Валерий Балаян - Химический язык насекомых
Применение пестицидов, кроме неудач в области защиты растений, таит в себе еще одну, мягко говоря, неприятность для человечества. После массовых применений пестицидов в почве, атмосфере, воде рек и озер, в живых организмах стали находить следы этих веществ. Даже за тысячи километров от земледельческих районов в суровом бассейне Северного Ледовитого океана были обнаружены пестициды.
Массированное наступление на вредителей обернулось чем-то вроде бомбы замедленного действия для биосферы, нарушились естественные сообщества организмов — биоценозы, резко снизилась их способность к саморегулированию.
По мере того как факты отрицательного воздействия синтетических пестицидов на биосферу не только накапливались, но и анализировались, ученые и практики убеждались в необходимости комплексного поиска новых путей профилактики и борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур с учетом проблем охраны окружающей среды. Стали вырисовываться и эти пути — разумное сочетание методов, возвращение к традиционным способам и поиск новых эффективных и безопасных пестицидов, при создании которых учитывались бы не только экономические, но и, может быть, в первую очередь экологические, санитарно-гигиенические и социальные аспекты защиты растений.
В последние десятилетия приобрели право гражданства в области защиты растений термины «интегрированная борьба», «интегрированные методы», «интегрированная система». В понятие их входит сочетание химических, агротехнических и биологических методов, применяемых с точки зрения эффективности борьбы с вредителями растений и наибольшей безопасности окружающей природы.
Химические средства в интегрированной системе защиты растений сейчас занимают первое место, и благодаря их применению в нашей стране сохраняется сельскохозяйственная продукция на миллиарды рублей, а борьба с насекомыми-вредителями проводится на десятках миллионов гектаров сельскохозяйственных угодий. В ближайшее время пестициды еще останутся на службе у защитников урожая, но они будут применяться в сочетании с другими агротехническими приемами, один из которых — выведение устойчивых сортов растений.
Это весьма радикальное средство защиты сельскохозяйственных культур, хотя и самое сложное, так как речь идет о вторжении в интимный механизм клетки. Устойчивость, как и любой другой признак, передающийся по наследству, контролируется строго определенной системой генов. Вмешиваясь «со своими предложениями» в этот великолепно отлаженный природный механизм, мы как бы провоцируем растения на предпочтительность одного перед другим. Такой отбор растений на устойчивость нередко приводит к ухудшению других свойств, присущих до этого растениям,— скороспелости, урожайности, пищевой ценности. Однако игра стоит свеч.
Трудности создания устойчивых сортов заключаются в том, что каждый ген, отвечающий за это качество, контролирует невосприимчивость растений не ко всем разновидностям врагов, а лишь к некоторым. Кроме того, случается, что из-за мутации возникают новые расы вредителей, которые в течение нескольких лет преодолевают сортоустойчивость.
«Корни современного растениеводства, — говорит академик А. А. Баев,— уходят в глубь тысячелетий. Окультуривание диких растений началось еще в неолите и в конце концов привело к формированию 29 главных видов сельскохозяйственных культур, которые кормят человечество. Но экологические условия постоянно меняются. Возникают новые паразиты, против которых растения еще не выработали средства защиты. Новые факторы возникают и в результате человеческой деятельности. Растения должны приспосабливаться и к ним. Так что необходимость в селекции непрерывно растет. Выводимые сорта обычно рассчитаны на 6...8 лет использования. Затем их следует заменять новыми».
Особое место в интегрированной системе защиты урожая занимают биологические методы борьбы с вредителями. На них ученые и практики возлагают большие надежды. К биологическим методам относятся и использование живых организмов — врагов наших врагов, и регулирование численности популяции при помощи сигнальных химических соединений.
