Троянский конь» энтомологов

Эта история произошла в конце 40-х годов нашего столетия в одной из латиноамериканских стран. В цветущей долине, которая, словно оазис, лежала посреди безводных и истощенных земель, большую часть посевных площадей отвели под хлопок.

Прежние сорта и снимаемые урожаи уже не удовлетворяли земледельцев, и они решили обновить посевы. Для защиты растений от вредителей применили ядохимикаты, в первую очередь ДДТ. И действительно, буквально за несколько лет урожай увеличился чуть ли не вполовину. Как тут было не порадоваться земледельцам! Сам собой напрашивался вывод: чем больше и чаще использовать инсектициды (химические препараты для борьбы с насекомыми-вредителями сельского хозяйства), тем лучше будет урожай хлопка. С каждым годом возрастало число сезонных обработок, с каждым сезоном к ним приступали все раньше.

Так, продолжалось года два-три, а потом разразилась катастрофа — урожайность хлопчатника упала.

Несмотря на замену хлорорганических ядохимикатов фосфорорганическими, на повышение дозировки инсектицидов и сокращение промежутков между их применением, насекомые-вредители наносили огромный ущерб посевам. «Процветали», выработавшие устойчивость к ядам, совки и хлопковый долгоносик.

Немало неожиданностей, как оказалось, таила и сама природа агробиоценозов. Земледельцам все же удалось отбить атаку главных сил неприятеля. Казалось, можно было торжествовать победу. И вдруг на поля обрушились новые, еще более прожорливые «нахлебники», «показали зубы» вторичные вредители — листовертка, моль, мучнистый червец, вред которых для хозяйства в прошлом был практически несущественным. Да и как им было не попасть на посевы, ведь люди сами открыли «шлюзы», по которым эта вражеская рать устремилась на урожай. С отравленных полей улетели птицы, был нанесен сокрушительный урон полезной энтомофауне долины. Ей пришлось хуже, чем насекомым-вредителям. Представители полезных шестиногих не только сами страдали от ядохимикатов, но и погибали от того, что ели отравленных вредителей. Итог был однозначен: вредных насекомых становилось все больше, полезных — меньше. Оказалось, что именно полезная энтомофауна и была той невидимой преградой, которая не позволяла разгуляться полчищам совок и хлопковых долгоносиков, сдерживала численность вторичных вредителей посевов.

Природе неизвестно, как люди для своего удобства разграничивают ее владения, поэтому сохранять полезное — общая забота. Об этом лауреат Нобелевской премии, выдающийся советский ученый, академик Н. Н. Семенов говорил:

«Явления природы, как правило, комплексны. Они ничего не знают о том, как мы поделили наши знания на науки. Если мы будем смотреть на явления только с точки зрения, например, химиков и попытаемся судить о них, то мы попадем в положение человека, который смотрит на предмет с одной стороны и на основании этого делает заключение обо всем предмете. Иначе говоря, окажемся в положении глупца. Только всестороннее рассмотрение явлений... позволит распознать их сущность и применить к практике».

Все это, конечно, не означает, что на химические препараты надо наложить запрет, их будут выпускать, и химики плодотворно работают над созданием новых инсектицидов. Без них пока не обойтись. Нередко в посевах и насаждениях вредители при благоприятных для них погодных условиях размножаются в огромном количестве, и только пестициды (ядохимикаты для борьбы с сорняками и вредителями сельского хозяйства) способны «остановить» их. Конечно, не только погода способствует «демографическому взрыву». Его провоцирует и нарушение природного биоценоза в результате хозяйственной деятельности человека.

Природа воздвигает на пути экспериментатора, образно говоря, настоящее укрепление со рвами и окопами, мощными бастионами, толстыми стенами. Взять приступом такую крепость нелегко. Поэтому штурмующие применяют сотни приемов и уловок, начиная с попытки выманить неприятеля из-за укреплений, чтобы дать ему честный бой в открытом поле, и кончая засылкой в его стан какого-либо «сюрприза» вроде «троянского коня».

Именно таким действием представляется применение для защиты растений половых аттрактантов. Эти синтетические аналоги феромонов — своеобразный «троянский конь».

Примеров очень высокой видовой специфичности аттрактантов немало. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте защиты растений проводились работы с различными вредителями, в том числе с восточной плодожоркой. В ловушки помещали самок только одного вида. В экспериментальной зоне в значительном количестве развивались и другие разновидности плодожорок, в том числе довольно близкие родственники тех, с которыми работали ученые. Однако, как показали трехгодичные наблюдения, в ловушки, в которых в качестве приманки содержались самки восточной плодожорки, не залетал ни один самец другого вида.

Подобным образом не вызывал никакой ответной реакции аттрактант восточной плодожорки на самцов яблонной.

