Изучение естественных врагов насекомых-вредителей

Новый метод определения, атакованы ли тли-вредители своими естественными врагами, может пролить свет на взаимодействие организмов на сельскохозяйственных землях и потенциально помочь защитить важные продовольственные культуры.

Тли наносят значительный ущерб урожаю, высасывая сок растений, замедляя их рост и снижая урожайность. На некоторых культурах они также распространяют болезни, что может быть даже разрушительнее, чем их питание. Фермеры могут несколько раз в год опрыскивать посевы дорогими инсектицидами. Однако учёные из Университета Халла исследуют полезную роль естественных врагов этих вредителей.

Доктор Стефан Дерокль, научный сотрудник Группы экологии сетей Университета Халла, одним из первых применил новый подход в этой области. Результаты его исследования, опубликованные в журнале Molecular Ecology, раскрывают особенности жестоких отношений между тлями и паразитическими осами.

Новый молекулярный метод

Раньше для выявления заражённой паразитоидом тли требовалось собрать тлей в поле, вырастить их в лаборатории и наблюдать, появится ли взрослая оса. Определить точный вид осы было крайне сложно из-за их микроскопических размеров и внешнего сходства.

Теперь появилась революционная молекулярная техника, которая может не только показать, заражена ли тля паразитоидом, но и определить, какой именно вид паразитоида в ней содержится.

Процесс паразитирования и эксперимент

Самки паразитических ос откладывают яйца внутрь тли. Развивающаяся личинка паразитоида поедает хозяина заживо и в итоге выходит из мёртвой тли взрослой осой. Личинки являются именно «паразитоидами», а не «паразитами», поскольку всегда убивают хозяина. Тли, погибшие таким образом, выглядят вздутыми, коричневыми и бумагообразными — их называют «мумиями».

Во время своей докторской диссертации во Франции под руководством профессоров Анн Ле Ралек и Мануэля Плантеженста в исследовательском институте «Agrocampus Ouest» доктор Дерокль собрал более 530 тлей с полевых культур и ещё 2097 тлей с краёв полей (полосы травы и диких цветов). Его интересовало, служат ли края полей «резервуаром» для полезных паразитоидов, помогая контролировать численность тлей на культурах.

Результаты исследования

Учёные собирали тлей индивидуально в пробирки, затем экстрагировали ДНК. Нацелившись на короткий участок ДНК, специфичный для паразитоидных ос, они смогли определить, какие тли заражены паразитоидом, а какие нет. В большинстве случаев при обнаружении ДНК паразитоида удалось определить его точный вид.

Исследование показало, что связь между тлями и паразитоидами гораздо теснее, чем предполагалось ранее.

• Общая доля тлей, заражённых паразитоидом, составила 32%, причём уровень паразитизма на краях полей был значительно выше, чем на самих культурах.
• Однако каждый вид тли, как правило, был связан со своим собственным видом паразитоида.
• Между сообществами тлей и паразитоидов на краях полей и на культурах наблюдалось очень мало смешения.

Доктор Дерокль обнаружил только три вида (из как минимум 32) паразитоидов, которые атаковали тлей как на культурах, так и на краях полей. Похоже, что в данном эксперименте края полей мало способствовали биологическому контролю над тлями-вредителями. Однако известно, что эти места обитания важны для хищников, уничтожающих других вредителей, а также для насекомых-опылителей.

Значение для экосистем

Понимание того, как взаимодействуют сельскохозяйственные растения, опылители, насекомые-вредители и их паразитоиды, крайне важно для учёных, изучающих биологические методы борьбы с вредителями.

Все организмы связаны по крайней мере с одним другим видом различными способами. Без изучения этих сетей взаимодействий невозможно предсказать, как сельскохозяйственные экосистемы могут измениться в будущем. Особенно важно понять, как изменение климата может повлиять на виды сельхозугодий и, как следствие, на экономику сельского хозяйства Великобритании. В рамках исследовательской темы Университета «Энергетика и окружающая среда» учёные сейчас работают с Центром адаптивной науки и устойчивого развития (CASS) и Бизнес-школой Университета Халла (HUBS) над решением этой важной проблемы.