฉันจะไปให้ถึงเป้าหมายนั้นได้อย่างไร”
ในงานวิจัยของเธอ Rawashdeh พบผลการศึกษาปี 2014 ที่ตีพิมพ์ในPLOS Oneเกี่ยวกับวิธีที่นักกีฏวิทยาที่มหาวิทยาลัยรัฐหลุยเซียน่าสร้างเหยื่อโดยใช้ยีสต์ เหยื่อจะฆ่าโปรโตซัวที่ย่อยเซลลูโลสในลำไส้ของปลวก ทำให้ปลวกตายได้ “นี่เป็นครั้งแรกที่ยีสต์แคปซูลถูกใช้สำหรับยาฆ่าแมลง และฉันก็ถูกสูบฉีด อย่างเช่น ถ้าฉันสามารถนำสิ่งนี้ไปใช้กับอย่างอื่นได้ล่ะ จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันสามารถนำไปใช้กับตัวอ่อนของยุงได้” Rawasdeh พุ่งออกมาขณะอธิบายงานวิจัยของเธอ เนื่องจากยุงบางตัวในป่ากินยีสต์อยู่แล้ว เธอจึงคิดว่าการซ่อนยาฆ่าแมลงอย่างน้ำมันหอมระเหยไว้ในยีสต์นั้น สามารถกำหนดเป้าหมายเฉพาะสายพันธุ์ได้
Rawashdeh รู้จากการอ่านของเธอว่าน้ำมันหอมระเหยสามารถทำหน้าที่เป็นตัวอ่อนได้ การเติมสารห่อหุ้มของยีสต์ทำให้น้ำมันมีประสิทธิภาพมากกว่าการเติมน้ำด้วยตัวอ่อนของยุงเอง
“เราทราบดีว่าน้ำมันหอมระเหยเหล่านี้จะฆ่ายุงได้ แต่เราสามารถขจัดผลกระทบของเป้าหมายโดยเน้นที่ยุงและทำให้พวกเขากินน้ำมันหอมระเหยได้หรือไม่ ยุงส่วนใหญ่โดยเฉพาะผู้ที่เป็นปัญหาด้านสาธารณสุขจะกินยีสต์และสาหร่าย เรื่องในน้ำเป็นเยาวชน” ชิลเลอร์กล่าว
การทดลองของ Rawashdeh นั้นแปลกใหม่ในวิธีการห่อหุ้มน้ำมันหอมระเหยให้เป็นยีสต์ เพื่อที่ยุงลาย ที่แพร่โรค จะกินเข้าไป ในขณะที่สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในสิ่งแวดล้อมจะไม่กินเข้าไป
บทความที่ตีพิมพ์ในPlant Metabolism and Chemodiversityในปี 2564 พบว่าการใช้น้ำมันหอมระเหยที่ได้จากพืชสายพันธุ์Piper เป็นยาฆ่าแมลงมีประสิทธิภาพในการกำหนดเป้าหมาย ยุง Aedesที่มีความทนทานต่อไพรีทรอยด์ ไพรีทรอยด์เป็นยาฆ่าแมลงชนิดหนึ่งที่ใช้ควบคุมยุงตัวเต็มวัย อย่างไรก็ตาม น้ำมันหอมระเหยจะห่อหุ้มสารประกอบหลายชนิด และไม่ทราบว่าสารประกอบใดในน้ำมันที่ก่อให้เกิดการตายในตัวอ่อน
“น้ำมันหอมระเหยอาจเป็นพิษต่อแมลงได้” ลินด์เซย์ แบ็กซ์เตอร์ นักกีฏวิทยาที่เชี่ยวชาญด้านโรคที่เกิดจากพาหะนำโรคจากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ กล่าว “พวกมันเป็นสารสกัดโดยตรงจากพืชที่มีโมเลกุลแอคทีฟทุกประเภทที่สามารถปกป้องพืชจากเชื้อราหรือแบคทีเรีย หรือสัตว์กินเนื้ออย่างสัตว์กินเนื้อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เราไม่รู้เหมือนกันว่าทำไม”