Зато уж чутье к привлекающим половым веществам своего вида не могут изменить ни время, ни расстояние. Это хорошо иллюстрирует наблюдение над непарным шелкопрядом. В 50-х годах нашего столетия в Марокко из самок этого вида был экстрагирован половой аттрактант и доставлен из Африки на другой континент — в Америку. Самцы непарного шелкопряда, чьи предки были завезены в США в XIX веке (сколько поколений шелкопряда сменилось за, столетие!), дружно откликнулись на зов самок из Марокко. Следовательно, у этого вида за длительный период развития в совершенно ином географическом районе не произошло каких-либо существенных изменений в природе аттрактанта.

Существует новый раздел биологии — фенетика. Она исследует наследственно обусловленные признаки особи-фены, характерные для разных популяций животных и растений. С их помощью можно изучить состав и динамику самих популяций.

В качестве примера феногеографической картины приведем интересные данные об одном из переселенцев в Северную Америку — кукурузном мотыльке. При попытке борьбы с этим вредителем с помощью феромонов оказалось, что в популяции существуют два «феромонных фенотипа». Часть насекомых была подвержена действию одного изомера сильнейшего феромона 11-тетрадецинилацетата, остальные совершенно на него не реагировали, но откликались на другой изомер препарата. По этому признаку было изучено 28 европейских и 14 американских популяций. У сообществ из американских штатов Нью-Йорк и Пенсильвания оказались точно такие же феромонные характеристики (по существу физиологические фены), как у популяций из Болоньи (Италия) и Вагенингена (Нидерланды). Оказывается, в 1909...1914 гг. как раз из этих европейских городов доставляли в Северную Америку большие партии зерна, с которыми и мог попасть туда кукурузный мотылек, стойко сохранивший за прошедшие 70 лет свой фенофонд.

В настоящее время изучен состав феромонов более 200 видов насекомых-вредителей. Ученым удалось выделить пахучие молекулы некоторых шестиногих в чистом виде, установить их строение и разработать методы синтеза.

Работа, проведенная исследователями, была сложна и трудоемка. Перефразируя известные строки В. В. Маяковского, можно сказать, что за годы труда — миллиграммы добычи. Но зато это поистине «золотые миллиграммы», позволяющие защитить от вредителей растения, а следовательно, приумножить урожай.

По данным Всесоюзного института защиты растений (ВИЗР), в нашей стране уже синтезированы феромоны. яблонной, сливовой, восточной, гороховой плодожорки, непарного шелкопряда, гроздевой листовертки, капустной совки и Щелкунов. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте биологических методов защиты растений прошли полевые испытания приманки, изготовленные на основе половых аттрактантов смородиновой листовертки, капустной совки, кукурузного мотылька и других вредителей садовых культур.

Использование аттрактантов позволяет контролировать и даже регулировать численность популяции насекомых-вредителей, не затрагивая и не разрушая при этом других биосферных связей.

Сотрудники ВИЗР, исследуя восточную плодожорку, рекомендовали применять ловушки с девственными самками для регистрации сроков развития поколений вредителей. Этот метод оправдывает себя по нескольким причинам. Во-первых, самцы, вылетая несколько раньше самок, демаскируют их готовность к лёту, что позволяет химической службе своевременно подготовиться к проведению истребительных мероприятий и осуществить их в оптимальные сроки. Во-вторых, зная о видовой специфичности аттрактанта, наблюдатели не тратят времени и сил на точное определение видовой принадлежности вылавливаемой бабочки, на «зов» самки прилетает только восточная плодожорка. Этот метод позволяет принять меры к уничтожению первичных очагов распространения вредителей и сократить площадь обработок инсектицидами.

Биологическая активность и видовая специфичность того или иного синтетического феромона зависят от чистоты химического вещества, в частности от наличия геометрических изомеров и минорных компонентов, которые или повышают их, или, наоборот, оказывают ингибирующее (тормозящее, подавляющее активность) действие. Кроме того, в полевых условиях причиной потери активности может быть фотоизомеризация «искусственной самки» (изменения структуры молекул под действием света). Так, под влиянием света и кислорода воздуха половой феромон египетской совки окисляется и изомеризуется. Период полураспада синтетического полового феромона другого вредителя — яблонной плодожорки под действием ультрафиолетовых лучей составляет около 4 ч. Однако исследования показали, что изомеризация — не главная причина снижения биологической активности «искусственной самки», хотя она и может быть причиной потери видовой специфичности и аттрактивности феромона в полевых условиях. На стабильность пахучих молекул также оказывает влияние препаративная форма используемого аттрактанта.

Интересные наблюдения сделали ученые при отлове летом грозного вредителя виноградников — гроздевой листовертки. Самцы насекомых вылетали на 2...3 дня раньше самок и уже на второй день реагировали на половой аттрактант. Любопытно, что над виноградом сорта Ркацители в ловушку попало 97 особей, а над лозами Алого терского — 141. По-видимому, сортовые различия оказывают влияние и на привлекательность «искусственной самки».

