Природа не храм, а мастерская
Природа не храм, а мастерская
И тиф бывает полезным
Невидимый герой знаменитого рассказа Г. Уэллса не питал особой любви к человечеству. Правда, неприязнь эта была взаимной: люди не могли испытывать пылких симпатий к существу, столь непонятному, недоступному их разумению, да к тому же противопоставлявшему себя всему свету. Враждебная толпа ополчилась против дерзкого невидимки и расправилась с ним.
Мысль о том, что невидимое обязательно должно быть опасным и враждебным людям, не вызывала сомнений.
Ученые-биологи, столкнувшиеся с невидимками, были более осторожны и объективны в своих суждениях. И они сумели использовать невидимок на благо человеку. Правда, существа, с которыми они имели дело, лишь условно можно называть невидимыми. Их нельзя было — поодиночке — разглядеть невооруженным глазом. Понадобился микроскоп, чтобы тайное стало явным. И перед учеными предстали неведомые дотоле мельчайшие организмы, которые так и назвали микроорганизмами, или микробами.
На что способны микробы, друзья они или враги? Этим вопросом занялась особая наука — микробиология, которая быстро установила, что микроорганизмы являются возбудителями многих болезней как среди людей, так и среди животных. И тогда естественно возник вопрос, нельзя ли направить это могучее оружие против многочисленных врагов человека, растений, животных, но при этом сделать так, чтобы оружие не обратилось против тех, кто его применяет.
Открытия Луи Пастера, И. Мечникова, Н. Гамалея не только ознаменовали переворот в науке, они имели огромное практическое значение.
На них и основывался уездный ветеринарный врач М. Ф. Иванов, посланный в 1898 году в заграничную командировку. В Цюрихе Иванов стажировался у профессора Рота — ученика прославленного Коха. Однажды Рот поручил ему приготовить дозу препарата мышиного тифа. Швейцарию тогда буквально наводнили мышевидные грызуны, и вся надежда была теперь на то, что с помощью мышиного тифа удастся вызвать массовые заболевания среди них — эпизоотию, которая и очистит поля и пастбища от вредителей. Подобный бактериологический метод борьбы в то время был еще новинкой.
Первые опыты по использованию бактерий для борьбы с вредными грызунами были проведены в России И. И. Мечниковым и Н. Ф. Гамалея. В 1887 году Мечников установил высокую патогенность бактерий куриной холеры для сусликов, а в 1888 году Гамалея применял зараженные приманки и вызвал эпизоотию среди сусликов. В том же году Л. Пастер во Франции провел удачные опыты по истреблению кроликов на небольшом участке земли (8 гектаров), использовав бактерии куриной холеры.
Позже было установлено, что в борьбе с грызунами помогают бактерии мышиного и крысиного тифа. В 1893 году С. С. Мережковский открыл бактерии мышиного тифа, а в 1897-м Б. Л. Исаченко нашел бактерии крысиного тифа.
Итак патогенные (болезнетворные) микробы и должен был размножить М. Ф. Иванов. Когда все было готово, группа профессора Рота отправилась за город. Объяснение ученого было предельно кратким:
— Зараженные приманки нужно заложить в норы мышей. Съев их, мыши заболеют тифом, а потом и сами станут источником распространения эпизоотии среди своего племени. И тогда поля и пастбища освободятся от вредных грызунов.
Студенты энергично начали разыскивать мышиные убежища и закладывать в них приманки, каждая из которых была своего рода бактериологической миной. Оставалось лишь выждать, когда мины сработают. Через неделю провели осмотр поля битвы. Результаты оказались удручающими: приманка была съедена, а мышей… Ни одного погибшего врага не нашли.
В чем же дело? — думал М. Ф. Иванов. Может быть, бактерии были мертвыми? Но нет, выращивая их в лаборатории, на искусственной питательной среде, он проверял культуру под микроскопом. Бактерии жили, размножались… Но разве он проверил их силу? А ведь культура тифа выращивалась в лаборатории давно, десятки поколений микробов были получены на искусственной питательной среде. Не привело ли это к ослаблению их вирулентности, способности вызывать заболевание?
Догадка оказалась правильной. И когда позднее в лаборатории вырастили более активных микробов и вновь «заминировали» поля, оружие сработало: среди мышей началась эпизоотия, и через две недели грызуны исчезли.
…Прошли годы. М. Ф. Иванов стал выдающимся ученым-животноводом, академиком, творцом новых пород скота, гордостью и славой отечественной зоотехнической науки. Но опытами по борьбе с грызунами больше не занимался.
Сейчас бактериологический метод борьбы с грызунами прочно вошел в практику и завоевал всеобщее признание. Приманки — а ими служат кусочки белого или серого хлеба, зерно, костные опилки, тесто, замешенное на бактериальной культуре, — раскладываются там, где скапливаются грызуны: в норы на полях, под стога, а то и прямо в животноводческих помещениях — в коровниках, свинарниках, птичниках. Эта отнюдь не простая карательная операция требует соблюдения многих условий, чтобы был обеспечен нужный эффект, и в то же время ничего не угрожало скоту. Например, для бактериальной культуры не годится черный и кислый хлеб, так как возбудители тифа очень чувствительны к кислой среде. Приманки помещают в специальные ящики-кормушки: хотя тифозные культуры и считаются безвредными для домашних животных и людей, все же лучше приманки изолировать, ибо при определенных условиях некоторые штаммы бактерий могут вызывать кишечные заболевания.
Чтобы привлечь грызунов, внимательно изучают их склонности и повадки. Например, добавляют в приманки рыбий жир, масла; иногда даже окрашивают метиленовой синькой, поскольку крысы проявляют особую привязанность к голубому цвету.
