Текст уведомления здесь
Дейтонимфы Dendrolaelaps quadrisetus на тачке короеда-типографаФото предоставлено пресс-службой ТюмГУ

Полезные паразиты в норе под корой

«Чердак» поговорил с ученым, который ищет клещей, что помогли бы сибирской тайге

Ученые из Тюмени завершили проект по исследованию клещей, которые могли бы помочь спасти пихтовые леса от вторжения жука-короеда с Дальнего Востока. Корреспондент «Чердака» поговорил с биологом Александром Хаустовым из международной комплексной научно-исследовательской лаборатории по изучению изменения климата института X-BIO (Институт экологической и сельскохозяйственной биологии) ТюмГУ об этом проекте, короедах-таксистах и бурной жизни в древесных ходах.
Добавить в закладки
Комментарии

Жуки-короеды — одни из главных вредителей лесов. Поэтому в Западной Сибири есть сейчас серьезная проблема с пихтами, связанная с глобальным потеплением и жуками-короедами. Изменение климата делает воздух слишком сухим для пихт, те слабеют и становятся уязвимыми для короеда, полиграфа уссурийского. Заметим в сторону, что проблем хватает не только у пихт, конечно, ведь существуют и другие вредные короеды, например короед-типограф, который питается в основном елками.

Для борьбы с вредителями используют не только химию, но и естественных врагов. Ученые из Тюменского государственного университета три года искали кого-то, кто мог бы сдерживать численность полиграфа. В результате им удалось найти клеща, который ест яйца и личинок короеда и способен серьезно навредить полиграфу.

Чем занят клещ

— А какие вообще бывают клещи?

Сразу хочу вас поправить, правильно говорить не кле́щи, а клещи́. Кле́щи — это инструмент, которым гвозди выдергивают. Хочу сразу отметить, что клещи — это не насекомые, это паукообразные. По количеству видов они, предположительно, на втором месте после насекомых. Максимум на третьем. И клещи, по сравнению с теми же насекомыми, изучены крайне слабо. Реально существующее количество видов в несколько раз больше, чем то, сколько мы знаем сейчас, и по количеству описанных новых видов они находятся на одном из первых мест. Во-первых, потому что они очень маленькие. Большинство клещей меньше полмиллиметра, а есть такие, которые размером 100 микрометров и не видны невооруженным глазом. В последнее время значительно улучшились микроскопы — мы теперь видим больше признаков, чем видели раньше, и описываем гораздо больше видов. То, что раньше, лет 50-60 назад, было одним видом, сейчас уже часто относится к отдельным родам.

Первое, что стоит заметить насчет их роли в экосистеме: из-за того что клещи очень маленькие и многочисленные, они относятся к так называемой экологической группе микроартропод. Вместе с клещами к этой группе относятся такие маленькие животные вроде насекомых — коллемболы, или ногохвостки.

Микроартроподы — это целая огромная армия, которая живет у нас под ногами.

Они участвуют в разложении органического вещества: листья, которые опадают с деревьев, растения травянистые гниют — они пережевывают этот опад и делают его удобоваримым для растений. Они его переваривают, и растения могут потреблять те же самые вещества. Они участвуют в процессах почвообразования, это огромная роль, и клещи на первом месте тут находятся.

Второе соображение: существует огромное количество клещей, питающихся грибами, — микофаги. Где есть влага и органика, там есть грибы, и клещи ими тоже питаются. Существует очень большое количество клещей-хищников. Они едят прежде всего других клещей, других мелких микроартропод и очень много питаются нематодами. Есть специализированные хищники, которые питаются личинками насекомых. Есть клещи, которые питаются личинками жуков-короедов. Есть клещи, которые питаются личинками мух. Ну и, конечно, колоссальное разнообразие паразитов-клещей. Прежде всего это клещи, которые паразитируют на теплокровных животных, иксодовые клещи, которых у нас неправильно называют «энцефалитными клещами».

