Химический язык насекомых

Короткий Роберт Манусович

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.

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 большей 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.