О том, как действуют приготовленные культуры, можно судить и по такому примеру. Года три назад в Восточной Грузии сильно размножилась общественная полевка, наносившая значительный ущерб пастбищам и посевам. Весной 1964 года там находили на одном гектаре в среднем от 600 до 2500 жилых нор полевок. Для борьбы с ними приготовили 40 тони препаратов приманок из бактерий Прохорова и Исаченко и разложили их на территории 22 хозяйств, общей площадью в 22 тысячи гектаров. Через месяц количество полевок уменьшилось на 99,1 процента. Но эпизоотия среди грызунов продолжалась еще в течение 8 месяцев, не принося при этом вреда другим животным, домашним и диким. Вот и выходит, что и тиф бывает полезным!
В сибирской тайге
От Урала до берегов Тихого океана раскинулась тайга. На многие тысячи километров протянулось зеленое море лесов. Больше хвойных. Ель, сосна, кедр, пихта, лиственница. Во многих местах здесь еще не ступала нога человека. Даже звериные тропы не везде есть. Не всякая птица рискнет забраться в таежную глухомань.
Человека, летящего в самолете над сибирской тайгой, поражают не только величие и красота ее, но и нечто другое. Среди зелени лесов вдруг появляются серые острова, безжизненные пространства. Лес как бы вымер. Огромные стволы сосен, лиственницы, кедры стоят засохшие и почерневшие. В чем дело?
Могучие деревья побеждены врагом. Не силой он взял их, а числом. Враг этот — сибирский шелкопряд.
Летом из коконов выходят бабочки сибирского шелкопряда, и вскоре самки начинают откладывать яйца. От 200–300 до 600–800 яиц может отложить одна бабочка. Через 13–15, иногда 20–22 дня из яиц выходят темно-серые или коричневые гусеницы и начинают питаться хвоей. Потом линяют, снова поедают хвою, а в конце сентября спускаются в почву и зимуют под моховым покровом. Весной опять взбираются на деревья, объедают хвою, растут, линяют и осенью уходят на вторую зимовку. В мае — июне следующего года они вновь поднимаются на деревья и завершают свое развитие. В это время они съедают 95 процентов пищи, необходимой им для полного развития. А это не мало. За свою жизнь гусеница съедает около 38 граммов хвои кедра или 47 граммов хвои пихты. В июне гусеницы окукливаются в буро-сером продолговатом коконе, внутри которого развивается темно-коричневая куколка длиной до 4,5 сантиметра. Через месяц из коконов вылетают бабочки, и все начинается сначала.
500 гусениц за десять дней могут оголить 400-летний кедр! А бывает, что на дерево нападает до 2 тысяч вредителей. Эти мохнатые гусеницы достигают 7 сантиметров в длину (размер указательного пальца человека). Человеку, попавшему в лес, где свирепствуют орды этих гусениц, кажется, будто шумит сильный дождь: это гусеницы грызут хвою! Покончив с одним деревом, они перебираются на другое и так шествуют по тайге, оставляя за собой обглоданные деревья, похожие на серые скелеты. Лес вымирает. И пройдет сотня лет, прежде чем на этом «кладбище» возродится новый лес.
Такую трагедию можно наблюдать в Сибири — от Урала до Приморья, на Курильских островах и Сахалине, в Монголии, Китае, Японии, Северной Корее. Площади погибшего леса тянутся порой на сотни и тысячи километров. За последние двадцать лет в Красноярском крае был уничтожен кедровый лес на площади в один миллион гектаров. В Приморье погибло 250 тысяч гектаров корейского кедра. В верховьях Лены уничтожено 100 тысяч гектаров лиственничных насаждений. Всего за последние 100 лет сибирский шелкопряд погубил лес на площади более 7 миллионов гектаров. Потеряно около миллиарда кубометров ценнейшей древесины!
Как же бороться с прожорливыми гусеницами шелкопряда? Опылять деревья с самолетов ядохимикатами ДДТ или гексахлораном? Дорого и малоэффективно: порошок не добирается до средних и нижних ветвей, и гусеницы остаются там неуязвимыми. Тогда, может быть, старые, проверенные союзники — паразиты, вроде теленомуса? В обычные годы энтомофаги еще как-то ограничивают численность шелкопряда. Но в период массового размножения и они оказываются бессильны.
И вот обратились к невидимкам. С 1949 года микробиолог Иркутского университета Е. В. Талалаев стал изучать бактериальные заболевания сибирского шелкопряда. Он обнаружил десять разных видов возбудителей таких заболеваний. Ученый высушивал зараженные трупы, растирал их в ступке, растворял порошок в стерильной воде, опрыскивал ветки кедра и пускал на них гусениц. И гусеницы стали заболевать.
Особенно сильно действовала на них ранее неизвестная биологам спороносная палочка, которую назвали Bacillus dendrolimus. Среди ее особых достоинств и то, что она не опасна для человека и теплокровных животных.
Из нее и стали приготовлять бактериальный препарат дендробациллин для борьбы с сибирским шелкопрядом. Споровые культуры микроба смешивали с порошком (растертая глина) и распыляли с самолета над пораженными лесами.
В одном грамме порошка содержится 2–3 миллиарда спор, и шелкопряд вынужден отступить под натиском столь превосходящих сил противника. Молодые гусеницы шелкопряда погибают через 2–4 дня, а старые, если выживают и окукливаются, то до 70 процентов их гибнет уже внутри кокона.
Идея использования бактерий для борьбы с вредными насекомыми себя оправдала. Во многих странах сейчас применяются препараты, приготовленные из бактериальных культур, против вредителей кукурузы, хлопка, капусты, злаков. Препарат энтобактерин, например, используют против 40 видов листогрызущих вредных насекомых. Опрыскав или опылив им растения, можно быть уверенным, что эпизоотия сделает свое дело: 95 процентам гусениц капустной белянки, капустной огневки, яблонной, капустной и прочих молей, зимней пяденицы, боярышницы, златогузки, кольчатого, соснового и других шелкопрядов смертный приговор будет приведен в исполнение.
