Исследователи лаборатории патологии насекомых Института систематики и экологии животных СО РАН создали биологические препараты для борьбы с вредителями на основе вирусных, грибных и бактериальных инфекций. Кроме того, ученые доказали, что устойчивость организма к биологическим агентам образуется намного медленнее, чем к химическим средствам.

«Мы выясняем формирование защитных реакций насекомых для того чтобы определить, как подавить сопротивление особи к болезням», — рассказывает старший научный сотрудник ИСиЭЖ СО РАН кандидат биологических наук Вячеслав Викторович Мартемьянов.

Действие препаратов специалист сравнивает со СПИДом, который напрямую не убивает человека, но поражает клетки иммунного звена. В итоге индивид умирает от неспецифического недомогания, которое в других случаях не приводит к гибели.

Проникновение грибов через кутикулу внутрь...

Проникновение грибов через кутикулу внутрь тела насекомого

«Еще мы изучаем особенности патогенеза, те изменения, вызываемые разными инфекциями или же их смесями. Например, вирусом можно заражать так, чтобы это сохранялось в организме, передавалось следующему поколению. Смотрим, как ускорить смерть насекомых, снижая количество вносимых частиц», — рассказывает Вячеслав Викторович.

В биопрепаратах важно использовать исходные штаммы микроорганизмов, обладающих высокой вирулентностью — способностью инфекционного агента заражать особь. Параллельно с основными исследованиями ведется непрерывный поиск новых штаммов.

Разработчики также занимаются тем, что наблюдают за механизмами в природе, определяющими вспышки или падение численности массовых видов насекомых. Отдельный блок экспериментов — экологические, где изучается воздействие среды: температуры, заморозков, количества осадков, влажности. Поскольку сибирский регион специфичен из-за того, что находится в центре континента, то факторы влияния окружающей обстановки изменчивы. Важно знать, как они могут влиять на организмы и на их взаимодействия с энтомопатогенами. «К примеру, инсоляция сильно инактивирует биологические агенты, которые мы вносим: вирусы, бактерии, грибы. Соответственно все старания, направленные на то, чтобы подавить численность насекомых, сводятся к нулю потому, что в солнечную погоду препарат использовался без определенных протекторов и добавок, повышающих стабильность действия продукта или восприимчивость вредителей к болезням», — поясняет Вячеслав Мартемьянов.

«Наиболее современный эксперимент из всех перечисленных — это коэволюция патогена и хозяина. Мы моделируем различные ситуации, где эти организмы находятся вместе, и в процессе смены поколений они приспосабливаются, возникает адаптация и контрадаптация — более-менее стабильное состояние, когда их влияние на численность друг друга становится минимальным. Такие микроэволюционные процессы имитируются нами на вощиной огневке и патогенных грибах», — говорит старший научный сотрудник лаборатории патологии насекомых ИСиЭЖ СО РАН Вадим Крюков.

Ученые доказали, что резистентность, то есть устойчивость, к биологическим агентам формируется намного медленнее, чем к химическим препаратам, для привыкания к которым достаточно смены трех-четырех поколений. Это исследование подтверждает перспективность использования именно биологических средств защиты, а не пестицидов, из-за быстрого приспособления к которым химическая промышленность вынуждена каждый год разрабатывать новые формулы.

Непарный шелкопряд

Непарный шелкопряд

Продукт, разработанный в ИСиЭЖ СО РАН, распыляется в поле обычными опрыскивателями, для окружающей среды он абсолютно безвреден, так как все штаммы, применяющиеся сотрудниками лаборатории, всегда присутствуют в природе, но либо менее вирулентны, либо их количество невелико. Более того, зачастую бактерии и вирусы воздействуют только на определенные виды насекомых. К тому же, ученые не только тестируют препараты, но и корректируют условия их применения, описывая правильное использование.

«Сейчас готово несколько образцов, есть даже экспериментальные партии: вирусный — от непарного шелкопряда, бактериально-грибной — от колорадского жука и от комаров, последний еще проходит испытания. Чтобы выйти на рынок, требуется регистрация, а она стоит космических денег — 5-10 млн рублей за один продукт, резерва института на это не хватает», — рассказывает Вячеслав Мартемьянов.

Также ученый говорит о том, что изобретение необходимо довести до экономической целесообразности: специалист должен просчитать рентабельность его производства, а также следует привлекать инженеров, способных оптимизировать, рационализировать технологию массового производства.

«Нужна стабильная структура, которая готова к потерям. Фундаментальная наука — это ведь высокорисковые исследования, на рынок поступает в лучшем случае 1-2% разработок. Но, как показывает практика, именно они потом и окупают все остальные 99% расходов и совершают революционные прорывы в индустрии. Кроме того, должна быть общественная потребность в беспестицидной продукции. В Европе, к примеру, есть целые магазины с овощами и фруктами, выращенными без химикатов», — говорит ученый.