При проведении полевых опытов ученые заметили, что пшеница, которая росла в непосредственной близости от ловушек с половым феромоном, становилась привлекательной для самцов бабочек листовертки. Растения, находившиеся в непосредственной близости от источника феромонов в течение 30...180 мин, привлекали затем бабочек в течение 100 мин, а в одном случае около 180 мин.

Во многих странах создана специальная сеть наблюдения за популяциями совок при помощи феромонных ловушек. Так, в Восточной Африке проводится надзор за миграцией совки Spodoptera exempa, а в странах Северной и Западной Африки, Индии, Греции, на Кипре за египетской хлопковой совкой.

Японские ученые для прогноза потерь урожая богатого крахмалом растения таро разработали модель, которая включает такие параметры, как число пойманных самцов, число яйцекладок и их размеры, эмбриональный период, доля жизнеспособных яиц, время развития насекомых от яйца до гусеницы четвертого возраста и их выживаемость. На основании этих расчетов экономическим порогом вредоносности вредителя считается 190 пойманных самцов в одну феромонную ловушку в июле и 160 — в августе.

У нас в стране ученые при помощи синтетических половых аттрактантов разработали методику определения сроков химических обработок против хлопковой совки. Исследователи установили, что первые обработки против гусениц следует проводить через 4...6 дней после отлова 4...5 самцов на одну ловушку в первой генерации насекомых и через 3 дня после попадания в ловушку 5...6 самцов второй генерации.

Путем моделирования с применением ЭВМ была доказана возможность использования «самцового вакуума» для борьбы с египетской хлопковой совкой. Расчеты показали, что для снижения вредоносности этого насекомого на 90% необходимо выловить не менее 80% самцов популяции в течение всего сезона с начала лёта бабочек. Неплохие результаты были получены защитниками растений в полевых опытах на острове Крит. На площади 500 га при 3 или 5 ловушках на 1 га удалось на 50 и 70% уменьшить численность вредителя соответственно.

Если «самцовый вакуум» может служить неплохим методом борьбы с вредителями при низкой численности насекомых, то для индустриальной технологии возделывания сельскохозяйственных растений более перспективен метод дезориентации самцов, который можно применять, непосредственно насыщая атмосферу половым феромоном или его ингибиторами. Наиболее детально этот метод испытывался на пяти видах совок.

Широко распространен в США, а также встречается и в СССР многоядный вредитель — серая металловидна, или совка ни.

При проведении опытов самок этого вида помещали в центр круга диаметром 27 м, а вокруг них в шахматном порядке располагали 100 стоек с синтетическим феромоном луплюром. В концентрации 17 мг это вещество в некоторых случаях дезориентировало выпущенных самцов на 80...100%.

Опытным путем обнаружено, что ингибиторы спаривания кукурузной и табачной совок снижали отлов самцов в ловушки с девственными самками на 96,7%, а аттрактанты — на 85,5%. На полях люцерны на острове Крит энтомологи испытывали ингибитор полового феромона египетской хлопковой совки. При использовании препарата из расчета 100 г на гектар в течение трех недель лёт самцов в ловушки с половым феромоном уменьшился более чем на 80%. Совместное использование в ловушках аттрактанта и ингибитора давало эффект дезориентации на протяжении 60 дней. Для технологии применения таких химических веществ основная трудность состоит в сохранении активности препарата на протяжении длительного времени.

В полевых опытах, проведенных в Малави (государство в Восточной Африке) на хлопчатнике, применение ингибиторов спаривания против совки Diparopsis castanea уменьшило яйцекладку вредителя на 75% при концентрации 38,7 г/га, а при малообъемных опрыскиваниях снизило число спариваний насекомых в среднем на 60%. Некоторые неудачи в опытах связаны с быстрым испарением ингибитора из микрокапсул (до 100% за шесть дней) и его разложением на свету. Экономические расчеты показали, что метод дезориентации был бы оправдан при применении 6,2 г/га ингибитора в каждой из 13 обработок в течение 2 лет.

В нашей стране ученые стремятся применить этот метод против хлопковой, озимой и капустной совок. Борьба с капустной совкой особенно затруднена, поскольку ее гусеницы ведут скрытый образ жизни, и, чтобы уничтожить их, нужно точно знать время, когда насекомые питаются на листьях и не вбуравливаются в кочаны.

Совсем недавно для такого прогноза использовали корытца с бродящей мелассой или определяли количество яиц. Вместо этого трудоемкого метода ученые Украинского научно-исследовательского института защиты растений предложили использовать ловушки с половыми феромонами, которые синтезировали химики Тартуского университета. Максимальные уловы насекомых в различных климатических зонах наблюдались в конце июня — начале июля, а также в середине августа.

Не везде в борьбе с вредителями пока удается достигнуть одинакового успеха. Перспективным направлением в области защиты растений оказалось, например, использование половых феромонов для надзора за распространением популяций. Оно помогает определять степень зараженности площадей насекомыми-вредителями, устанавливать оптимальные сроки для проведения мероприятий, направленных на уничтожение шестиногих, а также обнаруживать новые карантинные виды.