Есть ли польза от вирусов?
Зоркость приходит с годами. Человек, умудренный опытом, лучше понимает, глубже разбирается в вещах — словом, видит их лучше. То же самое можно сказать и обо всем человечестве. С веками оно становится все более и более умудренным и зорким, дальше проникает в тайны мироздания — в тайны макро- и микромира. Все лучше начинает разбираться в своих врагах и друзьях.
На помощь обычному невооруженному глазу в исследованиях пришли сначала простая лупа, потом микроскоп. Однако даже старый микроскоп спасовал перед сверхкарликами, которых никак не удавалось разглядеть, но которые упорно напоминали о себе. В самом деле, никто, например, не сомневался, что оспа заразна. В практику ввели противооспенные прививки коровьей вакциной. Но где первоисточник болезни? Каковы возбудители бешенства, чумы крупного рогатого скота, ящура и даже простого гриппа?
Враги не дремали. Они вызывали массовые заболевания людей и животных, а увидеть их не удавалось даже под самым сильным микроскопом. В 1886 году академик Н. Гамалея обнаружил, что возбудитель чумы крупного рогатого скота проходит сквозь фильтры, удерживающие микробов. Значит, таинственные существа оказались такими карликами, что их нельзя было не только разглядеть, но и уловить. Полагали, что эти сверхкарлики не что иное, как неведомые ядовитые вещества. Их так и назвали — вирусы, в переводе с латыни — яды. Изучая мозаичную болезнь табака, Д. И. Ивановский в 1892 году установил, что пресловутый яд, ко всему прочему, способен размножаться. Невидимый возбудитель болезни оказался живым организмом, подвергавшимся действию дезинфицирующих веществ, как и микробы. Так были открыты фильтрующиеся вирусы.
Размеры вирусов ничтожны. Чтобы разглядеть их, понадобились электронные микроскопы, дающие увеличение в 100 тысяч раз! И выяснилось, эти «элементарные частицы» представляют собой что-то вроде линейных молекул нуклеиновой кислоты, защищенных белковой оболочкой. Сейчас уже изучено около 500 различных ультравирусов, многие из которых служат возбудителями инфекционных заболеваний человека, животных и растений.
Инфекция может нередко стать настоящим стихийным бедствием, распространяясь с невероятной быстротой. В килограмме листьев табака, зараженного мозаичной болезнью, за неделю накапливается до 3 граммов вируса. Много ли это? Во всяком случае, достаточно, чтобы заразить 6 миллионов растений!
Но вирусные болезни поражают и насекомых.
К 1959 году были уже известны вирусные болезни примерно у 220 видов насекомых. Причем у одного и того же вида могут встречаться различные вирусы. Конечно, они поражают и вредных насекомых и полезных. Поэтому приходится изучать способы заражения одних и защиты других.
Вирусные болезни у насекомых протекают по-разному. Есть вирусы, вызывающие общее заболевание, с поражением жирового тела и других тканей; есть инфекции кишечного тифа. Заражаются насекомые, поедая загрязненный корм. Потомству вирус передается через яйцо. Животные-энтомофаги также могут распространять вирусы.
Опустошительные эпизоотии среди насекомых — вредителей леса и сельского хозяйства вызывает полиэдроз, при котором в тканях тела насекомых образуются многогранные включения — белковые тельца. От полиэдроза страдают непарный шелкопряд, монашенка, боярышница, златогузка, сосновая совка, совка-гамма, капустная совка, тутовый и дубовый шелкопряды. Тело гусениц размягчается, покровы разрываются, тканевая жидкость вытекает.
Столь же опасен для гусениц и гранулез, при котором в теле насекомых образуются зернистые включения, а покровы бледнеют. Распространению этой инфекции способствуют лесные муравьи, перетаскивающие трупы гусениц, клопы, наездники, осы. Но, разумеется, при всем уважении к трудолюбивым муравьям, осам и другим помощникам человека полагаться только на них не приходится. И вот вирусов привлекли в союзники, изготовляя препараты для обработки посевов и лесов, а часто и прибегая к помощи других насекомых, которых заражают вирусными болезнями.
Иногда прибегают к завозу такого вируса, который не встречался в данном месте. И он оказывается более действенным, вирулентным, для местных насекомых. В Канаде, в провинции Онтарио, сильно размножился еловый пилильщик. Естественных врагов у него не было, и это вызвало опасения за судьбу леса. Тогда завезли вирусный препарат полиэдроза и обработали небольшой участок леса. Вскоре заболевание распространилось на огромной территории леса, занятой пилильщиком, и размножение этого вредителя резко сократилось. Фактически он был обезврежен, или, как говорят энтомологи, численность его сдерживается ниже порога вредности.
Опыты заражения насекомых вирусными болезнями проводятся и в нашей стране. Ученые, занимающиеся такими опытами, усиливают эффективность препаратов, привлекая материал из других мест или пропуская его через другие виды насекомых. Полученные вирусные препараты оказываются более действенными, чем местный природный вирус.
Дальнейшие поиски ученых, надо полагать, приведут к тому, что все большее и большее число бактерий и вирусов станет служить людям в их борьбе с вредителями сельского и лесного хозяйства.
