Вредителей легче контролировать в видовом разнообразии
Учёные из Центра экологических исследований имени Гельмгольца (UFZ) в Лейпциге обнаружили ранее неизвестный эффект: в средах с высоким видовым богатством у вредителей медленнее развивается устойчивость к химическим средствам борьбы. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Проблема устойчивости
Вредители быстро развивают резистентность к инсектицидам — часто для этого достаточно единичного изменения в генетическом материале. Известно более 500 видов вредителей по всему миру, устойчивых к 300 различным инсектицидам. При этом нетarget-виды (например, в прилегающих к полям лесах и водоёмах) становятся устойчивыми в 2–4 раза медленнее, чем вредители, у которых резистентность возрастает в 10–1000 раз.
Гипотеза и механизм
Исследователи предположили, что ключевую роль играет внутривидовая конкуренция. Вредители, быстро размножаясь в монокультурах, сталкиваются с жёсткой конкуренцией за ресурсы. Пестициды ослабляют неустойчивых особей, а резистентные получают преимущество и вытесняют их.
В разнообразных сообществах (например, на границах полей) на популяции влияют хищники и виды-конкуренты, что ограничивает размножение и внутривидовую конкуренцию. Это мешает резистентным особям реализовать своё преимущество, замедляя распространение гена устойчивости.
Экспериментальное подтверждение
Учёные провели лабораторный эксперимент с комаром Culex quinquefasciatus (переносчик вируса Западного Нила и птичьей малярии). В популяциях из 400 личинок 75% имели ген устойчивости к инсектициду ace-1R. Условия варьировались:
- Высокая конкуренция: быстрый рост популяции без хищников.
- Наличие конкурентов: в аквариумы добавляли дафний.
- Наличие хищников: регулярно удаляли 10–20% личинок.
- Контроль: отсутствие инсектицида.
Наблюдения велись за 6 поколениями комаров ("микроэволюция").
Результаты
- Быстрее всего ген устойчивости распространялся в популяциях без хищников и межвидовой конкуренции (с 75% до 95%).
- Наличие дафний или "хищников" значительно замедляло распространение гена устойчивости в условиях обработки инсектицидом (хлорпирифосом).
- Без инсектицида ген устойчивости (который требует энергозатрат и даёт недостатки, например, замедленный рост) быстрее терялся в популяциях с высокой конкуренцией (с 75% до 40%). Дафнии и хищники замедляли и эту потерю.
Выводы и перспективы
Дополнительные экологические вызовы (конкуренты, хищники) действительно замедляют микроэволюцию и развитие резистентности. Это фундаментальный принцип, применимый ко многим видам и средам.
Практический вывод: повышение биоразнообразия (введение конкурентов и хищников вредных организмов) может снизить развитие устойчивости у вредителей. Это позволит бороться с ними меньшими дозами пестицидов. Однако необходимо проверить эту стратегию в полевых условиях.
Таким образом, видовое разнообразие не только даёт экологические преимущества, но и может облегчить контроль над вредителями.