— А сколько клещам лет? Давно они живут на Земле?

— Это древнейшая группа! Реальный возраст мы можем посмотреть, изучая только ископаемые останки. Поскольку клещи очень маленькие, найти отложения очень сложно. В основном мы можем изучать только янтари, там где они прилипли и остались, а самые старые янтари — это чуть больше 100 млн лет назад. Но в действительности эта группа, скорее всего, древнее насекомых, паукообразные в принципе древнее насекомых. Видимо, это одни из первопоселенцев суши. В карбоне  они достоверно известны (карбон — геологический период, который начался 359 и закончился 299 миллионов лет назад — прим. «Чердака»).

Клещ, полезный народному хозяйству

— Расскажите о недавних исследованиях клещей, связанных с короедами.

— Был крупный проект, поддержанный Российским научным фондом (РНФ выдал рассчитанный на 2016—2018 гг. грант «Клещи — симбионты короедов — основных лесообразующих хвойных пород Западной Сибири»). Изначально стояла идея изучения клещей, связанных с наиболее вредоносными видами короедов, которые обитают в Западной Сибири. Есть такой короед, уссурийский полиграф, который в последние десятилетия вселился с Дальнего Востока на территорию Восточной и Западной Сибири и уничтожает пихтовые леса. Там, на месте, на Дальнем Востоке, он каким-то вредителем вообще не является. А сибирскую пихту он так полюбил, что сейчас происходит массовое размножение этих короедов, так что уничтожаются целые леса. Стояла идея выяснить роль клещей в регулировании численности популяции короедов. Кроме того, мы изучали комплексы видов клещей, которые связаны с тем или иным видом короедов, пытались изучать биологию отдельных видов клещей, как они себя ведут, как размножаются, чем питаются.

Есть разные методы изучения короедов и клещей. Для массового отлова короедов, которые заселяют деревья, существуют специальные ловушки. Помещается феромон в ловушку, короед летит на запах феромона и попадается. Так можно собирать тысячи короедов, и мы так изучали короеда-типографа.

Когда летят короеды, к ним цепляются и клещи, которые используют их в качестве транспорта — как бесплатное такси.

(На конце тела короедов находится тачка — углубление в надкрыльях, в котором жуки вытаскивают опилки из ходов. На этой тачке в том числе и ездят клещи — прим. «Чердака»). Таким образом [они расселяются] — на короедах или на других насекомых, которые каким-то образом связаны с короедами, потому что в ловушки летят и хищные насекомые, которые питаются короедами. Весь комплекс насекомых, которые летят в ловушку, мы изучали и изучали комплекс клещей. Скажем, с короедом-типографом связано более 60 видов клещей, целая огромная армия. Среди них есть как виды, питающиеся различными стадиями развития короеда, так и виды, которые питаются в ходах короедов различными веществами, грибами — есть виды клещей, способные переносить споры грибов, тем самым участвуя в распространении вредоносных грибов.

Нимфы клеща Dendrolaelaps quadrisetus на тачке короеда-типографаПредоставлено пресс-службой ТюмГУ

— То есть в ходах короедов растут грибы, которые едят клещи, которые принесли споры грибов?

— Да, да, такое вот взаимодействие. Есть еще большое количество хищников, которые питаются другими клещами или нематодами. Очень много в ходах короедов нематод. На самих короедах расселяются нематоды, есть нематоды, паразитирующие на короедах. Нас в значительной степени интересовали прежде всего виды, которые способны регулировать численность короедов. К ним как раз относятся клещи-паразитоиды и хищники. Чем паразитоиды отличаются от хищников? Хищники питаются несколькими жертвами в течение жизни: съели одного, [потом] пошли съели другого. А паразитоид способен питаться одной жертвой всю жизнь.

