Показать меню
Лаборатория
Колорад меняет родину

Колорад меняет родину

Из "Жизни замечательных жуков". Финалисты премии "Просветитель"

10 октября 2014

В конце сентября был оглашен короткий список ежегодной премии «Просветитель» в области научно-популярной литературы. В этом году за звание лауреатов соревнуются девять книг: четыре в номинации «Гуманитарные науки» и пять в номинации "Естественные и точные науки". Победителей объявят 20 ноября.

К этому времени читатели «Культпросвета» успеют познакомиться с книгами и их авторами. Публикацию фрагментов мы начинаем с "Жизни замечательных жуков" - совместной работы ученых-энтомологов Сергея Ижевского и Андрея Лобанова, а также фотографа Александра Соснина. Сегодня, по оценкам ученых, на Земле обитают почти полтора миллиона видов живых существ, и из них более 400 тысяч видов, то есть более четверти - жуки. Как они устроены, где они живут, что слышат, как видят и какую роль играют в жизни человека, рассказано в очерках жучиной жизни на примерах многочисленных семейств. Книга снабжена цветными таблицами, на которых собраны снимки коллекционных экземпляров представителей каждого из семейств, а также словарем важнейших научных терминов и указателями русских и латинских названий насекомых.

 

Для публикации мы выбрали главу про колорадского жука, родственника лилейной трещалки из семейства листоедов. На территорию нашей страны он проник 60 лет назад и с тех пор не только не утратил скандальной репутации в биологической сфере, но прокрался и в сферу идеологии - впервые в кампанию холодной войны, когда пропаганда стран соцлагеря прозвала колорадского жука "новым символом американской демократии".

 

Тем любопытнее узнать, что мифы о колорадских коснулись и географии - ни к штату Колорадо, ни к самим США пасленовый вредитель отношения не имеет.

 

Колорадский жук

Leptinotarsa decemlineata

Ни одно описание отряда жесткокрылых не может обойтись без колорадского жука — столь велика его роль в хозяйственной жизни человека. Число всех авторов, когда-либо занимавшихся проблемой этого вида, писавших о нем или защитивших диссертации, огромно. Сравнительно недавно, чуть более 60 лет назад, его не было в нашей фауне.

Без малого 100 лет назад колорадского жука не было и в Европе. А в 2012 году в России химические обработки против колорадского жука проводились на 1 022 000 га!

История проникновения к нам этого опасного вредителя пасленовых культур вкратце такова. В 1918 году в период Первой мировой войны, жук с американскими грузами попал на побережье Франции в город Бордо. В то время европейцам было не до защиты растений, и этот опасный вредитель картофеля быстро «закрепился на плацдарме» французского побережья. Затем, несмотря на противодействия со стороны только зарождавшихся в ту пору национальных служб защиты растений, он довольно быстро заселил одну за другой все страны Центральной Европы, кроме Великобритании с ее холодным туманным летом и налаженной уже в то время службой карантина растений. (Она, кстати, до сих пор держит для него границы страны «на замке»).

Продвигаясь на восток по ходу преобладающих в летние месяцы ветров, преодолевая все преграды и выдерживая тотальные обработки полей картофеля пестицидами, к концу 40-х годов жук, гонимый жаждой завоевания новых пригодных для жизни пространств, приблизился к государственным границам СССР. Надо сказать, что сами жуки — прекрасные летуны. Правда, для того, чтобы подняться в воздух, им необходима жаркая погода — по утрам, вечерам и в пасмурные и прохладные дни жуки предпочитают пешие переходы.

Сейчас, пожалуй, каждому известно, как выглядит колорадский жук. А еще 50 лет назад его изображение размещали на этикетках спичечных коробков, чтобы все узнали нового вредителя и помогли борьбе с ним.

Рижская спичечная фабрика. 1950

Именно в те далекие годы началось его вторжение на территорию бывшего СССР. Первые очаги жука на нашей территории были обнаружены во Львовской области Украины в 1949 году. Затем, в 1953 году он появился одновременно в Калининградской, Волынской, Брестской и Гродненской областях. Наконец, в жаркие, ветренные дни мая 1958 года из Венгрии и Чехословакии произошел массовый залет жуков в Закарпатье. Одновременно на литовское и калининградское побережье Балтийского моря волнами был выброшен многомиллионный «десант» жуков, неимоверно размножившихся в то лето на обширных картофельных полях Польши.