Семь раз отмерь…
Суд был неумолим. Браконьер, застреливший кролика, обязан был уплатить владельцу зверька штраф в 10 фунтов стерлингов. Потерпевший получил полное удовлетворение. Он не предполагал тогда (а дело происходило в середине XIX века в Австралии), что через каких-нибудь несколько лет браконьер будет злорадно ухмыляться. И действительно, спустя несколько лет незадачливый владелец кролика вынужден был израсходовать 5 тысяч фунтов стерлингов, тщетно пытаясь избавиться от расплодившихся в его владениях зверьков. Ведь только одна крольчиха приносит ежегодно 130 потомков; через пару лет их может стать уже свыше 5 тысяч. Съеденной ими травы хватило бы на тысячеголовое стадо баранов.
Родиной диких кроликов считают южную Европу. В Англию их завезли в средние века и очень высоко ценили как объект охоты: в 1309 году дикий кролик не уступал в цене поросенку. Позднее кроликов расселили в других частях света. Попали они в Австралию и Новую Зеландию, быстро там освоились и расплодились настолько, что стали настоящим национальным бедствием для сельского и лесного хозяйства. Они уничтожают траву на пастбищах, портят леса, сады, огороды.
Правительство Нового Южного Уэльса с 1900 по 1910 год затратило 8 миллионов золотых рублей на истребление кроликов. Было даже объявлено, что тому, кто изобретет верное средство против кроликов, будет выдана награда в 300 тысяч рублей. Кажется, в те годы ее так никто и не получил. Во всяком случае, известно, что в 1950 году кролики съели в Австралии столько же травы, сколько 40 миллионов овец.
Постоянные преследования закалили кроликов: их племя стало более выносливым, осторожным и даже храбрым. О том, какие чудеса героизма проявлял братец кролик, давно известно из сказок. А вот в жизни редко случалось, чтобы он сохранял такое присутствие духа, как это наблюдали однажды в Австралии. Метровая коричневая змея, одна из самых опасных и ядовитых, подползла к загончику, где находилась крольчиха. У всех наблюдателей, да, вероятно, и у самой змеи, не было сомнений в дальнейшей судьбе зверька. Но вместо парализованного страхом пушистого комочка она встретила бесстрашного борца. Первой бросилась в атаку крольчиха. Она царапала когтями и кусала змею до тех пор, пока та не перестала двигаться. Один австралийский журнал, сообщивший о столь необычайной схватке, назвал этого зверька «самой храброй крольчихой Австралии».
Несколько лет назад австралийский писатель С. Пирл издал в Сиднее книгу под названием «Итак, вы хотите стать австралийцем». Приводя интересные статистические сведения о стране, он упоминает, конечно, и о кроликах: «В нынешней Австралии насчитывается 9750 тысяч жителей, 140 миллионов овец, 750 миллионов диких кроликов, 750 тысяч служащих в учреждениях… 140 миллионов овец с помощью примерно 100 тысяч человек дают шерсть стоимостью в 300–400 миллионов фунтов в год.
750 миллионов кроликов обходятся стране примерно в половину стоимости этой шерсти. Семь кроликов съедают столько же, сколько одна овца…»
Как же бороться с плодовитым кроличьим племенем? Перебрав сотни способов, ученые обратились к болезням кроликов. Нет ли среди них такой, которая губила бы только их и не вредила другим животным и людям? Такая болезнь нашлась. Это миксоматоз, вызываемый вирусом, родственным возбудителю куриной чумы. Оказалось, что вирус механически переносят кровососущие насекомые — комары и блохи. После острой вспышки болезнь ослабевает (это связано с появлением ослабленных вирусов). Выяснилось также, что эпизоотия быстрее развивается и сильнее протекает в долинах рек и возле других водоемов.
В 1950 году, после многочисленных попыток использовать миксоматоз, удалось, наконец, достичь желанного результата. Среди кроликов вспыхнула болезнь, охватившая вскоре территорию в 1,3 миллиона квадратных километров. К 1952 году болезнь перекинулась и в пустынные районы. Раньше всего эпозоотия возникла вдоль водоемов, где было больше комаров — переносчиков вируса. Редкий случай, когда комары пригодились человеку.
У заболевших кроликов краснеют и отекают веки, глаза закрываются, слезятся и гноятся. Через несколько дней на теле появляются студневидные опухоли, после седьмого дня кролик становится вялым и сонным, а на 9–10-й день умирает. В местах острой вспышки болезни кролики погибали массами. Смертность достигала 98 процентов. Правда, в 1954 году этот процент упал до 90, а затем еще понизился. Тем не менее теперь вирус миксоматоза висит постоянным дамокловым мечом над кроликами.
Но и этот меч требует осторожного обращения. В 1952 году под Парижем ветеринарный врач Арманд Делиль, беспокоившийся за судьбу своего огорода, решил применить против диких кроликов миксоматоз. Поймали двух диких кроликов, заразили их и выпустили на волю. Вскоре болезнь распространилась, кролики стали погибать. Хозяин был удовлетворен: его усадьбе грызуны больше не вредили. Но вирусы мало заботятся о соблюдении границ частных поместий. Они перекинулись на соседние владения, пересекли рубежи района, а затем проникли и в другие страны. Мало того, что кролики — важный объект промысла, и массовая гибель их могла принести убытки, стали болеть и домашние кролики. В результате ущерб от эпизоотии во много раз превысил первоначальный вред, наносимый дикими зверьками. Много усилий и средств потребовалось для подавления вспышки миксоматоза.
В странах народной демократии кроличье хозяйство ведется на строгой, научной основе. В Чехословакии, в частности, в результате разумно организованного промысла охотники заготовляют по 2,5 миллиона кроликов в год, не допуская при этом опустошительного влияния зверьков на леса, сады, луга, поля и огороды.
Применяя микробиологический метод борьбы, приходится соблюдать многие условия, никогда не забывая старинного правила: «Семь раз примерь — один раз отрежь!»
