Нашествий насекомых не бывает только в Антарктиде

Множество одинаковых отвратительных существ в ограниченном пространстве — популярная картинка из фильмов ужасов. Но, в отличие от зомби и вампиров, нашествия насекомых реально происходят и порой имеют катастрофические последствия. Ученые полагают, что при правильном подходе можно довольно успешно предсказать дату очередного нашествия и оказать отпор "агрессорам".

Восьмая казнь египетская

Саранча, численность которой нынешним летом в южных районах России достигла наивысшего показателя за последние годы, — самое известное насекомое из тех, что могут неожиданно появиться в огромных количествах.

"И простер Моисей жезл свой на землю Египетскую, и Господь навел на сию землю восточный ветер, продолжавшийся весь тот день и всю ночь. Настало утро, и восточный ветер нанес саранчу. И напала саранча на всю землю Египетскую и легла по всей стране Египетской в великом множестве...; она покрыла лице всей земли, так что земли не было видно, и поела всю траву земную и все плоды древесные..." (Исход, 10:13-17). Кроме Библии, саранча упоминается в Коране, о ней писал Плиний Старший.

На Ближнем Востоке налеты саранчи еще сто лет назад выливались в катастрофу библейского масштаба. В 1915 году саранча съела почти все сельскохозяйственные культуры в Палестине. Цены на продовольствие взлетели в несколько раз. Был принят закон, по которому каждый мужчина в возрасте от 15 до 60 лет должен был собрать 20 кг яиц саранчи под угрозой штрафа. Удалось собрать лишь около 1% яиц, оштрафовано было около 800 человек.

В наше время нашествия пустынной саранчи могут покрывать территорию до 29 млн км2 — пятую часть суши, затрагивая 60 стран и каждого десятого жителя планеты (по данным занимающейся мониторингом и организацией борьбы с саранчой Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO)).

"На вспышки численности саранчи в значительной степени влияют природные факторы, — объясняет Александр Лачининский из Университета Вайоминга, исполнительный директор Международной ассоциации прикладной акридологии (науки о саранчовых). — На территории бывшего СССР численность нарастает в годы, характеризующиеся засушливыми условиями и повышенными температурами. Эти условия позволяют саранче быстрее развиваться (в частности, быстрее пройти так называемый первый личиночный возраст, когда гибнет до 90% популяции). Продолжительность этого возраста примерно неделя, но если прохладно и влажно, то подавляющее большинство личинок гибнет именно в эти дни. Вероятность их гибели от естественных причин на последующих 4 возрастах значительно ниже. Кроме того, снижается и подверженность заболеваниям, в частности грибковым. В Африке же, наоборот, численность саранчи (но там другой вид) нарастает при более сильных, чем обычно, осадках". Будущее для акридолога примерно столь же предсказуемо, как для метеоролога. "Зная ситуацию за ряд лет, можно предсказать тренд численности на следующий год. Однако поскольку долгосрочный прогноз погоды пока невозможен, то и прогноз саранчи может быть не всегда точным", — говорит Александр Лачининский.

Правила борьбы

"Если борьба начата на ранней стадии, то можно на время отодвинуть или даже ликвидировать вспышку" (численности насекомых), — говорит доктор биологических наук профессор Сергей Ижевский. На поздних стадиях применение химических методов борьбы малоэффективно, остается надеяться на тех, кто питается насекомыми — энтомофагов.

Применение пестицидов может нанести ущерб не только насекомым. Так, в Либерии во время нашествия гусениц совки в 2009 году наблюдался массовый падеж кур, склевавших мертвых гусениц.

В 2009 году специалистам FAO и Международной организации по контролю над красной саранчой в Центральной и Южной Африке (IRLCO-CSA) удалось предотвратить вспышку численности красной саранчи в Танзании, отведя угрозу голода от миллионов жителей страны. Успех впервые был достигнут благодаря биопестицидам, созданным на основе патогенных грибов. Традиционный химический метод пока эффективнее и дешевле, объясняет Александр Лачининский, но новый биометод имеет очевидное экологическое преимущество — "гриб воздействует только на саранчу и не оказывает отрицательного влияния на других животных и растений". Акридолог отмечает: "саранчовые — неотъемлемый компонент травянистых биоценозов, поэтому цель борьбы — не полное их уничтожение, а лишь снижение их численности до экономически приемлемого уровня (ниже так называемого порога вредоносности)".