Тогда большинство отчаянных летунов погибло в бурных водах Балтики; уцелевшие и выползающие на берег немедленно уничтожались бдительными колхозниками. Но «десант» был настолько многочисленен, что справиться с ним и «сбросить в море» неудалось. Многие особи, лишь «ступив» на прибрежный песок и едва успев обсохнуть, разлетались на ближайшие картофельные поля. С этого времени, собственно, и началось массовое заселение, в буквальном смысле, заморским гостем территории России.Недавно он появился в Республике Коми, а в Ленинградской области дошел уже до северных ее границ. Несколько лет назад жук «перемахнул» через всю Сибирь и оказался в  Приморском крае. Конечно же, это сверхдальнее путешествие он совершил не по собственной прихоти, а с помощью человека; вероятнее всего в товарных вагонах с «западной (европейской) картошкой». Хотя известны удивительные самостоятельные «подвиги» жука. На недавней защите докторской диссертации, посвященной листоедам горных регионов, было сообщено о фантастической находке автора: на отдаленной горной вершине центрального Урала дотошный исследователь нашел живого (!) колорадского жука. Каким-то неведомым образом этот «путешественник» пересек сотни километров хвойной тайги, чтобы поразить своим достижением молодого ученого и его оппонентов.

Но прервем рассказ о завоевании пришельцем нового континента и опишем его внешний вид и привычки. Спутать этого жука с каким-либо другим в России невозможно. Облик его для наших мест уникальный. Округлое, сильновыпуклое, блестящее желтое или оранжево-желтое сверху тело длиной 9–12 мм и шириной 6–7 мм имеет надкрылья, на каждом из которых расположено пять черных полос (всего, таким образом, десять — откуда и латинское видовое название decemlineata — десятилинейчатый). Перепончатые крылья хорошо развиты, с их помощью жуки и совершают дальние перелеты.

 

Окраска тела личинки в первом и втором возрасте темнобурая; с третьего возраста она становится яркооранжевой, розоватой или желтооранжевой. Своей окраской и «горбатой» формой в этот период их легко отличить от личинок местных наших листоедов.

Образ жизни колорадского жука очень сложен. Его изучению многочисленные зарубежные и российские ученые посвятили многие годы.

Жуки зимуют во взрослом состоянии. Весной они выходят из почвы, и вскоре начинают питаться на всходах картофеля и спариваться. Если, как это часто бывает, спаривание происходило осенью, до наступления глубокого зимнего покоя, именуемого диапаузой, то весной, после нескольких дней питания, самки могут начинать откладывать яйца и без дополнительного спаривания. Таким образом, всего одна самка может явиться основательницей нового очага.

Перезимовавшие самки с весны до осени откладывают на нижнюю поверхность листьев яркооранжевые яйца. В течение одного дня самка откладывает в плотную яйцекладку от 5 до 80 яиц. Всего же она может отложить до 1000 яиц, хотя средняя плодовитость значительно меньше — 350.

Количество поколений за лето зависит от климата местности и погоды. На севере европейского ареала жук развивается в одном поколении, на юге успевает образовать три последовательных. Легко подсчитать, что при трех генерациях теоретически возможно появление нескольких сот миллионов жуков за лето от одной самки. Конечно, в реальных условиях много яиц и личинок погибает, но и оставшихся в живых достаточно, чтобы свидетельствовать о громадном репродуктивном потенциале вида.

На стадии личинки у колорадского жука выделяются четыре возраста, разделенные линьками. В первом и втором возрасте личинки питаются и остаются на верхушках побегов картофеля «выводками». В третьем и четвертом разбредаются, словно коровы без пастуха, часто переходя и на соседние растения. На окукливание основная масса красно-оранжевых личинок зарывается в почву в 10–20 см от куста, на котором они питались. Глубина, на которую личинки при этом уходят, зависит от структуры и влажности почвы; но обычно не превышает 10 см. В земляной колыбельке через 10–20 дней образуется куколка.

Молодые, только что вылупившиеся жуки отличаются поначалу ярко-оранжевым цветом и имеют мягкие покровы. (Это, кстати, позволяет определять, «старичок» данный жук или «младенец»). Но спустя всего несколько часов они темнеют, становятся коричневыми с розовым оттенком и вскоре приобретают обычную известную всем окраску. Продолжительность жизни взрослых жуков варьируется и в среднем составляет один год. Однако часть жуков может жить 2 и даже 3 года.