Грибы против грибов
И. И. Мечников, изучая микроорганизмы, заражал различными бактериями хлебных жуков и наблюдал, как развивается у них болезнь. Однажды он обнаружил, что у хлебных жуков есть еще один враг — какой-то паразитический плесневый грибок. Им оказался гриб-возбудитель зеленой мюскардины. Вскоре ученый выявил такую же болезнь у обыкновенного свекловичного долгоносика.
Сразу же следует оговориться: речь идет не об обычных грибах, а о грибах микроскопической величины, которые выглядят как налет на субстратах, содержащих органические вещества, вроде знакомой всем плесени. Многие из грибов настолько мелкие, что их можно видеть лишь под микроскопом. Растут все они очень быстро. Грибы по праву считаются чемпионами роста среди всех других живых организмов. В то время как большинство растений тянутся вверх со скоростью 0,3 миллиметра в час, некоторые грибы растут со скоростью 5 миллиметров в минуту. Не будь многих сдерживающих факторов, грибы могли бы разрастаться на 30 сантиметров в час!
То, что грибы могут вызывать заболевания полезных насекомых, было известно. Шелководы, например, издавна терпели большие убытки от мюскардины, поражавшей гусениц шелкопрядов. Гусеницы тутового и дубового шелкопрядов становились вялыми, переставали питаться, тело их как бы уплотнялось, на поверхности тела погибших гусениц появлялся белый налет. Болезнь была заразной и явно вредила шелководству.
И вот такой же болезни оказались подвержены вредители полей.
Раз природа губит вредных жуков при помощи гриба, то и человек волен использовать это в своих интересах, решил И. И. Мечников. В 1879 году он заразил спорами зеленой мюскардины жука-кузьку и долгоносика. Опыты оказались удачными. А уже через 5 лет при Одесском университете была организована специальная лаборатория по производству спор гриба.
Грибковые заболевания заинтересовали ученых многих стран. Оказалось, что грибы поражают огромное количество животных и растений. Белая, зеленая и красная мюскардины, например, вызывают грибковые заболевания у различных жуков, бабочек, саранчовых, а также их личинок. Особенно интересной оказалась белая мюскардина. Вызывается она несколькими видами грибов. Один из них — боверия базиана. Он поражает не только гусениц тутового и дубового шелкопрядов, но и таких вредных насекомых, как озимая совка, луговой мотылек, сосновая пяденица, вредная черепашка, саранчовые, свекловичный долгоносик, сосновый пилильщик, колорадский жук. Попав на поверхность насекомых, споры прорастают и гриб проникает через хитиновый покров в тело насекомого. Внутри насекомого разрастаются нити гриба-мицелий. От него выходят на поверхность насекомого нити-гифы с носителями спор-конидий. Они-то и имеют вид, белого налета на теле погибшего насекомого. У других видов мюскардины налет может быть зеленый или красный.
Из спор этого гриба в сочетании с ядохимикатами ДДТ сейчас изготовляют препарат боверин, который отравляет и угнетает организм вредителя. И там, где один ДДТ не давал успеха, так как личинки, например, колорадского жука (в особенности личинки старших возрастов) ускользали от его действия, объединенные усилия ДДТ и гриба обеспечивали почти полное исчезновение вредителя, снижая его численность на 99,8 процента.
Грибы стали оружием против гусениц сосновой совки, златогузки, саранчовых, капустной белянки, совки-гаммы, яблонной медяницы, щелкунов, тлей, червецов, соснового шелкопряда, малинового коконопряда.
Иногда приходится завозить грибы из-за границы. Так было с ашерсонией. В 1958 году в цитрусовые сады Батуми попала маленькая «белая мушка» — белокрылка. Очевидно, ее завезли из средиземноморских стран. Это сосущее насекомое в стадии личинки обитает на листьях цитрусовых деревьев и наносит им существенный вред. Белокрылка размножилась в Аджарии и Западной Грузии. Обработки ядохимикатами давали слабый эффект и к тому же губили полезных насекомых. Тогда на помощь призвали естественного врага белокрылки — ашерсонию. Ее завезли из Китая и Флориды. Китайский гриб оказался более подходящим из-за большей скорости роста и большей морозостойкости. Вырастив культуру гриба на искусственной среде, из нее делали суспензию и опрыскивали сады с вертолета. Споры гриба прорастали на листьях и поражали личинок белокрылки. Ашерсония прижилась на новом месте, зимует, и есть все основания считать, что она уничтожит белокрылку в цитрусовых садах Закавказья.
Более того, ученые обнаружили, что возможны междоусобные войны между грибами. Полезные грибы стали использовать против вредных!
Известно, например, что многие растения болеют и виновники этого — грибы. Грибы из рода фузариум вызывают болезнь, которую называют фузариозом. От нее страдают злаки, клевер, горох, фасоль, картофель, томаты, перец, баклажаны, табак, хлопчатник, лен, тыква, огурцы и даже хвойные деревья. Заболевание ведет к снижению урожая или гибели растений, образованию ядовитого зерна («пьяный хлеб»), ядовитого льняного масла. Достается и животным, поедающим пораженные растения или зерно: у них развивается отравление — фузариотоксикоз. И тогда ученые нанесли удар вредному грибу с помощью препарата триходермин, приготовленному из гриба триходерма лигнорум.
В Средней Азии — в Узбекистане и Таджикистане — антагонизм микроорганизмов был использован для борьбы с грибковым заболеванием хлопчатника — вилтом. При длительном выращивании хлопчатника на одних и тех же землях вилт поражает до 60–70 процентов растений. Ядохимикаты не дают при этом надежных результатов. И вот Н. А. Красильников со своими сотрудниками начал вести борьбу с вилтом при помощи других микроорганизмов. Выделили специальные культуры бактерий и грибов актиномицетов и внесли их в почву на пораженных полях. Результаты оказались хорошими: новые микроорганизмы хорошо приживались в почве, подавляли вредных грибов, оздоровляли почву. Заболеваемость хлопчатника вилтом снижалась на 60–70 процентов и более.