Специалисты считают, что полезных насекомых десятки тысяч видов. Их в несколько раз больше, чем вредных. В природе у каждого вредителя есть естественный противник. Насекомые-хищники, или энтомофаги, стали союзниками земледельцев, а некоторые виды разводятся искусственно. В СССР биологические методы защиты применяются на площади в несколько десятков миллионов гектаров. Например, энтомофаг трихограмма размером не более 1,5 мм используется в борьбе против озимой, хлопковой, капустной, огородной и других совок, кукурузного и лугового мотыльков, яблонной и гороховой плодожорок. В промышленных условиях разводятся энтомофаги златоглазки, хищные мушки галлицы (против бахчевой тли) и другие враги наших врагов. В стране постоянно расширяются масштабы экологически чистых и экономически выгодных биологических методов борьбы с вредителями и создается оборудование для разведения в промышленных условиях полезных насекомых.
Природа многообразна. Массовое размножение насекомых обусловлено внутренними особенностями вида, закрепленными наследственно, а также внешними факторами. Сюда можно отнести климатические изменения, вызванные солнечной активностью, сокращение количества врагов данного вида, которые подчиняются несколько иной цикличности, и другие причины.
Выдвинуто предложение о создании государственных книг, в которых будут регистрироваться циклы массового размножения насекомых, наносящих большой вред сельскому хозяйству. Устанавливать и регулировать численность популяций службе защиты растений помогут феромонные ловушки.
Пока все без исключения испытанные феромоны показали себя с самой лучшей стороны: они наименее токсичны из всех средств борьбы с насекомыми. Применение феромонов может преследовать две цели: массовый вылов особей для удаления бо́льшей части размножающейся популяции или только ее дезориентацию — разрушение системы связи между самцами и самками.
Проходят испытания также и другие сигнальные химические средства — антифиданты, или «подавители питания». Если считать, что использование феромонов находится в «юношеском возрасте» (этому методу нет и двух десятилетий), то применение антифидантов — «в младенческом». Пожалуй, такие соединения ближе всех стоят к «терапевтическим» средствам борьбы с насекомыми, так как в отличие от большинства других средств подавители не ликвидируют самого вредителя, а лишь снижают наносимый им ущерб. Антифиданты не губят других насекомых и не нарушают равновесия в природе. Кроме того, если к инсектицидам насекомые привыкают, то к антифидантам адаптироваться не могут.
Конечно, мощная доза антифиданта может убить насекомое, точнее сказать, довести вредителя до голодной смерти, если он монофаг — поедает один-единственный вид корма и не может «переквалифицироваться» на иные, или — олигофаг и питается лишь немногими видами растений. Как, например, колорадский жук, для которого пищей служат только те растения, которые принадлежат к семейству пасленовых.
Как отбить у жука аппетит? Как «отвадить» его от пасленовых? Один путь тот, о котором говорил академик А. А. Баев. Он ведет к «созданию» растений, которые сами вырабатывают вещества, отбивающие аппетит у жука. Другой — синтез или получение природных антифидантов и обработка ими растений.
Антифиданты — это целый набор очень специфичных веществ, которые трудно синтезировать. Однако установлено, что они входят в состав защитных секретов и метаболитов — продуктов жизнедеятельности растений. Правда, растительные антифиданты имеют недостатки: действие их кратковременно и неустойчиво, к тому же, чтобы получить их в больших количествах, нужно переработать очень много исходного сырья.
Использование «подавителей питания», относящихся к природным соединениям, пока еще не вышло из стадии эксперимента. Исключение, пожалуй, составляют пиретрины — органические эфиры, экстрагируемые из сушеных цветков растения, похожего на ромашку, выращиваемого главным образом на Африканском континенте. Так, гусеницу яблонной плодожорки пиретрины отпугивают от пищи. Самое важное преимущество природных антифидантов — возможность их интеграции с применением полезных насекомых.
В настоящее время репелленты все чаще приходят на помощь человеку. Эти вещества обеспечивают нормальные условия труда для людей, защищая их от гнуса и комаров. Репелленты — незаменимое средство для туристов, рыболовов, охотников и всех, кто любит отдыхать на природе. Эти вещества используют в форме аэрозолей, кремов и эмульсий, нанося их на кожу, рабочую одежду, защитные сетки и накидки. Наша промышленность выпускает такие лосьоны, как «ДЭТА-20» и «Ребепин», кремы «Редэт» и «Табу-В», аэрозоль «Тайга» и другие. Так летучие молекулы защищают людей от кровососущих насекомых.