С ловушкой на «диверсантов»

Иногда при международных торговых перевозках вместе со здоровыми ввозят больные или зараженные вредителем растения, которые с пограничных пунктов распространяются в глубь страны. Гибнут сады и виноградники. Так, из Америки в Европу был завезен один из самых опасных вредителей винограда — филлоксера.

История с виноградом, пожалуй, одна из наиболее поучительных. На палубах и в трюмах быстроходных трансатлантических парусников выходцы из Европы, направлявшиеся в Северную Америку, везли с собой не только свой бесхитростный скарб, но и дорогие сердцу растения, которые в трудные минуты жизни на чужой земле должны были напоминать им о покинутой родине. Так попали в Америку и прекрасные, взлелеянные и выпестованные в течение столетий сорта европейского винограда. Однако вскоре обнаружилось, что эти сорта не были приспособлены к новой почве и уже через несколько лет стали отмирать. А местный дикий виноград по-прежнему процветал.

Лишь значительно позже виноградари узнали, что губил европейские сорта винограда гриб — возбудитель ложной мучнистой росы. Пришлось заняться отбором лучших линий дикого винограда и созданием столовых и винодельческих сортов. Виноградари Франции, прослышав о новых американских сортах, закупали их, завозя в Европу вместе с ними грозное насекомое — филлоксеру... В XIX веке этот вредитель проник в Россию и в короткий срок погубил виноградники на Украине, в Молдавии, на Кавказе.

Случалось, что пропадали урожаи на полях и огородах. Пришелец из Америки — гриб-фитофтора вызывает опасную болезнь картофеля. В 1846 году этот гриб попал в Ирландию и погубил весь урожай. В стране начался небывалый голод.

Бывало, что и здоровые растения, оказавшись в новых условиях, вели себя не так, как хотелось бы людям, и причиняли немало вреда. Так произошло с обыкновенной лесной ежевикой. Ее завезли из Европы в Новую Зеландию. Ежевика быстро распространилась по территории страны. Невысокий кустарник, усыпанный мелкими шипами, занял огромные участки пастбищ. Колючие заросли лишили корма местный скот и разорили немало новозеландских фермеров.

Для того чтобы не допустить экологического кризиса во всех странах, была организована карантинная служба сельскохозяйственных растений. Образно говоря, она «первая линия защиты» растительных богатств той или иной страны от завоза извне вредителей растений, возбудителей их болезней, сорняков. Ввозимые посевные и посадочные материалы, растительное промышленное сырье и пищевые продукты проходят досмотр, подвергаются экспертизе в специальных лабораториях. Карантинная служба проверяет суда, самолеты, автомашины и все растения, которые перевозятся через границу. Впрочем, случается и такое...

Казалось бы, какую опасность для сельского хозяйства могут представлять античные мраморные статуи, привезенные в Филадельфию из Сирии с археологических раскопок? А ведь если бы не бдительность карантинных инспекторов, дело могло кончиться плохо: хлопок-сырец, в который археологи бережно упаковали свои находки, скрывал хлопковую моль — опаснейшего вредителя, который уничтожает в отдельные годы до 80% урожая египетского хлопка.

Правда, порой насекомые проникают через границы действительно как «диверсанты». В этой книге уже упоминалось о контрольной полосе, проходящей вдоль границы. Пройти полосу, не оставив на ней следов, практически невозможно. Уж как ни ухитрялись диверсанты, чтобы миновать ее. Вспомним о случае, когда они пытались перелететь через контрольную полосу по воздуху с помощью небольшого воздушного шара. Подобным способом проникают иногда через границы и насекомые-вредители. Так, на территорию нашей страны попал вредитель плодовых и декоративных культур — американская белая бабочка. Ее принес ветер. А вот врага картофеля — колорадского жука — «доставили» волны. Он тоже проник через границу, как диверсант, нарушив морскую границу государства. В 60-х годах массу колорадского жука волнами прибило на пляжи Одессы, после чего часть жуков перебралась на поля. Подобная картина наблюдалась и на побережье Балтийского моря. Здесь также, несмотря на принятые меры, жукам удалось добраться до картофельных плантаций.

Конечно, описанные случаи не совсем обычны. Работа карантинной службы сельскохозяйственных растений, скажем так, более буднична. Уже с 1978 года карантинная служба нашей страны стала применять клеевые ловушки с феромонами восточной плодожорки, калифорнийской щитовки, опытными образцами феромонов капрового жука и другими. Данные ВНИИ карантина растений показали, что феромоны способны привлекать самцов восточной плодожорки, находящихся в радиусе свыше 500 м от ловушки. Это позволяет надежно определять наличие вредителей.