Наиболее замечательная физиологическая особенность колорадского жука состоит в многообразии форм покоя. Обычно у насекомых есть одна форма покоя. У колорадского жука их шесть! Перечислим их. Первая — зимняя диапауза — обязательная для всех. Вторая — зимняя олигопауза (ее можно прервать, поместив зимующих жуков в тепло). Третья — летний сон, в который уходят в почву среди лета на срок от 1 до 10 дней почти половина всех перезимовавших особей. Четвертая — летняя длительная диапауза. Пятая — повторная диапауза, проявляющаяся в конце лета у однажды или два (редко три) раза зимовавших жуков, доживших до осени. И, наконец, шестая — многолетняя диапауза (суперпауза), которая может длиться 2–3 (и, вероятно, даже дольше) года. Здесь нет возможности описывать детально каждое из этих состояний. Скажем лишь, что такая физиологическая пластичность позволяет жуку успешно преодолевать все невзгоды жизни. А для земледельцев чрезвычайно затрудняет борьбу с ним.

Взять, хотя бы многолетнюю диапаузу. Высаживая картофель на поле, где его не было 3 года, и твердо зная, что в этом году в ближайших окрестностях никто культуру эту не выращивает, фермер вдруг с отчаянием обнаруживает, что и на этот раз на поле полно колорадского жука. Это особи, которые находились два года в диапаузе и, «решив», что пора «на выход» — вышли из оцепенения, и, оказалось, не напрасно.

Желающие получить более подробные сведения о биологии колорадского жука могут сделать это, ознакомившись с монографией «Колорадский картофельный жук», опубликованной издательством «Наука» в 1981 году. Такой большой «персональной» книги ни один жук в нашей стране никогда не удостаивался. В списке литературы (46 страниц!) наряду с несметным числом статей, там приведены еще 13 монографий на разных языках, посвященных именно этому виду. И это далеко не всё, ибо изучение пришельца из Америки продолжается.

И жуки, и личинки колорадского жука питаются листьями пасленовых культур: картофеля, томата, баклажана, реже — табака. Охотно поедают и некоторые дикие растения этого же семейства. Поскольку на европейском континенте колорадский жук не имеет специализированных паразитов, а местные хищники его явно недолюбливают, он здесь прекрасно себя чувствует. И если с ним не бороться, остановить его развитие способен лишь голод насекомых. Понятно, что наступить он может только в результате полного уничтожения их корма, обычно — картофеля. Человек, конечно же, допустить этого не может. И начинает бороться с вредителем. Но в данном случае это оказалось трудной задачей. Опишем поподробнее, как ее пытаются решить.

Сложная организация жизни жука во многом способствует неуязвимости вредителя для каких бы то ни было средств борьбы. А разработка их ведется фактически со времени появления вредителя в Европе. На первых порах это была исключительно химическая борьба с помощью злейших пестицидов типа ДДТ и гексахлорана. Затем стали применять пестициды все новых и новых поколений. К некоторым из них жук быстро привыкал, от некоторых приходилось отказываться из-за отрицательных для природы последствий их применения.

Между тем давно был известен и менее опасный способ подавления численности чужеземных вредителей. Ко времени появления в Европе колорадского жука энтомологами был уже разработан так называемый классический биологический метод контроля численности вредных насекомых. Применим он был именно к видам-пришельцам, как раз к тем, кто прорвался за границы мест своего привычного существования, оставив при этом далеко позади своих естественных врагов — паразитических и хищных беспозвоночных.

Суть этого метода как раз и состояла в поиске на родине «чужестранца» его привычных врагов и доставке их ему вослед. В нашем случае предстояло найти их на Американском континенте, а затем выпустить на европейских полях, чтобы они здесь акклиматизировались и стали естественным образом уничтожать привычную свою пищу — колорадского жука.

К моменту «завоевания» жуком Европы в научных энтомологических кругах утвердилось мнение, что родина его — США, и даже более точно — штат Колорадо (не зря же он получил свое название!). Оставалось побыстрее найти на территории США паразитов или хищников жука, завезти в Европу и выпустить на поля. Закипела работа. Ученые многих европейских стран стали ее участниками. Доставленных в Европу хищных жуков и клопов, паразитических мух разводили и выпускали на картофельные поля, ожидая их очищения от «заморского гостя».