Грибы помогают бороться и с вредными растениями. Среди сорняков, как и среди животных, встречаются паразиты, которые живут за счет других, культурных растений, отнимая у них влагу и пищу. Бороться с ними трудно. Но если на повилику или заразиху нанести грибковый препарат, споры гриба прорастают, его гифы внедряются в ткани растения-паразита, вызывают заболевание и гибель. Грибы, таким образом, заняли свое место в строю, став мощным отрядом в огромной армии, имя которой биологическая защита.
Хищные грибы и нематоды
Древнегреческого врача Гиппократа, жившего в V веке до нашей эры, справедливо считали основателем научной медицины. В одном из своих многочисленных сочинений он рассказал о паразитических червях, вызывающих заболевания людей и животных. Он же впервые ввел в науку термин «гельминт» («червь»). О червях тогда известно было крайне мало, и даже спустя сто лет Аристотель называет лишь три вида червей, обнаруженных у человека.
Болезни, связанные с деятельностью червей, получили название гельминтозов. Изучение их в течение многих столетий почти не продвинулось вперед. И средства лечения были весьма примитивными и не хватало знания биологических особенностей червей. К кишечным паразитам относились на редкость легкомысленно или равнодушно. А о том, как боролись с ними, красноречиво говорит эпизод, упомянутый А. С. Пушкиным а его «Исторических записках»:
«Однажды маленький арап, сопровождавший Петра I в его прогулке, остановился за некоторой нуждой и вдруг закричал в испуге: „Государь! Государь! Из меня кишка лезет“. Петр подошел к нему и, увидя, в чем дело, сказал: „Врешь, это не кишка, а глиста“ — и выдернул глисту своими пальцами».
«Анекдот довольно нечист, — замечает Пушкин, — но рисует обычаи Петра». И состояние тогдашней медицины, добавили бы мы.
Даже в начале нашего столетия врачи слабо разбирались в подобных заболеваниях и связывали их лишь с 8–10 видами гельминтов.
Но вот паразитическими червями начал заниматься ветеринарный врач К. И. Скрябин. Ему суждено было стать первым во многих отношениях: он был первым специалистом России по гельминтозам, первым магистром ветеринарных наук, а затем и первым в нашей стране профессором-гельминтологом. Доктор ветеринарных, медицинских и биологических наук, а затем академик К. И. Скрябин и его многочисленные ученики создали новую науку — гельминтологию, изучающую паразитических червей, вызываемые ими заболевания человека, животных и растений, способы борьбы с этими болезнями.
И черви «заслужили», чтобы ими занималась особая наука. На земле их обитает более 20 тысяч видов, половина из которых паразиты. Только на сельскохозяйственных животных и растениях паразитирует не менее 3 тысяч видов.
Человек пришелся по вкусу 160 видам червей, из которых наиболее активны круглые черви — нематоды. Именно из-за них чаще всего страдают люди такими болезнями, как аскаридоз, окснуроз, анкилостомидоз, филяриоз, трихинеллез и другие. Анкилостомиды, например, в качестве своей обители избирают двенадцатиперстную кишку и присасываются к слизистой оболочке. Там же самки откладывают яйца, которые выделяются затем во внешнюю среду. Из них вскоре выходят личинки, которые ведут свободный образ жизни в почве.
Через рот и кожу они попадают в организм человека и там, в кишечнике, завершают свое развитие, превращаясь в зрелых паразитов. Их деятельность люди ощущают довольно ясно и болезненно. При анкилостомидозе черви ранят слизистую оболочку кишечника, отравляют организм ядовитыми веществами; у человека наблюдаются малокровие, расстройства желудка и кишечника, нервные явления и даже психические нарушения. Особенно опасно это заболевание для детей: оно может задержать их физическое и умственное развитие.
Борются с нематодами различными способами, однако полного излечения людей и оздоровления территории удается достичь не всегда.
Не легче справиться и с паразитическими червями, — врагами растений. Их называют фитогельминтами. Среди них наиболее опасны круглые черви — нематоды. Небольшие по размеру (1,5–2 миллиметра), они поражают то корневую систему, то стебель и листья, то цветы и зрелые плоды. На одном лишь картофеле паразитирует сто видов червей. В ряде европейских стран почти весь картофель заражен нематодами. В одной только Англии они ежегодно уничтожают 250 тысяч тонн картофеля, принося убыток в 2 миллиона фунтов стерлингов. Но, кроме убытков, это сильно бьет по экспорту картофеля, делая его в ряде случаев просто невозможным.
Из-за свекловичной нематоды гибнет сахарная свекла, ее сахаристость уменьшается на 20 процентов. Отчаянно свирепствуют на полях, в огородах и даже в хранилищах луковая и чесночная нематоды. В Москву, например, ежегодно приходится завозить в три раза больше лука и чеснока, чем нужно столице, потому что 70–80 процентов его становится жертвой нематоды.
Нематоды поражают и корни злаков. Не раз большие массивы пшеницы приходилось перепахивать и засевать вновь из-за того, что они заражены нематодами (заболевание называется гетеродерозом). Страдает от нематод также и земляника.
Поистине вездесущи так называемые галловые нематоды, которые образуют на корнях растений особые вздутия, клубочки — галлы. Эти черви губят капусту, свеклу, морковь, люцерну, вику, огурцы, помидоры, баклажаны и даже… верблюжью колючку. В общей сложности от них страдают сотни видов культурных и более полутора тысяч видов диких растений. Галловые нематоды способны резко снизить, а то и полностью уничтожить урожай тепличных огурцов и помидоров.
