Химический язык насекомых - Валерий Балаян

Здесь кстати, рассказать одну «экологическую историю», которую, вспомнив басни Крылова, можно было бы по аналогии назвать «Тля и муравей».

На примере рыжих муравьев, чьи муравейники стали объектом заботы и охраны, можно проследить, насколько сложны ситуации и взаимосвязи в природе, изучением которых занимается экология. Что может случиться, если окружающий нас животный мир «грубо» делить на «полезных» и «вредных». Тли — мельчайшие растительноядные насекомые, злостные вредители. Примеров тому достаточно. Они губят урожай яблоневого и грушевого сада, декоративные растения. Тли обитают большими колониями либо на надземных частях растений — стеблях, листьях, либо на корнях. Эти мелкие нежные насекомые убивают растения, буквально высасывая из них соки. Листья, на которых поселилась тля, не бросаются в глаза повреждениями. Ведь тля не обкусывает их, а сосет. Листья, словно их точит скрытая болезнь, теряют свой сочный зеленый цвет, сначала они светлеют, затем желтеют и, наконец, увядают. При массовом поселении сосущих насекомых на стволах или корнях растения могут засохнуть. Даже великаны леса — хвойные деревья не могут устоять против этих насекомых, самые большие из которых имеют в длину всего-то 6,0 мм! Тля вызывает преждевременное опадение хвои, и за какие-нибудь два года деревья усыхают. Так объявим же беспощадную и бескомпромиссную войну тле, войну на полное уничтожение! Собственно, так и пытались поступать до недавнего времени. Правда, без должного успеха. Но в природе все полезно и необходимо, ведь взаимодействие живых организмов и их пищевые связи очень сложны. Если уничтожить тлей, растения будут развиваться гораздо лучше. Но многие животные, питающиеся этими насекомыми, погибнут от голода, а шестиногие, собирающие сладкие выделения тлей, ощутят недостаток углеводов в ежедневном рационе. Рыжие муравьи вымрут, так как ежегодно обитатели одного муравейника слизывают до 90 кг «медвяной росы».

Именно с биологической особенностью тли связан интерес, который проявляют к ней муравьи. Покровы у тлей нежные, и через них легко испаряется вода. Поэтому, чтобы не погибнуть от высыхания, насекомые высасывают большее количество соков растений, чем им необходимо для пропитания. Избыток сахаров, растворенных в соке растений, на которых насекомое питается, но которые им не усваиваются, выводится в непереваренном виде из организма тли. Этим выделением и питаются муравьи.

Не все виды муравьев можно зачислить в союзники человека. Например, муравьи Рихтера доставляют немало хлопот фермерам ряда сельскохозяйственных районов США. Они наносят ущерб посевам различных культур. Был выделен и синтезирован феромон этих муравьев. Он-то сразу и облегчил борьбу с ними. Синтетический феромон добавляли к инсектициду, но обрабатывали химическим препаратом не все поле, а небольшой участок посева. Феромон привлекал к себе внимание. Достаточно было одному-единственному муравью проложить сюда путь, как по проторенной дороге, которую, как и положено этому общественному насекомому, муравей-разведчик отметил своими настоящими феромонами, устремлялись и другие особи. А дальше вступал в действие инсектицид. Ценность метода и в уменьшении расхода пестицида, что само по себе экономически выгодно, и в снижении вреда для окружающей природы.

Химическое оружие, применяемое для защиты растений, в отличие от биологического, имеющего более строгую направленность, уничтожает правах и виноватых — насекомых-вредителей и насекомых-хищников, которые в естественных условиях уничтожают врагов урожая или лесных насаждений. Однако первые, как растительноядные (у них-то пища в изобилии), способны быстрее восстановить численность популяции, чем насекомые-хищники, и снова приняться за уничтожение растений.

Известна биологическая борьба с вредителем плодовых сортов в Северной Америке, которая продолжалась по крайне мере с 1860 по 1980 г. В эти края плодожорка попала из Франции в первой половине XVII в. С 1935 г. предпринимались попытки искоренить ее при помощи насекомых-хищников. Конечно, удача налицо, но о полной победе говорить не приходится. Биометоды помогают пока выигрывать сражения только во время боев «местного значения».

Бывают случаи, когда, несмотря на все принимаемые меры, насекомые не только не уменьшаются количественно, но и «завоевывают» новые территории и даже «перешагивают» (правда, не без помощи человека) границы материков.

