Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 3 (страница 108)

Устойчивость рассматривается обычно как нежелательное свойство пестицидов, особенно если они попадают в продукты питания, однако в некоторых случаях, например при борьбе с паразитами или болезнетворными организмами, обитающими в почве, определенная степень устойчивости оказывается абсолютно необходимой по ряду чисто технических и экономических соображений. Токсичность для какого-либо конкретного вида организмов обычно определяется как 50%-ная летальная доза (ЛД₅₀). Это — однократная доза введенного per os вещества, достаточная для того чтобы погибло 50% экспериментальной лабораторной популяции. В природных условиях та же доза может привести к гибели большей доли популяции, поскольку организмы испытывают дополнительный стресс от воздействия различных внешних факторов. Тем не менее по определению некоторые особи выживают и в этом случае. (Задачу использования пестицидов в сельском хозяйстве кратко можно сформулировать как снижение потерь урожая до некоторого уровня, определяемого простым экономическим балансом затрат и выгод.) К сожалению, выжившие особи служат основой для становления устойчивых к пестицидам популяций вредителей. Во всяком случае среди насекомых с их коротким жизненным циклом формирование способности противостоять пестицидам и выходить из-под их контроля наблюдается очень часто. Типичная реакция на подобные явления — это разработка новых пестицидов, что является делом дорогостоящим и, по мнению многих экологов, довольно бессмысленным, так как приводит к тем же самым результатам.

Большинство пестицидов открыто чисто эмпирически методом проб и ошибок или же в результате случайных наблюдений. Не всегда поэтому известно, каким именно способом вызывают пестициды гибель тех или иных организмов. Токсичность определенного пестицида может сильно варьировать для организмов, относящихся к разным систематическим группам, а иногда существенно различаться даже по отношению к близкородственным видам. Так например, в случае ДДТ LD₅₀ для овцы (при расчете на единицу массы тела) больше, чем для крысы. У некоторых видов представители разных полов обладают различной чувствительностью к пестицидам: так, для самцов мышей LD₅₀ по ДДТ составляет 500 мг⋅кг^-1, а для самок-550 мг⋅кг^-1. Эти различия в реакции на пестициды у отдельных организмов, особенно у представителей разных таксонов, могут быть использованы практически: к примеру, произрастающие среди посевов хлебных злаков сорняки двудольных могут быть уничтожены без нанесения заметного вреда возделываемым растениям и потребляющим их людям. Блохи и другие паразитические насекомые могут быть истреблены пестицидами так, чтобы не пострадали при этом хозяева-млекопитающие. Однако к заключению о безвредности того или иного пестицида надо подходить с крайней осторожностью. Недавние сообщения о заболеваниях рабочих, имевших многолетние контакты с фосфорорганическими соединениями[24], используемыми, например, в жидкостях для уничтожения паразитов на овцах, заставляют радикально пересмотреть установленные ранее санитарные нормы. Пока, в силу недавнего появления большинства пестицидов, еще крайне слабо изучены долгосрочные последствия длительного употребления даже малых доз пестицидов и, возможно, синэргические эффекты при контактах их с другими загрязнителями или с переносчиками заболеваний. В настоящее время все более возрастает озабоченность по поводу того, что "безвредные" следовые количества пестицидов (или продуктов их переработки), остающиеся в продуктах питания, хотя и не оказывают прямого токсического (не говоря уж о летальном) воздействия, могут тем не менее снижать устойчивость организмов к различным заболеваниям или же, переходя по пищевым цепям, накапливаться до опасных концентраций. В частности, именно присутствие пестицидов (особенно так называемых ПХБ-полихлорбифенилов) в Северном море способствовало, по мнению многих ученых, быстрому распространению летом 1988 г. вирусного заболевания в популяции обыкновенного тюленя.

В практике сельского хозяйства серьезные экономические проблемы могут возникать при воздействии пестицидов не только на виды-вредители, но и на виды, являющиеся хищниками по отношению к данным вредителям. Хорошим примером может быть история применения ДДТ для борьбы с бабочкой репницей (Pieris rарае), гусеницы которой наносят вред брюссельской капусте. Первоначально использование пестицида казалось успешным, но затем на обработанных территориях численность гусениц стала даже превышать ту, что отмечалась на контрольных (не обработанных) участках. Данный эффект еще более усиливался при повторных применениях ДДТ с целью регулирования новых вспышек численности вредителя. Изучение всей этой агроэкосистемы показало, что концентрация пестицидов на листьях быстро снижалась, благодаря росту уже существующих листьев и образованию новых. Однако содержание пестицидов в почве оставалось высоким, особенно при запашке остатков возделываемых растений. В результате яйца, отложенные после распыления пестицидов взрослыми особями, прилетевшими с других территорий, оказывались вне опасности, тогда как главные хищники, нападающие на гусениц репницы, а именно обитающий в почве жук Harpalus rufipes и сенокосец Phalangium opilio, существенно снижали свою численность и пищевую активность. Таким образом, пресс хищников значительно ослабевал, а численность гусениц начинала превышать уровень, наблюдавшийся до обработки пестицидами. Дальнейшее использование ДДТ еще более усугубило эту ситуацию.

