Валерий Балаян - Химический язык насекомых
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.
НАМ ЖИТЬ ВМЕСТЕ
Феромоны — лишь часть программы биологических методов в применяемой ныне системе защиты урожая от вредителей. Им в настоящее время уделяют все большее и большее внимание во всех странах.
Дело в том, что проблема взаимодействия пестицидов и окружающей среды давно уже вышла за рамки сельскохозяйственных регионов и получила глобальное значение.
В своей книге «Введение в химическую экологию» известный французский ученый М. Барбье пишет: «Проблема загрязнения окружающей среды вынудила людей всей планеты найти общий язык: для них абсолютно необходимо сохранить в целости биосферу. Итак, мы вынуждены пересмотреть свои отношения с природой: мы больше не вправе игнорировать окружающую нас среду... К любознательности, которой вчера мог довольствоваться натуралист, сегодня должно прибавиться сознание необходимости защитить природу. Одного наблюдения недостаточно, и теперь натуралист пришел к необходимости предугадать пути развития экосистем. Энтомологи и ботаники вынуждены сегодня раздвинуть пределы своего мира и стать экологами».
Время летит, и научные открытия, отдаленные от нас всего двумя-тремя десятилетиями, уже стали достоянием истории. Опыт обобщен, сделаны выводы, отобрано лучшее, что принесла наука в практику и чем последняя обогатила исследователей. Так случилось с созданием и использованием синтетических органических пестицидов, сыгравших большую роль в интенсификации защиты растений и увеличении производства продуктов сельского хозяйства.
В 50...60-х годах, доказав на деле свою высокую эффективность и универсальность, быстроту достижения результатов, практическую доступность и, наконец, простоту самого метода уничтожения вредителей, пестициды стали основным средством защиты растений. И хотя многим казалось, что проблема веков решена, «звездный час» пестицидов продолжался недолго. Вскоре начали замечать нежелательные последствия «тотальной пестицидной войны» против вредителей урожая, массированного, часто неумелого и неконтролируемого использования этих химических веществ в сельском и лесном хозяйствах.
Более того, частично уничтоженные и значительно поредевшие отдельные вредные виды насекомых через некоторое время вновь обретали силу и переходили в наступление на поля, леса, огороды и сады.
Вспомним о яблонной плодожорке — вредителе яблони, груши, персика и грецкого ореха. Конечно, используя химические препараты для борьбы с плодожоркой, можно достигнуть определенного успеха, но закрепить его обычно не удается. Регулярная химическая война развивает у насекомых устойчивость к пестицидам и... отпугивает от сада пернатых. И вот результат — урожай гибнет, а плодожорка процветает. При благоприятных же условиях птицы, главным образом синицы и дятлы, уничтожают более 50% гусениц.
Число таких неожиданных связей можно продолжить хотя бы на примере той же яблонной плодожорки. Паразиты и хищники уничтожают от 5 до 20% гусениц и яиц этого вредителя сада. Однако после химической обработки плодовых насаждений многие энтомофаги гибнут, и плодожорка переходит в наступление. Наибольшей численности паразиты и хищники яблонной плодожорки достигают в заброшенных или необрабатываемых садах, но лишь единичные экземпляры этих врагов вредителя встречаются в местах, где регулярно проводятся обработки синтетическими инсектицидами.
В настоящее время уже, пожалуй, не услышишь призывов о поголовном уничтожении тех или иных насекомых. Наши экологические знания возросли, изменился и подход к решению проблемы. Луг, поле, степь, сад, огород и даже «зеленый островок» — цветник перед домом — это сложная система, которая развивается по своим собственным законам (об одних ученые уже знают много, другие — еще не познаны), и изменить их человеку не дано. В любом учебнике по экологии можно прочитать, что нет «просто цветов» или «просто насекомых», полезных или вредных с точки зрения людей, а существуют сообщества. Любое сообщество — не случайный набор видов, которые словно детали из строительного детского конструктора человек, пользуясь методом «получилось — не получилось», может переставлять произвольно с места на место. В природе подобные «перестановки» обходятся слишком дорого и, кроме вреда, не приносят ничего. Любая экосистема реагирует на вмешательство извне, и во время ее преобразования человеком могут произойти не всегда предсказуемые изменения.
Управление численностью насекомых-вредителей всегда ставится земледельцами во главу угла. Определение порога, за которым вредоносность того или иного вида приобретает опасные для сельскохозяйственных растений размеры, — та сигнальная ракета, после которой в бою следует атака. Да, сам вопрос о «пользе» и «вреде» того или иного вида очень сложный. Прежде чем решиться на борьбу с насекомыми сегодня, приходится учитывать не только сиюминутную выгоду, но и возможные убытки, которыми «пиррова победа» может обернуться как в ближайшее время, так и в отдаленном будущем. Определение этого — одна из многих составляющих экологии.
Да и все ли насекомые изучены? Директор Биолого-почвенного института Дальневосточного научного центра АН СССР профессор Лер пишет, что в настоящее время общее число видов насекомых оценивается в 3...4,3 млн. Дальний Восток, населяют не менее 50...60 тыс. видов. Только около 1000 из них отмечены как вредные. Видов насекомых, приносящих пользу, значительное больше, но недостаточные знания не позволяют даже приблизительно назвать их число.