Клещи питаются яйцами короедов, высасывают их, при этом увеличиваясь в размерах в десятки и сотни раз. Некоторые после питания откладывают яйца, а некоторые просто живородящие, то есть из напитавшейся самки клеща выходит многочисленное потомство. Есть паразитоиды, которые питаются исключительно яйцами, а есть клещи, которые способны питаться всеми неполовозрелыми стадиями — и яйцами, и личинками, и куколками.

Цикл развития клеща Pyemotes dryas на личинке короеда Pityogenes chalcographus: А — начало развития (первые часы питания), Б — второй день, В — третий день, Г — четвертый день, Д — пятый день, Е — седьмой день (видны отродившиеся самцы)Предоставлено пресс-службой ТюмГУ

Самые интересные для человека клещи — Pyemotes. У нас изучался один вид, Pyemotes dryas, он связан с очень широким кругом короедов, полиспецифичный. Он способен переходить от одних видов короедов к другим. Поэтому его перспективно в дальнейшем изучать и попытаться использовать против тех видов короедов, которыми он в естественных условиях не питается. Мы пытались выращивать в лабораторных условиях, на личинках короеда. Он прекрасно им питается и развивается, но возможным ограничением его использования является неспособность расселяться на именно этом виде короедов. Мы не можем искусственно где-то ходить и распылять этих клещей по огромным территориям наших лесов.

— Не все умеют расселяться?

— Не на всяком короеде они способны это делать. К сожалению, не на всех.

— То есть они могут паразитировать на разных видах…

— Но расселяться далеко не на всех.

Самка Pyemotes dryas, путешествующая на короеде гравере обыкновенном (Pityogenes chalcographus): A — общий вид, Б — детальный видПредоставлено пресс-службой ТюмГУ

— А по каким признакам определяют перспективность клещей для борьбы с короедами?

— Во-первых, они должны быстро размножаться, например у Pyemotes dryas жизненный цикл — семь дней. Конечно, в природе, при колебаниях температуры, жизненный цикл может удлиняться. Во-вторых, они способны питаться достаточно многократно, то есть у них сменяется несколько поколений в течение года.

Pyemotes dryas способны питаться постоянно в течение года. Пиемотесы в отдельных случаях уничтожают расплод короедов полностью.

— А почему они естественным образом не уничтожат короедов?

— Короеды регулируются естественным образом, короедов едят очень многие. Хищные насекомые, наездники, птицы, но в некоторых случаях происходит массовая вспышка — тогда их ничто не может остановить. Летают тучи короедов, при этом они способны уничтожать вполне здоровые деревья. В дальнейшем, конечно, накапливается количество хищников и паразитов, которые регулируют численность короедов, но все равно они успевают нанести урон на местах. Поэтому поиск каких-то агентов, которые способны регулировать численность короедов, очень важен в настоящее время. К сожалению, пока мы не нашли клещей, которые естественным образом могли бы регулировать численность уссурийского полиграфа, но работа продолжается, в перспективе это вполне возможно.

— Это перспективное направление?

— Да, это направление широко развивается сейчас в сельском хозяйстве. Это поиск каких-то хищных видов, способных уничтожать фитофагов. Против них хищные клещи уже найдены, их только тестируют, лучше или хуже.

На растениях есть целая группа растительноядных клещей, которые питаются соками растений, и из их числа есть много вредителей сельского хозяйства. Особенно ощутимый вред [клещи наносят] в теплицах, потому что теплицы — это закрытый грунт, и там нет своего комплекса хищников, которые могли бы регулировать их численность. Если попадают те же паутинные клещи, они могут приносить ощутимый вред. Против них используют хищных клещей. Специально выращивают на фермах, потом выпускают, и они прекрасно регулируют численность вредных, растительноядных клещей. Это огромный бизнес, есть специальные фирмы, которые выращивают этих клещей и рассылают по всему миру тем, кто нуждается.

— А на чем их выращивают?