Ученые научились разводить некоторых американских хищников колорадского жука в больших количествах. Тысячами выпускали хищных клопов: периллюса и подизуса не только на поля картофеля, но и на баклажаны и томаты, которые также входили в рацион жука. Но как только массовые выпуски прекращались, злостный вредитель быстро восстанавливал свою численность и продолжал «чинить разбой», а хищные наши помощники бесследно исчезали с полей. Работа напоминала сизифов труд.

Но вот в конце 60-х годов прошлого столетия и сами американцы начали страдать от жука. До этого они успешно защищались от него с помощью пестицидов. Но и здесь химическая борьба становилась все менее эффективной. Наконец, наступил момент, когда уже ни один из разрешенных в США к применению на картофеле пестицидов не оказывал на жука губительного действия: ко всем из них он привык. Перед американскими учеными стала та же проблема, что и перед европейскими, — надо было искать альтернативу химическому методу, т. е. искать его эффективных энтомофагов.

К этому времени уже стало ясно, что все враги колорадского жука, которыми много лет занимались европейские энтомологи, а вслед за ними и американские, являлись многоядными видами. Колорадский жук для них — лишь одно из многих возможных блюд. Как для нас, россиян, к примеру, плоды авокадо или папайи.

Но специалистам биологической защиты растений было уже хорошо известно, что наиболее эффективными регуляторами численности вредных насекомых являются не многоядные виды, а те, для кого данный вредитель представляет основную пищу, специализирующиеся на питании им. Выяснилось еще одно любопытное обстоятельство, которое имело принципиальное значение. Фаунистические изыскания позволили к тому времени пересмотреть историю «путешествий» колорадского жука и, более того, определить его истинную родину. Американский ученый В. Тауэр убедительно доказал, что центром происхождения рода Leptinotarsa, к которому относится и наш герой, является вовсе не Колорадо. Родина этих жуков находится значительно южнее — в так называемой, Сонорской зоогеографической провинции. Здесь, на севере Мексики, насчитывается около 50 видов насекомых этого рода. Именно отсюда «наш» жук сравнительно недавно проник на север, вплоть до восточных склонов Скалистых гор, что с запада окаймляют колорадские долины. И влачил там жалкое существование, «пощипывая» редкие здесь дикие растения из семейства пасленовые.

И только когда почти через весь континент с востока добрались сюда отчаянные американские пионеры и высадили привезенные с собою клубни картофеля, жук «понял», что не зря пробирался сквозь жаркие пустыни Мексики, Аризоны и Техаса. Из многочисленных своих сородичей только он один быстро приспособился к питанию на картофеле и стал пожирать с трудом выращиваемую ценную культуру. Здесь-то переселенцы — выходцы из Европы, впервые столкнувшись с этим жуком, и назвали его колорадским.

Затем уже по налаженным путям-дорогам с партиями выращенного в Колорадо картофеля вредитель пропутешествовал в обратном направлении и достиг Атлантического побережья. И здесь в 80-х годах позапрошлого века, всего лишь за 40 лет до заноса в Европу, стал на правах вида-пришельца совершать свои опустошительные набеги на местные «приатлантические» картофельные плантации США.

Итак, стало, наконец, ясно, где находится истинная родина вредителя. А это, сам по себе факт чрезвычайно важный. Ведь именно здесь, а не где-нибудь в ином месте, должны были эволюционно сформироваться и обитать основные его враги. И, следовательно, здесь-то и надо было искать их в первую очередь. Именно в экзотических кактусовых лесах Сонорской провинции и произрастают дикие пасленовые — дальние и близкие родственники культурных картофеля, томата и табака. Ими-то и привыкли питаться многочисленные представители рода Leptinotarsa, которого, как мы теперь понимаем, правильнее было бы называть сонорским жуком.

За прошедшее десятилетие совместными усилиями ученых ряда стран здесь были найдены паразитические насекомые, специализирующиеся на питании колорадским (сонорским) жуком. В настоящее время проводится интенсивное их изучение и готовится плацдарм для интродукции в те регионы, где так сильно вредит пожиратель нашего «второго хлеба» — колорадский жук.

Публикуется с любезного разрешения организаторов премии "Просветитель" и Издательского дома "Кодекс".

См. также
Все материалы Культпросвета