Метод стерильных насекомых
Эта статья или раздел нуждается в переработке. |
Метод стерильных насекомых (или SIT от англ. sterile insect technique) — биологический метод борьбы с насекомыми, при котором подавляющее число стерильных насекомых (обычно самцов) выпускается в дикую природу.
Стерильные самцы конкурируют с дикими самцами за спаривание с самками. Самки, которые спариваются со стерильным самцами, не имеют потомства. Тем самым снижается численность следующего поколения. Повторный вброс стерильных самцов может ещё больше снизить её и в случаях изоляции полностью ликвидировать популяцию. До первого высвобождения стерильных самцов обычно снижают популяцию, используя пестициды. Стерилизация вызывается воздействием облучения на репродуктивные клетки насекомых.
Метод подавляет насекомых, угрожающих животноводству, фруктам и овощам. При этом он не оказывает (прямого) отрицательного воздействия на нецелевые виды. Метод стерильных насекомых не включает высвобождение насекомых, модифицированных в результате трансгенных (генно-инженерных) процессов. Этот метод не внедряет неместные виды в экосистему.
Метод был успешно использован для уничтожения мясной мухи (Cochliomyia hominivorax) в Северной и Центральной Америке. Успехи были достигнуты в борьбе с вредителями пестрокрылками, особенно средиземноморской плодовой мухой (Ceratitis capitata) и мексиканской плодовой мухой (Anastrepha ludens). Активные исследования проводятся для определения эффективности этого метода в борьбе с плодовой мухой Квинсленда (Bactrocera tyroni).
История
правитьИдея использования стерильных самцов была предложена Александром Сергеевичем Серебровским в 1940 году[1].
На западе эта идея была открыта независимо Раймондом Бушлендом и Эдвардом Ниплингом. Более того, они смогли реализовать её на практике в 1950-х годах для уничтожения мясных мух, охотящихся на теплокровных животных, особенно крупного рогатого скота. Личинки этих мух проникают в открытые раны и питаются мясом животных, убивая зараженный скот в течение 10 дней. Мясная муха уничтожала поголовье скота по всему американскому югу. Поставки красного мяса и молочных продуктов страдали в Мексике, Центральной Америке и Южной Америке. В 1950-х годах мясные мухи наносили ежегодный ущерб американским фермерам, которые, согласно прогнозам, превышали 200 миллионов долларов. Личинки мясных мух также могут паразитировать на человеческой плоти.
Бушленд и Ниплинг начали искать альтернативу химическим пестицидам в конце 1930-х годов, когда они работали в лаборатории сельского хозяйства США в Менарде, штат Техас. Их работа была прервана Второй мировой войной, но они возобновили свои усилия в начале 1950-х годов с успешными испытаниями популяции мясных мух на острове Санибел, штат Флорида.
Стерилизация производилась использованием рентгеновского излучения. Они использовали тот факт, что самки мясных мух спариваются раз в жизни.
В 1954 году этот метод был использован для уничтожения мясных мух на острове Кюрасао (460 км²), у берегов Венесуэлы. Мясные мухи были уничтожены за семь недель, сохранив домашние стада коз, которые были источником мяса и молока.
В конце 1950-х и 1970-х годах метод стерильных насекомых использовался для контроля популяции мясных мух в США. В 1980-х годах Мексика и Белиз устранили свои проблемы с мясными мухами с помощью этого метода. В 90-х годах в Центральной Америке осуществлялись программы ликвидации, после чего в Панаме был установлен биологический барьер для предотвращения повторного заражения с юга. Карта показывает текущую и прежнюю область распространения и приблизительное сезонное распространение мясных мух.
В 1991 году метод стерильных насекомых остановил серьёзную вспышку мясной мухи в Северной Африке. Этот метод используют против средиземноморской плодовой мухи в Мексике, Флориде и Калифорнии, для уничтожения мухи дыни с Окинавы и борьбы с мухой цеце в Африке.
