Изучение содержимого желудков пауков показывает их роль в контроле вредителей
На фермах пауки — важные хищники, контролирующие популяции насекомых, включая вредителей, способных повреждать урожай. Понимание их роли в агроэкосистемах показывает, как их можно использовать в качестве агента биоконтроля для ограничения численности вредителей.
Полуестественные участки вокруг полей служат важными местами обитания для пауков и других членистоногих. Эти места могут обеспечивать укрытие и альтернативные источники пищи, когда условия на полях становятся слишком суровыми из-за применения пестицидов или вспашки.
Рацион пауков
Чтобы определить эффективность пауков для биоконтроля, необходимо знать их рацион и поедают ли они сельскохозяйственных вредителей.
Относительный размер добычи и прочность её экзоскелета ограничивают способность пауков механически пережёвывать пищу, поэтому они питаются, разжижая остатки жертвы. Пауки выделяют на добычу пищеварительные ферменты, чтобы расщепить ткани, что затрудняет изучение их рациона.
Одно из решений — анализ содержимого желудков пауков с помощью ДНК-баркодирования. Этот метод включает секвенирование короткого стандартизированного фрагмента ДНК определённого гена для идентификации вида, включая любые разжиженные остатки.
Использование ДНК-баркодирования для анализа содержимого желудков пауков становится всё популярнее. Процесс начинается с отлова пауков в поле. Затем их целиком измельчают в «ДНК-суп» для экстракции ДНК из содержимого желудка. Это важно, так как желудок паука простирается в разные части тела.
С помощью этого метода можно определить, является ли паук генералистом (питается широким спектром добычи) или специалистом (питается определённым видом или группой, например, сельхозвредителями). Такая информация позволяет рассматривать пауков как агентов биоконтроля — более устойчивое, дешёвое и экологичное решение.
Генералисты, включая пауков, едят всё, что находят в агроландшафтах: как вредителей (тли), так и не-вредителей (ногохвостки). Предыдущие исследования, изучавшие только три вида пауков, показали «пустые желудки» у хищников в начале сезона и увеличение содержимого позже.
Исследование сообществ пауков
Наше текущее исследование проводится в агроландшафтах с восстановленными местообитаниями (луговые прерии, водно-болотные угодья) рядом с полями. Разные типы местообитаний меняют структуру пищевой сети, влияя на популяции пауков и функцию биоконтроля.
Мы интенсивно отбирали пробы сообществ пауков в течение четырёх месяцев (с мая по август) на разном расстоянии от полей, чтобы изучить их перемещение в течение сезона роста. Эти знания важны для определения сроков применения пестицидов.
Группы пауков
Предварительные данные выявили несколько функциональных групп пауков на землях с восстановленными местообитаниями: плетущие сети, наземные, засадные, охотники.
Всего за период отбора проб постоянно обнаруживалось 20 семейств пауков, что является высоким показателем при оценке в 25 семейств для этих территорий. Мы находим большее обилие пауков и их добычи в полуестественных зонах (водно-болотные угодья, прерии) вокруг полей и ближе к восстановленным участкам.
Данные также показывают, что июнь и август — пиковые периоды активности пауков на фермах, и в это время они перемещаются значительно больше, чем в мае и июле.
Обеспечение защиты
Анализ содержимого желудков поможет понять роль пауков в экосистеме. Это особенно важно в сельском хозяйстве для продвижения экологически устойчивых моделей защиты урожая, основанных на естественном контроле вредителей.
Согласно метаанализу 58 опубликованных исследований, пауки подавляли сельскохозяйственных насекомых-вредителей в 79% исследований, что улучшало состояние урожая.
Чрезмерная зависимость от химических средств контроля неустойчива; срочно необходимы экологически обоснованные подходы. ДНК-баркодирование открывает новые пути для изучения экологии пауков и их потенциала как агентов биоконтроля. Дальнейшее развитие технологий секвенирования ДНК и биоинформатики будет способствовать более устойчивой сельскохозяйственной практике.