Хищные виды обычно оказываются наиболее уязвимыми по отношению к применяемым пестицидам. Происходит это потому, что численность этих видов ниже численности жертв-вредителей, и соответственно затруднено восстановление их популяций после каких-нибудь нарушений. Особенно плохо положение тех хищников, которые питаются животными, устойчивыми к пестицидам, но содержащими небольшие количества их в жировой ткани. К тому же, отравленные, умирающие, больные и характеризующиеся нарушенным поведением особи гораздо чаще становятся добычей хищников, чем здоровые особи с нормальным поведением. Обычный результат применения пестицидов-снижение видового разнообразия. Продуктивность нижних трофических уровней экосистемы при этом нередко увеличивается, а более высоких — уменьшается. О том, как пестициды влияют на редуцентов, известно пока еще крайне мало. Почти не исследованным остается и вопрос о воздействии пестицидов на круговорот биогенных элементов и на плодородие почвы.

Серьезные проблемы, связанные с использованием пестицидов, особенно проблемы, касающиеся выхода вредителей из-под их контроля, а также риска для здоровья человека, приводят к тому, что очень быстро растет заинтересованность в развитии альтернативных подходов к борьбе с вредителями. Ниже кратко рассматриваются главнейшие из них; это — биологический контроль вредителей и интегрированная борьба с ними (осторожное, строго направленное применение пестицидов в сочетании с методами биологического контроля).

Биологический контроль

Под биологическим контролем за вредителями традиционно понимается регуляция численности их популяций естественными врагами: хищниками, паразитами и различными патогенными организмами. По сути дела такой контроль предполагает управление популяциями, не допускающее бесконтрольного экспоненциального роста численности видов вредителей. Некоторые исследователи рассматривают биологический контроль в более широком понимании, включая в это понятие и другие методы, например генетические. К биологическому контролю можно отнести и методы контроля сельскохозяйственных культур, а именно поддержание севооборота, соответствующая обработка почвы, использование смешанных культур, уборка растительных остатков и установление сроков сельскохозяйственных работ таким образом, чтобы они оказались благоприятными для возделываемых культур и популяций врагов вредителей, но не для самих вредителей. В своем классическом варианте биологический контроль наиболее успешно применяется по отношению к завезенным видам, у которых в новой среде нередко отсутствуют естественные ограничивающие факторы, как биологические, так и физические, связанные, например, с сезонными изменениями климата.

Борьба с червецом Icerya purchasi, начавшаяся в конце XIX в. на плантациях цитрусовых в Калифорнии, — первый пример действительно удачного, научно обоснованного биологического контроля за видом-вредителем. Червец этот был завезен случайно из Австралии, являющейся его родиной. В результате полевых исследований, проведенных в Австралии, были выявлены два природных врага червеца, а именно паразитирующая на нем муха Cryptochetum iceryae и хищная божья коровка Rodolia cardinalis. Эти враги червеца были интродуцированы в Калифорнию и после тщательного изучения (в том числе-после контролируемого выпуска в большие садки с цитрусовыми) выпущены в насаждения цитрусовых. Оба вида — паразит и хищник — быстро размножились и, распространившись, уже через несколько месяцев стали эффективно контролировать численность червеца Icerya purchasi.

Далеко не всегда, однако, удается так быстро достичь успеха. Во всяком случае скрупулезный анализ климатических условий и внимательное наблюдение за взаимоотношениями завезенного вида с аборигенными абсолютно необходимы. Так, при попытках борьбы с ореховой тлей Chromaphis juglandicola в Калифорнию было завезено из Канн (Франция) паразитическое перепончатокрылое Trioxys pallidus. Паразит этот прижился в прибрежных районах Калифорнии, но в более жарких континентальных районах (где как раз и достигала наибольшей численности ореховая тля) он вымер в течение одного сезона. Спустя десятилетие, потраченное на напряженные поиски паразитов тли в жарких и сухих местообитаниях, была ввезена в Калифорнию новая линия Trioxys, на сей раз из Ирана. Паразиты новой линии успешно перезимовали, и в течение следующего года уже более 50 тыс. квадратных миль (1 кв. миля = 2,59 кв. км) посадок цитрусовых были очищены от тлей, зараженность которых паразитами превышала порой 90%.