Бушленд и Ниплинг получили мировое признание за свои лидерские и научные достижения, в том числе они получили Всемирную продовольственную премию 1992 года[2].
Успешные программы
править- Мясная муха (Cochliomyia hominivorax) была уничтожена в Соединенных Штатах, Мексике, Центральной Америке, Пуэрто-Рико и Ливии[3].
- Мексиканская плодовая муха (Anastrepha ludens, Loew) была уничтожена на большей части северной Мексики.
- Муха цеце была уничтожена на Занзибаре.
- Средиземноморская плодовая муха (Medfly, Ceratitis capitata, Wiedemann) была уничтожена в северной части Чили и южной части Аргентины, Перу и Мексики. Она подавляется SIT в районах производства фруктов в Хорватии, Израиле, Южной Африке и Испании.
- Яблонная плодожорка (Cydia pomonella) эффективно подавляется в некоторых частях Британской Колумбии, Канада[4].
- Хлопковая моль (Pectinophora gossypiella) уничтожена на юго-западе США и на северо-западе Мексики.
- Ложная моль (Thaumatotibia leucotreta) эффективно подавляется в некоторых частях Южной Африки.
- Огнёвка кактусовая (Cactoblastis cactorum) была ликвидирована в результате вспышки в Юкатане, Мексика.
- Дынная муха (Bactrocera cucurbitae, Coquillett) была уничтожена на Окинаве[5].
- Луковая муха (Delia antiqua) контролируется в районах производства лука в Нидерландах[6].
Недостатки
править- Естественно, что для подавления популяций перед использованием стерильных насекомых иногда требуются периоды низкой численности или повторная обработка пестицидами.
- Разделение по половому признаку может быть затруднено, хотя это может быть легко осуществлено в больших масштабах, когда были разработаны генетические системы полового развития, как для средиземноморской плодовой мухи.
- Облучение, транспортировка и высвобождение могут снизить способность к спариванию у самцов.
- Техника видоспецифична. Например, методика должна быть реализована отдельно для каждого из 6 экономически важных видов мухи цеце.
- Массовое выращивание и облучение[7][8] требуют точных процессов. Неудачи произошли, когда были выпущены неожиданно фертильные самцы.
- Областной подход более эффективен, поскольку миграция диких насекомых из-за пределов контрольной зоны может воссоздать проблему.
- Затраты на производство достаточного количества стерильных насекомых могут быть непомерно высокими.
Примечания
править- ↑ Serebrovsky, A.S. (1940). "[On the possibility of a new method for the control of insect pests]". Zool. Zh. 19: 618—630.
- ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 13 июня 2020. Архивировано 1 декабря 2021 года.
- ↑ The Area-Wide Sterile Insect Technique for Screwworm (Diptera: Calliphoridae) Eradication. Дата обращения: 13 июня 2020. Архивировано 16 апреля 2021 года.
- ↑ Okanagan-Kootenay Sterile Insect Release (SIR) Program. Дата обращения: 13 июня 2020. Архивировано 13 июня 2020 года.
- ↑ The Sterile Insect Technique: Example of Application to Melon Fly Bactrocera cucurbitae. Архивная копия от 20 декабря 2016 на Wayback Machine (accessed December 13, 2016)
- ↑ List of SIT facilities. Дата обращения: 13 июня 2020. Архивировано 13 июня 2020 года.
- ↑ FAO/IAEA/USDA-2003-Manual for Product Quality Control and Shipping Procedures for Sterile Mass-Reared Tephritid Fruit Flies, Version 5.0. International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria. 85pp. Дата обращения: 13 июня 2020. Архивировано 17 февраля 2020 года.
- ↑ FAO/IAEA. 2006. FAO/IAEA Standard Operating Procedures for Mass-Rearing Tsetse Flies, Version 1.0. International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria. 239pp. Дата обращения: 13 июня 2020. Архивировано 26 января 2021 года.