Валерий Балаян - Химический язык насекомых

Все это, конечно, не означает, что на химические препараты надо наложить запрет, их будут выпускать, и химики плодотворно работают над созданием новых инсектицидов. Без них пока не обойтись. Нередко в посевах и насаждениях вредители при благоприятных для них погодных условиях размножаются в огромном количестве, и только пестициды (ядохимикаты для борьбы с сорняками и вредителями сельского хозяйства) способны «остановить» их. Конечно, не только погода способствует «демографическому взрыву». Его провоцирует и нарушение природного биоценоза в результате хозяйственной деятельности человека.

Природа воздвигает на пути экспериментатора, образно говоря, настоящее укрепление со рвами и окопами, мощными бастионами, толстыми стенами. Взять приступом такую крепость нелегко. Поэтому штурмующие применяют сотни приемов и уловок, начиная с попытки выманить неприятеля из-за укреплений, чтобы дать ему честный бой в открытом поле, и кончая засылкой в его стан какого-либо «сюрприза» вроде «троянского коня».

Именно таким действием представляется применение для защиты растений половых аттрактантов. Эти синтетические аналоги феромонов — своеобразный «троянский конь».

Примеров очень высокой видовой специфичности аттрактантов немало. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте защиты растений проводились работы с различными вредителями, в том числе с восточной плодожоркой. В ловушки помещали самок только одного вида. В экспериментальной зоне в значительном количестве развивались и другие разновидности плодожорок, в том числе довольно близкие родственники тех, с которыми работали ученые. Однако, как показали трехгодичные наблюдения, в ловушки, в которых в качестве приманки содержались самки восточной плодожорки, не залетал ни один самец другого вида.

Подобным образом не вызывал никакой ответной реакции аттрактант восточной плодожорки на самцов яблонной.

Зато уж чутье к привлекающим половым веществам своего вида не могут изменить ни время, ни расстояние. Это хорошо иллюстрирует наблюдение над непарным шелкопрядом. В 50-х годах нашего столетия в Марокко из самок этого вида был экстрагирован половой аттрактант и доставлен из Африки на другой континент — в Америку. Самцы непарного шелкопряда, чьи предки были завезены в США в XIX веке (сколько поколений шелкопряда сменилось за, столетие!), дружно откликнулись на зов самок из Марокко. Следовательно, у этого вида за длительный период развития в совершенно ином географическом районе не произошло каких-либо существенных изменений в природе аттрактанта.

Существует новый раздел биологии — фенетика. Она исследует наследственно обусловленные признаки особи-фены, характерные для разных популяций животных и растений. С их помощью можно изучить состав и динамику самих популяций.

В качестве примера феногеографической картины приведем интересные данные об одном из переселенцев в Северную Америку — кукурузном мотыльке. При попытке борьбы с этим вредителем с помощью феромонов оказалось, что в популяции существуют два «феромонных фенотипа». Часть насекомых была подвержена действию одного изомера сильнейшего феромона 11-тетрадецинилацетата, остальные совершенно на него не реагировали, но откликались на другой изомер препарата. По этому признаку было изучено 28 европейских и 14 американских популяций. У сообществ из американских штатов Нью-Йорк и Пенсильвания оказались точно такие же феромонные характеристики (по существу физиологические фены), как у популяций из Болоньи (Италия) и Вагенингена (Нидерланды). Оказывается, в 1909...1914 гг. как раз из этих европейских городов доставляли в Северную Америку большие партии зерна, с которыми и мог попасть туда кукурузный мотылек, стойко сохранивший за прошедшие 70 лет свой фенофонд.

В настоящее время изучен состав феромонов более 200 видов насекомых-вредителей. Ученым удалось выделить пахучие молекулы некоторых шестиногих в чистом виде, установить их строение и разработать методы синтеза.

Работа, проведенная исследователями, была сложна и трудоемка. Перефразируя известные строки В. В. Маяковского, можно сказать, что за годы труда — миллиграммы добычи. Но зато это поистине «золотые миллиграммы», позволяющие защитить от вредителей растения, а следовательно, приумножить урожай.

По данным Всесоюзного института защиты растений (ВИЗР), в нашей стране уже синтезированы феромоны. яблонной, сливовой, восточной, гороховой плодожорки, непарного шелкопряда, гроздевой листовертки, капустной совки и Щелкунов. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте биологических методов защиты растений прошли полевые испытания приманки, изготовленные на основе половых аттрактантов смородиновой листовертки, капустной совки, кукурузного мотылька и других вредителей садовых культур.

Использование аттрактантов позволяет контролировать и даже регулировать численность популяции насекомых-вредителей, не затрагивая и не разрушая при этом других биосферных связей.

Сотрудники ВИЗР, исследуя восточную плодожорку, рекомендовали применять ловушки с девственными самками для регистрации сроков развития поколений вредителей. Этот метод оправдывает себя по нескольким причинам. Во-первых, самцы, вылетая несколько раньше самок, демаскируют их готовность к лёту, что позволяет химической службе своевременно подготовиться к проведению истребительных мероприятий и осуществить их в оптимальные сроки. Во-вторых, зная о видовой специфичности аттрактанта, наблюдатели не тратят времени и сил на точное определение видовой принадлежности вылавливаемой бабочки, на «зов» самки прилетает только восточная плодожорка. Этот метод позволяет принять меры к уничтожению первичных очагов распространения вредителей и сократить площадь обработок инсектицидами.

Биологическая активность и видовая специфичность того или иного синтетического феромона зависят от чистоты химического вещества, в частности от наличия геометрических изомеров и минорных компонентов, которые или повышают их, или, наоборот, оказывают ингибирующее (тормозящее, подавляющее активность) действие. Кроме того, в полевых условиях причиной потери активности может быть фотоизомеризация «искусственной самки» (изменения структуры молекул под действием света). Так, под влиянием света и кислорода воздуха половой феромон египетской совки окисляется и изомеризуется. Период полураспада синтетического полового феромона другого вредителя — яблонной плодожорки под действием ультрафиолетовых лучей составляет около 4 ч. Однако исследования показали, что изомеризация — не главная причина снижения биологической активности «искусственной самки», хотя она и может быть причиной потери видовой специфичности и аттрактивности феромона в полевых условиях. На стабильность пахучих молекул также оказывает влияние препаративная форма используемого аттрактанта.