ทันทีที่ราวัชเดห์ยืนยันว่าการห่อหุ้มด้วยยีสต์สามารถทำงานร่วมกับน้ำมันหอมระเหยได้ เธอก็เริ่มติดต่อไปยังมหาวิทยาลัยต่างๆ ทั่วประเทศเพื่อขอรับไข่ยุงหลายแบบเพื่อใช้ในการทดลองของเธอ ในฤดูร้อนปี 2020 เธอได้รับไข่จากสายพันธุ์ร็อคกี้เฟลเลอร์ของAedes aegyptiจากห้องทดลองกีฏวิทยาของ Michael A. Riehle ที่มหาวิทยาลัยแอริโซนา หลังจากส่งอีเมลนับไม่ถ้วนทั่วประเทศ Rawashdeh พบว่า Schiller หนึ่งในนักวิจัยไม่กี่คนในสหรัฐอเมริกาที่ทำงานอย่างใกล้ชิดกับToxorhynchites rutilusหรือนักฆ่ายุง ยุงเหล่านี้ถูกขนานนามว่า “นักฆ่ายุง” เพราะพวกมันกินยุงสายพันธุ์อื่นในตู้คอนเทนเนอร์ อย่างตะกละตะกลามในช่วงวัยหนุ่มสาวของพวกเขา เมื่อนักฆ่ายุงเติบโตเป็นผู้ใหญ่ที่บินได้ พวกมันจะกินเฉพาะดอกไม้และไม่ต้องการเลือดป่น ชิลเลอร์ได้ทำงานเพื่อปลดปล่อยนักฆ่ายุงเพื่อช่วยควบคุมยุงที่เพาะพันธุ์ในตู้คอนเทนเนอร์อื่นๆ ที่กัดและกินเลือดจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในแฮร์ริสเคาน์ตี้
ราวาสเดห์ทำการทดสอบทางชีวภาพเมื่อวางไข่ยุงไว้ในห้องนอน โดยทำการทดสอบทางชีวภาพในห้องนอนของเธอ เพื่อดูว่ายาฆ่าแมลงที่เธอเตรียมไว้ในห้องแล็บ และอุปกรณ์ที่เธอเช่าจากมหาวิทยาลัยเทกซัส-ออสติน และมหาวิทยาลัยเท็กซัสเอแอนด์เอ็ม จะทำงานเพื่อฆ่ายุงลาย Rawashdeh ใช้ปิเปตขนาดเล็กทีละตัวเพื่อย้ายตัวอ่อนลงในถ้วยกระดาษ
ในการทำยาฆ่าแมลงแบบโฮมเมด ราวัชเดห์ผสมน้ำมันหอมระเหยกับยีสต์และน้ำ แล้ววางสื่อลงในตู้ฟักไข่แบบเขย่า ปล่อยให้แช่ไว้ 10 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส Rawashdeh กล่าวว่า “ฉันทดสอบน้ำมันหอมระเหยที่ถูกที่สุด เช่น เปปเปอร์มินต์ ยูคาลิปตัส ส้ม และกระเทียมเป็นส่วนใหญ่ สิ่งเหล่านี้เป็นน้ำมันที่พบได้บ่อยที่สุดและได้รับรายงานว่ามีฤทธิ์ในการฆ่าตัวอ่อนในวรรณคดี” Rawashdeh กล่าว ขณะที่ทดสอบสะระแหน่และยูคาลิปตัส Rawashdeh พบว่าในการทดลองเบื้องต้นว่าน้ำมันเหล่านี้ใช้ไม่ได้ผลเช่นเดียวกับน้ำมันอบเชย ส้ม และกระเทียม
Rawashdeh ทดสอบตัวอ่อนในชุดควบคุม—ด้วยน้ำมันหอมระเหยเพียงอย่างเดียว กับยีสต์เพียงอย่างเดียว และกับแบคทีเรียBacillus thuringiensis subspecies israelensis (Bti) Bti เป็นยาฆ่าแมลงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอีกชนิดหนึ่ง สำหรับการทดลองของเธอ เธอโรยยาฆ่าแมลงที่เป็นแป้งลงในถ้วยที่มีตัวอ่อนยุงลาย