"Если с саранчой не следует бороться до победного конца, то с непарным шелкопрядом в России, особенно на Урале, не нужно бороться вовсе, — считает профессор Евгений Колтунов из Ботанического сада УрО РАН в Екатеринбурге. — В уральских лесах шелкопряд питается в основном березой, которая является исключительно устойчивой к однократной сильной и полной дефолиации (лишению листьев). Реально отпад березы на Урале после полной однократной дефолиации находится в пределах 5%. Понятно, что эта цифра ничтожна и совершенно не оправдывает экономических затрат на проведение обработок... Но практики не слушают мнения сотрудников Академии наук... Мы предлагаем другую стратегию защиты леса, где основной целью является не борьба с самим феноменом дефолиации, а предотвращение серьезных последствий этой дефолиации... Нужно реконструировать березовые леса Урала и сделать их семенными лесами, а не слабыми и больными, порослевыми". А в странах с более мягким климатом, говорит Колтунов, шелкопряд может быть действительно опасен.

Волны жизни

С нашествием насекомых можно столкнуться где угодно — в поле (саранча), в лесу (гусеницы шелкопряда), в городе (гусеницы виноградной, горностаевой, юкковой моли), на даче (бабочки-капустницы и бабочки-боярышницы). Подобное явление встречается на всех континентах, кроме Антарктиды.

Степень опасности может быть разная. Прикосновение к гусеницам-златогузкам, атакующим плодовые деревья, грозит человеку аллергией. Возможны аллергические реакции и на гусениц непарного шелкопряда.

Атака армии насекомых наносит экономический ущерб, порой довольно значительный. Так, в июле министр сельского хозяйства России Елена Скрынник заявила, что своевременно предпринятые меры по борьбе с саранчой позволили нашей стране в этом году избежать ущерба в 50 млрд рублей.

Почему происходят "нашествия"? С чем связаны периодические вспышки размножения насекомых (специалисты называют их "волнами жизни")? Общепризнанной теории, отвечающей на эти вопросы, пока нет, есть лишь ее фрагменты.

"Прогнозирование таких вспышек — одна из самых сложных задач экологии, касается ли это насекомых или других животных, — говорит Сергей Ижевский. — Существует теория, увязывающая эти циклы с 11-летними циклами солнечной активности. Связь может быть прямой или через корм".

"Волны жизни наиболее характерны для насекомых, трофически (через пищевую цепочку) связанных с широко распространенными видами пищи, например, в случае с насекомыми-фитофагами — с массовыми видами растений эвритопных, склонных заселять разнообразные биотопы. Особенно характерны для хвое- и листогрызущих насекомых, — комментирует Дмитрий Моргун, замдиректора по научно-методической работе Московского городского эколого-биологического центра. — Волны жизни связываются как с биотическими и абиотическими (то есть природными), так и антропогенными факторами. Очевидно, что с интродукцией некоторых видов растений в антропогенных биотопах с ними вместе массово могут расселяться насекомые, трофически связанные с данными видами. Пример подобных инвазий — массовое размножение юкковой моли в Европе. Глобальные климатические процессы могут также влиять на повышение в средней полосе численности насекомых, населяющих южные регионы. С общей аридизацией климата эти южные виды значительно расширяют свои ареалы к северу и продолжают экспансию и увеличение численности во вновь освоенных ландшафтах".

В работе С.А.Бахвалова, Е.В.Колтунова, В.В.Мартемьянова "Факторы и экологические механизмы популяционной динамики лесных насекомых-филлофагов" перечислены важнейшие теории одного решающего фактора, который влияет на численность насекомых. "Климатическая" концепция объясняет вспышки изменением погодных условий (например, периодическими засухами). В "трофической" концепции главную роль играет изменение состава кормового субстрата (также под влиянием изменившейся погоды). "Паразитарная" теория объясняет вспышку выходом популяции насекомых из-под контроля паразитов и хищников.

Позднее на смену однофакторным гипотезам пришли многофакторные. Так, согласно синтетической теории выдающегося советского энтомолога Г.А.Викторова, на численность популяции влияют регулирующие факторы (рост численности могут подавлять энтомофаги, патогены, вызывающие эпизоотии, внутривидовая конкуренция) и модифицирующие факторы (погодные условия, пожары, антропогенное влияние), не зависящие от исходной численности популяции.

"Мы разделили различные группы насекомых на просто насекомых, имеющих колебания численности, и насекомых, имеющих огромный биотический (вспышечный) потенциал, благодаря которому и происходит включение механизма вспышки, — объясняет еще одну многофакторную концепцию один из авторов упомянутой работы Евгений Колтунов. — Возникновение периодических засух включает у вспышечных видов механизм быстрого роста биотического потенциала за счет способности этой группы видов к очень быстрой адаптации к изменению условий. В межвспышечный период этот биотический потенциал находится на очень низком уровне, без длительных повторных засух (причем вполне определенного типа), серьезных пандемических вспышек просто не происходит".

Интересно отметить, что влияние погоды на вспышки численности насекомых отмечено еще в Библии — нашествию саранчи на Египет предшествовал длительный восточный ветер.