— Есть разные методы, но сейчас наиболее распространенный — выращивание на амбарных клещах, которые способны питаться какими-то отрубями, остатками зерна, которые не используются в пищу, и потом выпускают хищных клещей, которые питаются этими клещами. Сейчас эти методики отработаны.

Клещ в земле и имя, которое может определить карьеру

— Зачем вы исследуете клещей-паразитоидов, понятно. Как вредят растительноядные клещи, тоже ясно. А зачем изучать почвенных клещей?

— Это философский вопрос, зачем вообще что-то изучать. Дело в том, что наука направлена на познание окружающего мира, и человек тоже часть окружающего нас мира. Чисто прикладные аспекты — второстепенные, на мой взгляд. Они, как правило, плавно вытекают из фундаментальных исследований. На первом месте — фундаментальные исследования, в их рамках происходит создание парадигмы, то есть каких-то крупных открытий, в рамках которых происходят какие-то более мелкие.

Существует огромное количество клещей — мы должны знать, какое количество, какие виды, какова их роль в экосистеме, какую нишу они занимают. Начиная от описания видов, — к изучению их биологии и их экологической роли. Это большой и сложный комплекс исследований.

Я понимаю что у 99% людей существует антропоцентрическое мировоззрение: они считают что любое исследование должно быть направлено на пользу человека. Это нормально и правильно, но для обычного обывателя бывает сложно понять, зачем заниматься той или иной наукой.

Есть такие научные направления, от которых никакого практического применения. Скажем, литература или философия — никакого практического применения. Тем не менее это очень важные направления сознания человека.

— А почему вы решили выбрать эту специальность?

— Дело в том, что, когда я поступил в университет, я был любознательным человеком. Хотелось чем-то заниматься, будучи студентом. Думал заняться насекомыми — они всегда мне нравились. А потом мне в руки попала статья, в которой был описан вид клещей, названный в честь отца. Мой отец работал в Ялте, в ботаническом саду, и мой будущий руководитель назвал в честь моего отца вид клещей. И я подумал, почему бы мне клещами не заняться. Ну так и пошло...

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы
Фрагмент Королевских ворот в Хаттусу, столицу Хеттской империиStylone / Фотодом / Shutterstock

Бронзовый коллапс, или Куда делись все эти люди

Чем был вызван кризис средиземноморских цивилизаций три тысячи лет назад

В конце второго тысячелетия до нашей эры в Греции и на Ближнем Востоке — в Месопотамии, в Древнем Египте, в Сирии, в Малой Азии — творились очень странные дела. Великие царства бронзового века одно за другим уходили в небытие, из ниоткуда появлялись новые народы, хроники повествовали о нашествиях, голоде и прочих бедствиях. Историки долго предпочитали винить во всем «народы моря», но теперь, благодаря археологическим данным, полученным в последние годы, у нас, кажется, есть основания иначе отвечать на вопрос, кто виноват в коллапсе «бронзовых» цивилизаций.
Добавить в закладки
Комментарии

Как рассказывает профессор Эрик Клайн из Университета Джорджа Вашингтона, директор Капитолийского археологического института, автор книги «1177 BC: The Year Civilization Collapsed», Средиземноморье позднего бронзового века представляло собой мир, очень похожий на современный, — глобализованное пространство с торговыми нитями, опутавшими всю ойкумену, то есть все страны, составлявшие на тот момент европейскую цивилизацию.

Торговые и культурные связи второго тысячелетия до нашей эры обеспечивали единый высокий технологический уровень городов Греции и Ближнего Востока во всем: в кораблестроении, в архитектуре, в обработке металлов. Чтобы показать протяженность и устойчивость торговых путей бронзового века, достаточно сказать, что олово для выплавки бронзовых изделий поступало, скорее всего, из Афганистана, а медь брали на Кипре.  Города были оснащены системами водоснабжения, инженерный уровень которых античным грекам тысячу лет спустя и не снился.