В начале XX в. в США объявился европейский вредитель — кукурузный мотылек, который нашел здесь для себя такую благодатную почву, что стал еще более плодовитым, чем на родине, и, не ограничиваясь кукурузой, включил в свое меню многие другие культуры. Ущерб, который он наносит ежегодно, исчисляется миллионами долларов.

Правда, новый свет не остался в долгу перед Европой и вскоре «одарил» ее... колорадским жуком. Этот вредитель встречался в Северной Америке в основном на диких растениях из семейства пасленовых. До середины прошлого века о нем вообще-то знали исключительно энтомологи. Но вот этот жук, считавшийся безвредным, попал на картофельное поле (кстати, картофель тоже из семейства пасленовых) и стал размножаться с катастрофической быстротой, начисто объедая листья растений. В 1922 г. колорадский жук был впервые зарегистрирован в Европе. С тех пор наступление его продолжается. Колорадский жук дает три поколения за сезон, а потомство одной самки может составить 31 млн. экземпляров, причем она не самая плодовитая среди вредителей. Так, потомство самки кровяной тли, появляющееся за одно лето, выражается 31-значным числом.

Более 60 тыс. видов насекомых паразитируют на растениях. Сколько растений погибает, становясь пищей различных вредителей, которые повреждают корни, стебли, листья. Чтобы обрисовать масштабы потерь, приведем такой пример: одна гусеница бабочки за сутки съедает листьев деревьев в 4...5 раз больше, чем весит сама. Сколько полей, опустошенных массовым нашествием вредителей, чернеют, словно немой упрек земледельцу. Особенно тревожат сообщения о том, что все больше возникает устойчивых популяций вредителей. Это явление происходит быстрыми темпами и приобретает угрожающие масштабы.

Опубликованы неутешительные статистические данные о том, что ежегодно вредители истребляют на нашей планете свыше 30 млн. тонн зерна. Это значит, что хлеборобы вынуждены платить огромную дань, отдавая насекомым помимо своей воли почти каждый пятый центнер урожая. Конечно же, среди вредных шестиногих немалую часть составляют и те виды, которые приспособились к пестицидам.

Что значит приспособились к пестицидам? Ведь природа не снабдила насекомых «респираторами». Исследователи видят причину в том, что насекомые — эти древнейшие обитатели планеты — очень жизнеспособны, а их развитие продолжается и в настоящее время. Очень высокая способность к размножению ведет к тому, что среди потомков одной и той же пары насекомых появляется особь, которая под действием химического агента, вызвавшего мутацию (изменение наследственных свойств организма), отличается от предков более высокой сопротивляемостью к пестицидам и выживаемостью. Пожалуй, в этом плане наиболее характерен пример с ДДТ, который в 50-х годах широко применялся в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей урожая. ДДТ действовал на нервную систему насекомых, накапливался в ней и вызывал ее паралич. Этот препарат стал применяться в широких масштабах и, надо сказать, небезуспешно. Прошло несколько лет, и с полей стали поступать менее утешительные сведения. На некоторых насекомых-вредителей ДДТ перестал оказывать свое парализующее действие. Энтомологи определили, что у таких шестиногих появился фермент, который окислял, обезвреживал этот препарат.

Из 60 видов комаров, распространяющих на земном шаре малярию, 50 видов безболезненно переносят любой из трех инсектицидов, считавшихся наиболее эффективными. Причем более 10 из этих видов уже выработали устойчивость и к новым инсектицидам.

Группа энтомологов и биохимиков изучила динамику эффективности воздействия пестицидов, гербицидов и инсектицидов на насекомых-вредителей. Установлено, что за десятилетие (1971–1980 гг.) число видов разнообразных вредителей сельского хозяйства, обладающих полным иммунитетом по крайней мере к одному из пестицидов, возросло во всем мире с 225 до 428. За этот же период в 17 раз увеличилось число видов насекомых, устойчивых к такой широко распространенной группе химических средств борьбы, как карбаматы. Муха домашняя и червь табачный, вредящий хлопковым плантациям в США, «переносят» почти любой опробованный на них пестицид. В странах Азии известно 11 видов насекомых-вредителей рисовых посевов, устойчивых по меньшей мере к одной из групп этих химических соединений.

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.