Применение ловушек дает высокий экономический эффект и позволяет в ряде случаев отказаться от применения пестицидов. Не только в поле или на виноградниках, но и в лесу феромоны позволяют осуществлять надзор за распространением и развитием вредителей, чтобы избежать лишних химических обработок огромных зеленых массивов. Таким образом контролируют поведение непарного шелкопряда и бабочки-монашенки, распространение короедов.

Интересно, что к истории с короедами в какой-то мере применимо известное высказывание о том, что новое — это хорошо забытое старое. И правда, с давних пор применялся, хотя и в весьма примитивном виде, метод лесозащиты, отдаленно напоминающий использование феромонов. Впрочем, особого удивления это не должно вызывать. Подмеченное природное явление было поставлено человеком на службу охраны леса от вредителей. Метод заключался в следующем: зимой или ранней весной лесники выкладывали «ловчие» деревья — прообраз современных феромонных ловушек. Срубленные деревья, источавшие сладостные для короедов терпеновые испарения, привлекали жуков. Они заселяли «ловчие деревья», которые приносились в жертву, чтобы сохранить лес. Затем кору, густо заселенную вредителями, сжигали.

Сегодня, для достижения нужного эффекта защиты, короедов привлекают к «ловчим деревьям» при помощи синтетических феромонов, которые применяют или сами по себе, или в смеси с пищевыми аттрактантами, например с одним из наиболее привлекательных компонентов эфирных масел хвойных (таким, как α-пинен, β-пинен, камфен, лимонен и др.).

Одна из характерных особенностей «феромонотерапии» сада и леса — малые дозы применяемого вещества. Так, для привлечения вредителей требуется количество феромонов, измеряемое микродозами, вплоть до 0,05 мг для бабочки-монашенки или 0,001 мг для непарного шелкопряда.

Феромоны используются также для создания своеобразных защитных полос или поясов из ловушек, устанавливаемых на некотором расстоянии от зараженных насекомыми-вредителями участков. Эта фортификация предназначена не для защиты какого-то участка насаждений, а, наоборот, для того, чтобы не допустить распространения вредителей за пределы уже «оккупированных» ими угодий, уменьшить плотность внутри пояса, нарушить связь насекомых с самками.

Конечно, в этом случае расход феромонов возрастает, а счет ловушкам идет уже не на десятки, а на сотни штук. Многое зависит от чувствительности вредителей к данному феромону, численности самой популяции, видовых особенностей насекомых. Так, надежнее всего подобная защита действует, когда насекомые спариваются однократно и самцы вылетают «для заключения брачного контракта» раньше, чем самки. В том случае самцы реагируют на феромоны и отлавливаются еще до вылета своих подруг.

Дезориентация противника еще со времен древнегреческих фаланг и древнеримских легионов (а вероятно, и во времена более отдаленных исторических эпох) была и остается могучим средством для нанесения ему поражения. Так, например, поступают защитники растений, насыщая атмосферу феромонами. Происходит дезориентация самцов, которые не могут отыскать источник пахучего вещества, а при его высокой концентрации, по-видимому, происходит «сбой» органов слежения — адаптация «антенн» насекомых.

В результате многочисленных наблюдений и экспериментов ученым удалось выделить 5 основных механизмов разрыва феромонной коммуникации в борьбе с вредителями.

Прямое нейрофизиологическое воздействие феромонов, вызывающее адаптацию рецепторов и привыкание центральной нервной системы при использовании относительно высокой концентрации вещества.

Воздействие большим числом ложных следов, вызывающих у реагирующих насекомых «неразбериху» и отвлекающих самцов от призывающих самок.

Неспособность самцов различать индивидуальный следовой запах призывающей самки от фонового запаха при высокой концентрации феромонов.

Нарушение восприятия феромонов, когда происходит разрыв взаимодействия между компонентами естественного феромона из-за относительно большого содержания одного из компонентов.

Изменения реакций насекомых, связанные с действием антиферомонов — химических веществ, отличающихся по химическому строению от компонентов феромонной смеси.

В США метод дезориентации самцов был успешно применен против хлопкового долгоносика и хлопковой моли. С 1979 года площадь сельскохозяйственных угодий, защищаемая этим способом, ежегодно удваивалась, и в 1982 году она составила 20% от общего количества земли, занятой под хлопчатником. При этом расходовалось 18,75 г феромона на гектар посевов.

В настоящее время многочисленными экспериментами доказана возможность использования метода дезориентации в борьбе с яблонной плодожоркой. Опыты, проведенные в СССР, различных странах Европы и Америки, показывают что для этой цели необходимо использовать около 20 г действующего вещества на 1 гектар при 2...3-кратной обработке в течение сезона. Разработана специальная технология использования феромонов при помощи фиброволокон с постоянной скоростью испарения действующего вещества, что позволяет избежать ненужных потерь феромона.