Бороться с нематодами нелегко: ведь они подолгу скрываются в почве. К химикатам они относятся спокойно и не боятся ядов; горячий пар и электрический ток тоже не дают ощутимого эффекта. Чтобы спасти плантации, часто вынуждены уничтожать больные растения, выбраковывать рассаду, переносить в другие места огороды и так далее.
Человеку, оказывается, могут помочь… грибы. Правда, не обычные, а хищные почвенные — гифомицеты.
Почвенные грибы, как правило, питаются органическими веществами, образующимися при распаде остатков растений или одноклеточных и многоклеточных животных. Но из многих тысяч различных видов почвенных грибов ученые выделили около 50 видов хищных. Они-то и пригодились для борьбы с нематодами. Поэтому их еще зовут гельминтофагами, «пожирателями гельминтов».
Как же могут микроскопические грибы проявлять свои хищнические склонности и вообще кого бы то ни было ловить и уничтожать? В самом деле, они лишены лап, челюстей, зубов, но зато у них, если в почве появились нематоды, на нитях мицелия образуются специальные приспособления в виде клейких головок, нитей, петель и сетей или сжимающихся колец.
И вот что показали наблюдения. Хищный гриб помещали в каплю воды и вносили туда нематод или их личинки. Сначала на нитях грибницы появлялись ростки, они загибались крючочками, смыкающимися в липкие кольца — ловушку (диаметром 25–50 микронов). Постепенно такие кольца соединялись между собой, образуя подобие сети. А через пару суток сеть готова, и гриб начинает охотиться за червями. Они застревают в сети, отчаянно бьются, пытаясь вырваться. Напрасно! Клейкие кольца прочно удерживают добычу. Постепенно в тело нематоды внедряется утолщенный вырост мицелия гриба — «инфекционная луковица». От него отрастают длинные нити, заполняющие тело червя, и тот погибает. А гриб усваивает питательные вещества нематоды. Когда схватка закончена, кольца-ловушки постепенно исчезают и «хищник» вновь принимает облик обычного гриба.
Есть еще более удивительные хищные грибы. У них на нитях грибницы вырастают не сплетения клейких колец, а одиночные кольца на ножке. И когда в такое кольцо проникнет нематода, оно тотчас же сжимается и намертво удерживает жертву.
В природе почвенные хищные грибы уничтожают гельминтов, когда случайно встретятся с ними. А что, если заставить их работать более целенаправленно? Изучением этого вопроса занимались советские ученые — профессор Ф. Ф. Сопрунов и его сотрудники Ю. Я. Тендетник, С. Ф. Шалагин и другие.
Прежде всего ученые позаботились о здоровье людей. На одной из угольных шахт Киргизии выбрали участок, где имелись нематоды, и рассеяли там порошок со спорами гриба. В каждом грамме порошка было не менее миллиона спор. На квадратный метр поверхности наносили примерно 50 граммов порошка. В шахте было тепло и влажно, и это способствовало развитию хищных грибов. Вскоре, к великой радости ученых, в штреке появилась пушистая бледно-розовая пленка. Это значило, что грибы выросли и вступили в борьбу с нематодами. Анкилостомиды были побеждены. Заболевания шахтеров прекратились. Так грибы стали союзником медиков в борьбе с анкилостомидозом людей.
Анкилостомиды вредят не только человеку, но и домашним животным. И сейчас ученые изучают возможность использования хищных грибов для борьбы с заболеваниями скота, вызванными нематодами. Этим занимаются различные научные лаборатории в Москве, Ленинграде, Баку, Ашхабаде и в других городах. Проводятся такие работы и в других странах.
Ученые установили, что хищные грибы успешно справляются с нематодами, вредящими человеку и животным. Это и понятно: личинки таких нематод все время находятся в почве, где живут и действуют хищные грибы.
Более коварными оказались нематоды растений. Их личинки лишь на короткое время появляются в почве, а затем скрываются в корнях растений, куда грибам добраться нелегко. К тому же грибы активно действуют в почве только месяц-два, а потом число их уменьшается.
И все-таки грибы пригодились для борьбы с картофельной корневой нематодой. Английский специалист по грибам К. Л. Даддингтон в своей книге «Хищные грибы — друзья человека» рассказывает, как во время опытов вносили в почву зеленые растения или навоз, благодаря чему хищные грибы активизировали свою деятельность. Иными словами, грибы можно стимулировать с помощью органических веществ, и тогда их эффективность возрастает во много раз. Тайны грибов еще ждут своих исследователей.
Опыты по использованию хищных почвенных грибов для борьбы с фитогельминтами проводятся и в нашей стране. Пока рано еще говорить о больших достижениях в этом деле. Ведь успех в научных исследованиях приходит не сразу и не сам по себе. Правильно говорил когда-то академик М. П. Тушнов: «Ни одно достижение, ни одно завоевание науки не дается нам готовым, как в сказке. И только труд, ошибки и огорчения ведут нас к познанию истины».
Самоуничтожение каллитроги
Центральная Америка… Карибское море… Сколько легенд связано с этим таинственным краем! История сохранила немало страниц, залитых кровью, озаренных огнем пожаров. Здесь впервые бросали якорь каравеллы Колумба. Отсюда вступали на землю неведомого континента испанские конкистадоры. Здесь героически сражались племена ацтеков и майя, здесь совершали свои кровавые подвиги пираты, авантюристы, фанатичные монахи.
Но мало кто знает, что на островах Карибского моря, в Мексике и на юге Соединенных Штатов Америки был совершен научный подвиг. Здесь ученые вступили в бой с врагом, который для местных жителей-скотоводов был куда страшнее, чем пираты и разбойники. Этот враг — так называемая мясная муха, паразитирующая на домашних животных. Научное название ее — каллитрога.