Все это откатилось назад со страшной скоростью в кратчайшие по меркам истории сроки, чтобы сбросить с древнего мира бронзовый век и позволить ему войти в новый век — железный, в ту историю, которую мы изучаем в школе.

За относительно короткое время — в древнеегипетских надписях зафиксирован промежуток от 1207 до 1177 года до нашей эры — весь прекрасный бронзовый мир растворяется. Торговые связи рушатся. Из известных нам царств бронзового века в более-менее нетронутом виде остается Египет, который теряет контроль над Сирией и Палестиной. Вавилон и Ассирия сохраняют разве что локальное значение. Исчезает микенская цивилизация. Разрушена Троя. [ ... ]

Читать полностью
Константин КрутовскийФото из личного архива

«Чего часто не хватает на местном уровне? Амбиций»

Большое интервью с Константином Крутовским, создателем центра геномных исследований в Красноярске

Константин Крутовский — специалист в области лесной геномики, профессор Гёттингенского и Техасского агро-механического университетов, ведущий научный сотрудник Института общей генетики РАН. Шесть лет назад он стал одним из создателей НОЦ геномных исследований в Сибирском федеральном университете, а в 2014-м победил в конкурсе мегагрантов с проектом «Геномные исследования основных бореальных лесообразующих хвойных видов и их наиболее опасных патогенов в Российской Федерации». Егор Задереев специально для «Чердака» встретился с Константином и поговорил с ним о сибирских лесах, геномах деревьев и научных исследованиях вокруг них.
Добавить в закладки
Комментарии

[ ... ]

Читать полностью

Наука спасать озера

Репортаж Егора Задереева с конференции лимнологов в китайском Нанкине

В конце августа в городе Нанкин прошел 34-й конгресс Международной ассоциации лимнологии. Своими впечатления об одном из самых значимых событий для водных экологов всего мира поделился участник конгресса, ведущий научный сотрудник Красноярского научного центра СО РАН, доцент Сибирского федерального университета и популяризатор науки Егор Задереев.
Добавить в закладки
Комментарии

Лимнология давно переросла терминологически предписанный ей объект исследования — озера («лимне» с греч. «озеро») — и занимается всеми внутренними водоемами. Каждые три года Международное общество лимнологии собирает своих членов в разных странах мира, чтобы обсудить прогресс в изучении озер, рек и водохранилищ. Для меня съезд лимнологов в Китае стал уже пятым.

Изначально лимнология во многом сугубо практическая наука: нужно уметь предсказывать наводнения или засухи, контролировать качество воды для различных нужд, знать где, когда и в каком количестве ловить рыбу. Со временем лимнология обогатила свой арсенал средств и методов. Информация со спутников помогает оценить распределение и биомассу фотосинтезирующих организмов. Автономные погружные датчики позволяют в непрерывном режиме получать информацию о физических и химических характеристиках. Масс-спектрометры, хроматографы, секвенаторы дают невиданную ранее точность в измерении биохимических и генетических параметров. Однако задачи лимнологии как науки остались прежними. Для каждого конкретного водоема нужно уметь предсказывать его реакцию на различные внешние воздействия. Понимаем, как будет изменяться озеро при увеличении загрязняющих стоков или изменившемся климате? Значит, знаем управляющие факторы и при необходимости можем контролировать состояние водоема.

Подготовка и участие в научной конференции идут по стандартной схеме. Пишешь тезисы, оплачиваешь оргвзнос, бронируешь гостиницу и авиабилеты, при необходимости оформляешь визу. Начиная с какого-то времени почти все делается на автомате. В этот раз система почти дала сбой. Подвела логистика.

«Скоростные поезда из Пекина в Нанкин ходят каждые полчаса — не будем бронировать, на месте возьмем», — так я за пару недель до конгресса обнадежил коллегу, с которым мы вместе летим из Красноярска в Китай. [ ... ]

Читать полностью