دیاپوز حشرات: راز بقا در شرایط سخت | انواع، عوامل و مثال‌ها
دیاپوز، دوره‌ای از توقف یا تعلیق رشد در چرخه زندگی حشرات است. در این حالت، حشره به نوعی وارد فاز خواب زمستانی یا استراحت می‌شود. این پدیده معمولاً توسط محرک‌های محیطی مانند تغییرات نور روز، دما یا دسترسی به غذا ایجاد می‌شود. نکته جالب اینجاست که دیاپوز می‌تواند در هر مرحله از زندگی حشره - جنینی، لاروی، شفیرگی یا بالغ - بسته به گونه حشره رخ دهد.
حشرات در هر قاره‌ای از زمین، از قطب جنوب یخ‌زده تا مناطق گرمسیری خوش آب و هوا، زندگی می‌کنند. آن‌ها در قله کوه‌ها، در بیابان‌ها و حتی در اقیانوس‌ها یافت می‌شوند. حشرات زمستان‌های سرد و خشکسالی‌های تابستان را به خوبی پشت سر می‌گذارند. یکی از رازهای بقای آن‌ها در این شرایط سخت، دیاپوز است. وقتی اوضاع سخت می‌شود، آن‌ها استراحت می‌کنند!
دیاپوز یک دوره خواب از پیش تعیین شده است، به این معنی که از نظر ژنتیکی برنامه‌ریزی شده و شامل تغییرات فیزیولوژیکی تطبیقی است. محرک‌های محیطی علت اصلی دیاپوز نیستند، اما ممکن است زمان شروع و پایان آن را کنترل کنند. در مقابل، سکون یا "Quiescence" دوره‌ای از کند شدن رشد است که مستقیماً توسط شرایط محیطی ایجاد می‌شود و با بازگشت شرایط مطلوب به پایان می‌رسد. تفاوت کلیدی اینجاست که سکون واکنشی سریع به شرایط است، در حالی که دیاپوز یک استراتژی برنامه‌ریزی شده و بلندمدت‌تر است.
انواع دیاپوز در حشرات
دیاپوز در حشرات را می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:
- دیاپوز اجباری (Obligatory Diapause): حشراتی که دارای دیاپوز اجباری هستند، صرف‌نظر از شرایط محیطی، در یک نقطه از پیش تعیین شده در چرخه زندگی خود، این دوره توقف رشد را طی می‌کنند. دیاپوز اجباری در هر نسل رخ می‌دهد و اغلب با حشرات تک‌نسلی (univoltine) مرتبط است؛ یعنی حشراتی که در هر سال فقط یک نسل دارند. این نوع دیاپوز، بخشی جدایی‌ناپذیر از چرخه زندگی حشره است.
- دیاپوز اختیاری (Facultative Diapause): حشراتی که دیاپوز اختیاری دارند، تنها زمانی که شرایط برای بقا ایجاب می‌کند، دوره توقف رشد را تجربه می‌کنند. این نوع دیاپوز در بیشتر حشرات یافت می‌شود و با حشرات دو نسلی (bivoltine) یا چند نسلی (multivoltine) مرتبط است. دیاپوز اختیاری به حشره اجازه می‌دهد تا در برابر شرایط نامساعد انعطاف‌پذیری نشان دهد.
علاوه بر این، برخی از حشرات دچار دیاپوز تولیدمثلی (Reproductive Diapause) می‌شوند که به معنای تعلیق عملکردهای تولیدمثلی در حشرات بالغ است. بهترین مثال برای این نوع دیاپوز، پروانه مونارک در آمریکای شمالی است. نسل مهاجر در اواخر تابستان و پاییز، برای آماده شدن برای سفر طولانی به مکزیک، وارد حالت دیاپوز تولیدمثلی می‌شود. در این حالت، پروانه‌ها انرژی خود را برای تولیدمثل صرف نمی‌کنند، بلکه آن را برای مهاجرت حفظ می‌کنند.
عوامل محیطی موثر بر دیاپوز
شروع یا پایان دیاپوز در حشرات، واکنشی است به نشانه‌های محیطی. این نشانه‌ها می‌توانند شامل تغییرات در طول روز، دما، کیفیت و دسترسی به غذا، رطوبت، pH و سایر عوامل باشند. هیچ یک از این عوامل به تنهایی تعیین‌کننده شروع یا پایان دیاپوز نیستند، بلکه تاثیر ترکیبی آن‌ها به همراه عوامل ژنتیکی برنامه‌ریزی شده، دیاپوز را کنترل می‌کند.
- نور دوره‌ای (Photoperiod): نور دوره‌ای به معنای دوره‌های متناوب روشنایی و تاریکی در طول روز است. تغییرات فصلی در نور دوره‌ای (مانند کوتاه‌تر شدن روزها با نزدیک شدن به زمستان) می‌تواند شروع یا پایان دیاپوز را برای بسیاری از حشرات تحریک کند. نور دوره‌ای مهم‌ترین عامل در این میان است.
- دما (Temperature): در کنار نور دوره‌ای، تغییرات دما (مانند یک دوره سرمای شدید) نیز می‌تواند بر شروع یا پایان دیاپوز تأثیر بگذارد. دوره دمایی (Thermoperiod)، یعنی دوره‌های متناوب دمای سرد و گرم نیز بر دیاپوز اثر می‌گذارد. برخی از حشرات برای پایان دادن به فاز دیاپوز، به نشانه‌های حرارتی خاصی نیاز دارند. به عنوان مثال، کرم خرسی پشمالو (woolly bear caterpillar) باید یک دوره سرما را تحمل کند تا پایان دیاپوز و ادامه چرخه زندگی‌اش تحریک شود.
- غذا (Food): با پایان فصل رشد، کاهش کیفیت منابع غذایی می‌تواند به تحریک فاز دیاپوز در یک گونه حشره کمک کند. به عنوان مثال، با قهوه‌ای و خشک شدن گیاهان سیب‌زمینی و سایر میزبان‌ها، سوسک سیب‌زمینی کلرادو بالغ (Colorado potato beetle adults) وارد حالت دیاپوز می‌شوند.