Действительно, половые аттрактанты можно применять и для дезориентации самцов, нарушая внутрипопуляционные связи между особями разного пола. Проведены опыты по феромонной дезориентации непарного шелкопряда на больших площадях леса, сливовой и яблонной плодожорок, хлопковой моли, некоторых видов листоверток. Работа проводилась в садах Краснодарского края и в Крыму. На деревьях подвешивали большое число капсул с феромонами. Самцы были не в состоянии распознать призыв настоящей самки.

В нашей стране примерно 10 лет назад начали синтезировать феромоны некоторых видов вредных чешуекрылых. Особо важным оказалось использование синтетических феромонов для установления границ распространения таких карантинных вредителей, как восточная плодожорка и американская белая бабочка. Удалось значительно снизить численность вредителей и свести к минимуму повреждения побегов и плодов. Создание так называемого «самцового вакуума» дает зримые результаты. Хорошие сведения продолжают поступать с поля боя, где идет сражение с гроздевой и виноградной листовертками.

В Северо-Кавказском научно-исследовательском институте фитопатологии идентифицированы феромоны самок степного, посевного, кубанского и полосатого щелкунов, а также разработаны способы синтеза разных молекул этих насекомых. Полученные в лабораторных условиях вещества были испытаны на полях. Для вылова на «феромоны» свыше 90% самцов степного и кубанского щелкунов достаточно 300...400 мг феромонов на гектар.

Впрочем исследователи «не отдают предпочтение» только вредителям. Кроме половых аттрактантов вредных насекомых ученые проводят исследования феромонов пчел. Некоторые из них синтезированы во Всесоюзном научно-исследовательском институте химических средств защиты растений и испытаны рядом научных учреждений.

Напрашивается вопрос: зачем вмешиваться в жизнь полезных насекомых, которые и так приносят пользу, добывая мед, воск, пергу, прополис — бесценный набор не имеющих себе равных продуктов? Все это так.

Но в человеке бурлят «гены творчества». Не они ли сыграли главную роль в том, что встав когда-то с четверенек и взяв в передние конечности палку и камень, наш пращур раньше всего «исследовал» возможность совместного использования предметов, получив таким образом первый, никем еще не зарегистрированный патент на изобретение орудий труда... А там пошло и пошло! И вот уже не удовлетворенный «производительностью» растений или количеством одомашненных животных человек выводит новые сорта растений, выращивает более быстрых, выносливых и продуктивных животных. Так почему бы «не улучшить» и пчелу?

Ученые выделили и синтезировали вещество, задерживающее репродуктивную деятельность рабочих пчел и влияющее на закладку ими маточников. Муляж, по форме напоминающий тело матки, обработали однопроцентным раствором этого феромона, а затем подложили пчелиной семье. Насекомые не «раскрыли обмана». Подобное разумное вмешательство в жизнь пчел, как оказалось, имеет большое практическое значение в ликвидации «пчелиного тунеядства» — трутовочности пчел и предотвращает роение.

После любой боевой операции следует ее разбор и составление реляции. Попробуем подвести итог. Не представляя какой-либо опасности для окружающей среды и теплокровных животных в том числе, применение феромонов может идти по нескольким магистральным направлениям.

Это — надзор за насекомыми-вредителями, создание и поддержание низкого, не достигшего порога вредоносности уровня их популяции, а также борьба с шестиногими при низкой степени заражения угодий, предотвращение появления насекомых-вредителей в новых районах и их уничтожение в тех местах, где, прорвав другие линии обороны, они не были подавлены и уничтожены иными способами ведения «боевых действий».

Специалисты указывают, что одна из основных проблем практического применения синтетических феромонов заключается в создании препаратов с надежным регулированием диффузии — распространения действующего вещества.

Было предложено несколько способов решения этой задачи, однако наибольшее распространение получили так называемые полимерно-аттрактантные композиции и полимерные пленки с заключенным в них феромоном. В первом варианте материалом, в который заключен аттрактант, служат различные термореактивные полимеры, синтетические или натуральные каучуки. Во время испытаний в нашей стране аттрактантов восточной и яблонной плодожорок именно таким путем готовилась «искусственная самка». Полимерно-аттрактантные композиции показали высокую биологическую активность.

Во втором варианте дозированные феромоны заключены в небольшие полимерные капсулы. Они тоже прошли полевые испытания на самцах сливовой, восточной, яблонной плодожорок и непарном шелкопряде. Разработка более совершенных оболочек «искусственной самки» продолжается.

Для этой «охоты без выстрела» нужны не только феромоны, но и специализированные ловушки. Чтобы отлавливать самцов, надо по крайней мере иметь в ловушке отверстие, куда насекомые-вредители могли бы залезть. Может быть, это покажется и несколько странным, но конструкторам не сразу удалось подобрать соответствующие размеры отверстий и месторасположение их в ловушке. Как показали полевые испытания, успех или неудача этой своеобразной «охоты без выстрела» зависят от конструкции ловушек и применяемых клеев.