Она нападает на домашних и диких животных и откладывает яйца (от 200 до 300) в царапинах, ссадинах, порезах, ранках, образованных клещами. Вышедшие через 12 часов личинки развиваются в ранке 6–7 дней, питаясь соками и тканями животного — хозяина. Ранка увеличивается, превращается в кровоточащую язву. Запах крови привлекает других мух, они тучами налетают на несчастное животное и откладывают в раны свои яйца. Нередко все тело животного покрывается сплошными ранами и язвами, в которых копошатся тысячи прожорливых личинок. Американские специалисты говорят, что, если не уничтожать личинок в ранах и язвах, животное будет буквально съедено заживо. Поэтому приходится помогать больному животному и удалять личинок пинцетами, очищать раны и язвы, промывать их дезинфицирующими растворами, убивающими личинок и отпугивающими мух, накладывать защитные повязки.
Но это всего лишь первая помощь, а не исцеление. Пройдет день-два, и новые отряды мух нападут на животное, опять образуются ранки и язвы. Животные беспокоятся, у них портится аппетит, у коров снижаются удои, упитанность падает, и нередко животные погибают от истощения, интоксикации или заражения крови. А те, кто выжил после болезни, долго поправляются, остаются бесплодными. Каллитрога — подлинный бич скотоводства в юго-восточных штатах США и на соседних островах. Ежегодный ущерб от нее только в США составляет 25–40 миллионов долларов.
Как же избавиться от нее?
В 1937 году молодой американский энтомолог Найплинг предложил необычный способ, который он назвал «самоуничтожением». Идея была довольно простой: если стерилизовать самцов с помощью облучения и выпускать их на волю, но так, чтобы соотношение между ними и нормальными самцами равнялось 9 : 1, то большинство самок после спаривания с ними будет откладывать неоплодотворенные яйца. Из таких яиц личинки не выведутся, и через пять поколений мухи исчезнут.
Долго колебались чиновники из министерства сельского хозяйства США, опасаясь риска. И только когда в защиту идеи выступил крупнейший ученый-генетик Г. Меллер, дело сдвинулось с мертвой точки. В 1950 году началась лабораторная проверка метода, а вскоре перешли и к массовым опытам. В лабораториях разводили огромное количество мух-каллитрог, облученных куколок помещали в бумажные пакеты и на самолетах отправляли на острова Санибель и Кюрасао. Из самолетов пакеты с куколками разбрасывали над полями, лесами, лугами, пастбищами. Миллионы привезенных мух смешались с местными, и все произошло так, как и предполагал ученый. В результате остров Санибель (площадь в 39 квадратных километров), а затем и остров Кюрасао (площадь в 442 квадратных километра) в течение нескольких месяцев были полностью очищены от мух.
Тогда заволновались фермеры-скотоводы юго-восточных штатов США. Они возбудили ходатайство об очистке от каллитроги их территории. А это ни много ни мало — 200 тысяч квадратных километров в штатах Флорида, Алабама и Джорджия.
Но метод себя оправдал и в таких гигантских масштабах. В 1958 году в штате Флорида в бывшем авиационном ангаре в Синбринге оборудовали лабораторию, где каждую неделю производили по 50 миллионов каллитрог. Для облучения такой массы мух устроили специальные стерилизаторы, снабженные «пушками», заряженными радиоактивным кобальтом (изотоп кобальт-60). Шесть таких пушек доставили из американского центра атомных исследований. Каждые семь минут стерилизовалось по 18 тысяч куколок. Затем их помещали в картонные коробки (по 400 куколок — самок и самцов) и разбрасывали с самолетов над обрабатываемой территорией. На каждые 100 гектаров выпускали 200 самцов мух, что в несколько раз превышало количество самцов, обитавших здесь в естественном состоянии. В результате численность самок мух, оставшихся бесплодными, в первом поколении достигала 68–69 процентов, во втором 86–88, в третьем 100 процентов, а мухи четвертого поколения практически вымерли.
Чего стоила эта операция, видно из сухих, но достаточно красноречивых цифр. 20 специально оборудованных самолетов за полтора года налетали свыше 5 миллионов километров. На площади 19 миллионов гектаров они рассеяли свыше 2 миллиардов облученных куколок самцов каллитроги. Для разведения такого количества мух было затрачено 2932 тонны китового и конского мяса и 704 тонны крови. Общие затраты составили 4850 тысяч долларов. Но что такое эта сумма по сравнению с 20 миллионами долларов, которые ежегодно теряло животноводство трех штатов от грозного паразита!
Метод Найплинга превзошел все ожидания — огромная территория была полностью освобождена от паразитической мухи. Когда в конце операции проверили обработанную территорию, ни одной каллитроги не нашли!
Биофизический метод «самоуничтожения», или «самоизживания», мух оказался надежным и даже дешевым. У насекомых не вырабатывается иммунитет как к химикатам, а для людей и животных этот метод абсолютно безопасен.
Сейчас в различных странах мира испытывают биофизический метод для борьбы с различными вредителями злаков, хлопчатника, плодовых и ягодных насаждений, с москитами, комарами и даже мухой цеце. Изучаются возможности применения подобного метода и против вредных рыб, птиц и млекопитающих. Но мысль ученых идет еще дальше. Они предложили биохимический метод стерилизации самок и самцов вредных насекомых при помощи антиметаболитов. Если такими веществами опрыскивать или опылять растения, у насекомых, проглотивших их с кормом, нарушается секреция ферментов, прекращается усвоение белков и витаминов, угнетается нервная система. Такие животные погибают от голода, не оставив потомства. Новые препараты хорошо действуют против многих гусениц-листогрызов, но на сосущих вредителей (клещи, тли) не оказывают влияния.
Конечно, постоянно приходится думать, как бы не обидеть и полезных насекомых. И вот ученые углубились в изучение биологических реакций насекомых.