Оказалось, что в общем-то неприхотливые насекомые предъявляют чрезмерно повышенные требования к творениям человеческих рук — ловушкам: высоте их размещения, цвету, размерам отверстия и т. д. Так, средиземноморская плодовая муха в опытах предпочитала ловушки, установленные на высоте 4,5 м, а дынная муха, наоборот, — размещенные на поверхности почвы. Для отлова насекомых используют ловушки различной конструкции.

Наибольшей транспортабельностью, компактностью и простотой изготовления отличаются складные бумажные ловушки. Жестких нормативов, регламентирующих их постройку, не существует, и каждый конструктор может привнести в ловушку что-то свое, новое. Одни приспособления предохраняют ее от дождя, другие — фиксируют в собранном виде, третьи — продлевают срок службы (полиэтиленовое покрытие).

Широкое применение получили клеевые ловушки открытого и закрытого типов. Они могут быть изготовлены из различных материалов: картона, пластика, металла и иметь различную форму: цилиндрическую, треугольную (дельта), дискообразную, плоскую и другие. В закрытых ловушках клеевая поверхность защищена от дождя и различного сора, а улов — от расклевывания птицами. Важнейший компонент этих приспособлений — клей, который должен длительное время оставаться липким, не бояться влаги, быть удобным для нанесения и биологически неактивным (не отпугивать и не привлекать) по отношению к насекомым. Жидкостные ловушки отличаются тем, что в них приманку подвешивают на поверхности жидкости (вода с детергентом, масла), налитой в различные сосуды. Привлекаемые «искусственной самкой» шестиногие тонут в жидкости. Такие ловушки используют для отлова некоторых видов совок, гороховой плодожорки и хлопковой моли. Электрические ловушки оборудованы системой электродов, к которым подведено электрическое напряжение и снизу расположен сборник для насекомых. Насекомые касаются электродов и, пораженные током, падают в сборник. Приспособления такой конструкции применяются для отлова совок, бражников или стеклянниц. Особый интерес представляют ловушки с воронкой на входе. Привлекаемые запахом насекомые, как правило бабочки, залетают в такую ловушку, а выбраться из нее не могут. В такие приспособления помещают также инсектициды, например дихлофос в полимерной пластинке, которая обеспечивает его длительное выделение. Пары фумиганта убивают бабочек, и улов увеличивается. Для поимки короедов деревья или бревна обрабатывают контактными инсектицидами, а пораженных жуков собирают в подставленные снизу воронки или натянутые синтетические пленки. Предложен также ряд конструкций ловушек, которые могут вести автоматический учет пойманных насекомых за определенные промежутки времени.

Конструкция ловушек оказывает влияние на струю испаряющегося феромона и, следовательно, на количество привлекаемых насекомых. На аттрактивность этих приспособлений влияет также и окраска их поверхности. Так, например, японский жук Popilla japonica почти в 2 раза лучше отлавливается желтыми ловушками, чем синими, а некоторые виды листоверток и стеклянницы больше попадаются в темные ловушки, чем в белые.

Конструкция приспособления для истребления насекомых влияет также на концентрацию феромона внутри него, что снижает эффективность отлова насекомых. При изготовлении ловушек необходимо учитывать поведение того или иного вредителя, в частности особенности полета. Одни их них летают быстро, их полет сопровождается бросками из стороны в сторону» другие — медленно и плавно. Одни насекомые подлетают непосредственно к источнику запаха, другие же сначала садятся поблизости, а затем приближаются к нему по поверхности субстрата.

Самцы некоторых шестиногих, например совок, в поисках самки могут преодолевать различные препятствия — дверцы, отверстия и другие. Многие же насекомые делают это с трудом. Как бы хороша ни была ловушка, она никогда не отлавливает всех привлекаемых феромоном насекомых.

В самые лучшие приспособления для самцов хлопкового долгоносика попадается только около 50% насекомых. В то же самое время для восточной плодожорки конструкция феромонной ловушки не имеет особого значения.

Важно и то, какое вещество применяется в ловушке для уничтожения насекомых. Обычно для этого используются инсектициды и клеи различного состава.

Большое влияние на эффективность ловушки оказывают также выбор места установки и высота ее относительно растений. Для шестиногих растения могут служить зрительным ориентиром или пищевым аттрактантом.

Немало и других препятствий, но уже чисто биологических, связанных с нераскрытыми еще тайнами насекомых, надо преодолеть, конструируя и устанавливая ловушки. Следовательно, наибольший эффект будет достигнут только при всестороннем учете биоритмологии насекомых, что позволит установить ловушки в определенное время лёта при определенной освещенности. При изучении феромонов яблонной и восточной плодожорок, а также других насекомых было установлено влияние суточного ритма на выделение полового аттрактанта и ответные реакции самцов.

Ученые провели лабораторные опыты с бабочками восточной плодожорки, помещенными в стеклянные сосуды. Результаты эксперимента показали, что половая активность этих насекомых наступает в конце дня и продолжается в основном с 17 до 20 часов. Остальное время бабочки находились в покое, устроившись на дне или на стенках своих стеклянных клеток. Лишь в вечерние часы присутствие самки активизировало самцов, и они проявляли бурную реакцию: трепетали крыльями, преследовали передвигающуюся самку, изгибали брюшко при приближении к ней. Это было ответом на половой феромон, само появление которого подчинялось суточному ритму.

Исследователи поставили контрольный опыт. Они заменили живых самок на экстракт феромона и предложили его самцам в час «пик» восточных плодожорок. Реакция самцов выражалась в поднятии «антенн», трепетании крыльев и кружении вблизи кусочка фильтровальной бумаги, пропитанной экстрактом. Как и в опытах с живыми бабочками, самцы реагировали на «искусственную самку» в вечерние часы и оставались безразличными к ней и неподвижными в дневные.

Ближе к ночи сдвинуты «феромонные ритмы» и у яблонной плодожорки. У нее свое суточное время. Ритмология активности самцов и самок также изучалась в лабораторных условиях. Оказалось, что максимальное число активных насекомых (46...56%) природной популяции приходится на 22...23 часа. Примерно в это же время наблюдалось и максимальное число самок (50...60%), выделяющих феромоны.

Случайность или закономерность? Возможно, и здесь мудро распорядилась природа, выделив каждому виду свое время.

Чтобы подтвердить или опровергнуть это предположение, нужны опыты и опыты.

И еще одно «белое пятно». В ловушках синтетические феромоны постоянно источают привлекающий запах, а в природе? Подобное расточительное отношение к запасам химикатов как будто неразумно. Не испускает ли самка запаховые импульсы, не объясняются ли и некоторые неудачи тем, что если не у всех, то у многих насекомых существует своеобразная «запаховая азбука Морзе»?

Как известно, плотность популяции насекомых влияет на различные стороны их биологии: скорость роста, соотношение полов, массу и размеры тела, цвет и другие особенности. Большой интерес для энтомологов представляет также влияние плотности популяции насекомых на выделение половых феромонов. С этой целью проводили опыты над тремя видами бабочек, относящихся к различным семействам: мельничной огневкой, непарным шелкопрядом и бересклетовой горностаевой молью.

Наблюдения показали, что самки всех Изучаемых видов бабочек, появившиеся из гусениц, популяция которых имела высокую плотность, отличались пониженной призывной активностью. Так, среди самок мельничной огневки было отмечено снижение феромонной активности на 11%, непарного шелкопряда — на 13% и бересклетовой горностаевой моли — на 23,4% по сравнению с контролем.

Кроме того, насекомые, отличающиеся пониженной призывной активностью, обладали меньшими размерами, а продолжительность жизни у горностаевой моли была короче. Высокая плотность особей в стадии гусеницы отрицательно влияла на призывное поведение половозрелых самок изученных видов чешуекрылых.

Полученные учеными данные позволяют более эффективно организовать борьбу с насекомыми-вредителями.

В настоящее время широким фронтом идут работы по использованию феромонов в карантинной службе. При помощи «искусственной самки» охотятся за такими опасными вредителями, как восточная плодожорка, калифорнийская щитовка и червец Комстока.

Что касается использования феромонов для борьбы с насекомыми-вредителями, то здесь успех будет зависеть от многих факторов. Среди них — определение всех компонентов химического языка шестиногих, изучение механизмов хеморецепции, совершенствование технологии создания биополимерных испарителей и специальных клеевых составов.

Для достижения существенных успехов в регуляции численности вредных насекомых необходимо хорошо изучить поведение этих животных и взаимоотношение их с растениями. Исследования вторичных метаболитов, таких, как фитонциды и антифиданты, пищевые аттрактанты и феромоны откладки яиц, позволят проникнуть в тайны химических взаимоотношений насекомых не только с сородичами, но также с растительным миром.

Располагая комплексом биологически активных соединений, защитники растений смогут целенаправленно воздействовать на популяцию любого вида насекомых, что уже к 2000 году позволит получить ощутимые результаты.

Какие горизонты откроются перед учеными завтра, каков будет вклад «феромонотерапии» в защиту растений, покажет будущее. Прав был писатель Андре Моруа, говоря, что ни одно исследование никогда не бывает до конца завершено. Самое большое достоинство хорошо выполненной работы в том, что она открывает путь другой, еще лучшей работе.

И как знать, не принесет ли упорный труд ученых новые, совсем неожиданные плоды. Ведь именно открытия, совершенные в последнее время, позволили узнать уже много тайн шестиногих обитателей нашей планеты и разработать методики управления их поведением.

Однако человечество должно сознавать, что вмешательство в природу необходимо проводить очень осторожно. Об этом и пойдет речь в следующей главе.

Date: 2015-12-13; view: 508; Нарушение авторских прав