Що ми не знали про попелицю

Пошкодження, заподіяні шкідливими організмами, викликають у рослин затяжний стресовий період, особливо під час екстремуму погодних умов (посухи чи тривалих дощів)

Ю. Лаба,
вчений агроном

Культурні і дикорослі рослини є інсектопривабливими для багатьох комах. Не є винятком і культури з родини капустяних Brassicaceae, які виступають рослинами-хазяями для різноманітних спеціалізованих видів. Так, величезна кількість шкідливих комах пошкоджує капустяні культури. Частина з них викликає деформацію рослин, інші ж псують бутони і стручки. Пошкодження, заподіяні шкідливими організмами, викликають у рослин затяжний стресовий період, особливо під час екстремуму погодних умов (посухи чи тривалих дощів). Запобіжним заходом зменшення чисельності шкідливих видів комах є поєднання різних способів і методів захисту рослин. Найменше згадується про проміжні посіви, які є природним фізичним бар'єром для мігруючих видів комах.
На фоні частих опадів та високої вологості розвиваються різні види попелиць, що належать до найсерйозніших шкідників сільськогосподарських угідь. Попелиці завдають подвійної шкоди культурним рослинам, виступаючи транспортерами вірусів капустяних культур, серед яких вірусна мозаїка турнепсу, вірус мозаїки цвітної капусти, а також вірус огіркової мозаїки.
   В основному, шкідливими видами виступають: капустяна попелиця Brevycorine brassicae L., зелена персикова Myzus persicae S., а також гірчична листкова попелиця Lipaphis erysimi K. Капустяна і персикова попелиці зустрічаються на одних і тих самих рослинах, капустяна надає перевагу верхньому ярусу листя, персикова - нижньому. Особливість гірчичної листкової попелиці полягає в тому, що її колонії розміщуються не тільки по крах посівів, але і в глибині. Як і інші види попелиць, вона полюбляє затишні місця, без протягів, хоча має властивість заселяти рослини ранньої весни, і зазвичай, з'являється однією з перших. Колонії капустяної попелиці Br. brassicae L. полюбляють тепліші погодні умови та заселяють посіви в період від формування бутонів і до фази воскової стиглості стручків, перешкоджаючи тим самим нормальному розвитку генеративної частини рослин.
   Капустяна попелиця - давно відомий і широко розповсюджений шкідник ріпаку. Наприклад, в деяких регіонах Америки і Європи вона є одним із трьох основних фітофагів на посівах ярого ріпаку після великої ріпакової блішки Phyllotreta cruciferae G. і капустяного насіннєвого прихованохоботника Ceutorhynchus assimilis P. Завдає значної шкоди і на території України, і вона суттєва: відмирають бутони, деформуються молоді стручки. Загальні втрати можуть сягати до 40% врожаю, особливо, коли на стеблі живиться понад триста особин.
Колонії попелиць (фото 1, 2) швидко заселяють та інфікують рослини протягом весни-літа. Вчені виявили позитивну кореляцію між рівнем сірки в рослині і домінуванням живлення попелиць цими рослинами. Так, капустяна попелиця надає перевагу рослинам із високим вмістом сірки.
Чисельність попелиці значною мірою залежить від природних ворогів попелиць, хижаків і паразитів. З-поміж паразитів найбільше значення має афідіус Aphidius rapae Curt., який відкладає яйця в тіло самиць. Уражені самиці стають кулеподібними, буріють і гинуть. Із хижаків попелицями живляться імаго (фото 3) і личинки сонечок, личинки мух-сирфід і золотоочок (фото 4) і ін. Хижі та паразитичні види комах контролюють чисельність популяції попелиць, проте не на економічно відчутному рівні.
Оскільки характерною для попелиць є їхня наявність на полі протягом всього вегетаційного сезону, то шкодять вони не тільки під час бутонізації-цвітіння, але і під час формування насіння в стручках. Висмоктуючи сік, попелиці призводять до деформування стручків, і як наслідок, - насіння.
Живлячись соком капустяних рослин, попелиці виробляють токсичну хімічну зброю. Відомо, що рослини родини капустяних містять в складі рослинного соку гірчичну олію - речовину з характерним пряним сильним запахом. Висмоктуючи сік, особини попелиці виробляють таку собі «хімічну бомбу», утворену із продуктів метаболізму гірчичної олії і ряду хімічних реакцій. Не всі особини популяції попелиць здатні виробляти такий «продукт», що містить в собі великий обсяг глікозиду синігрину, одного з хімічних попередників гірчичної олії.
Дослідниками було встановлено, що личинка сонечка, яка живилася безкрилими особинами (фото 5) попелиці з великим обсягом синігрину не доживала до стадії імаго. Очевидно, крилата форма (фото 6) особин попелиці менш токсична, ніж безкрила. Можливо, це буде кроком уперед в біозахисті ріпаку або у зміні стратегії захисту рослин - від хімічного до авіаметоду.
Шкідливість полягає в тому, що попелиця висмоктує сік з листків, стебел рослини. Під час масового заселення попелиці «окуповують» і квіти, і стручки, розміщуючись по всій довжині рослини до самого кореня. Сильно пошкоджені органи рослини підсихають, скручуються, інколи рослина гине. Перші ознаки наявності попелиці - блискучі липкі місця на рослині, які називаються «медовою росою», це схоже на цукор (сахарозу) - відходи життєдіяльності попелиці, яка живиться рослинними білками. Цукрові відкладення - прекрасне поживне середовище для різних видів грибів, наприклад сажкових. За сильного заселення вони зменшують фотосинтез рослини, але значної шкоди не завдають.
   На території Західної Європи в деяких вологих районах спостерігали природний гриб, який викликав спалахи епідемії серед колоній попелиці. Поглинаючий комаху гриб Beauveria bassiana, використовуваний в країнах ЄС як біоінсектицид, виявився неефективним на попелиці. На думку вчених, причиною став жирно-кислотний склад секрету попелиці, який, можливо, почав вироблятися для спротиву грибу.
Попелиці у відповідь на атаки сонечок,.. посилають «терористів-смертників»
Учені були дуже здивовані, коли виявили, що особини капустяної попелиці жертвують своїми життями, щоб захистити інших членів колонії під час нападу хижака. Самознищення попелиці виявили на капусті: окремі особини попелиці були готові в будь-який момент вибухнути хімічною бомбою проти нападу сонечка.
Попелиці вибухають гірчичною олією, щоб відлякати сонечок та інших шкідників. Олійна атака «ранить» чи відлякує нападаючого, але захисник колонії теж зазвичай гине. Попелиці відомі «вербуванням» мурашок для свого захисту, пропонуючи їм солодку медвяну росу (падь), це було відомо ще до того, як науковці відкрили можливість попелиці вибухати.
Смертельний коктейль, який використовується в бомбах, є комбінацією хімікату, взятого з ріпаку, і ферменту мірозинази, який виробляють попелиці. Глюкозинолати, витягнуті з капустяних, зберігаються в крові попелиці, в той час як фермент є в м'язах, голові та грудній клітці. Коли на попелицю нападає сонечко чи інший хижий жук (клоп), фермент і глюкозинолат змішуються, викликаючи водночас мініатюрний вибух гірчичною олією, яка забризкує голову нападаючого.
   На сьогодні команда британських і норвезьких учених вивчає, коли ж саме в живленні попелиць з'являється запас глюкозинолатів. Попелиці і так успішно відбивали напади, без хімічних бомб, вступаючи в симбіотичні зв'язки з хижаками (ті ж мурашки). Тільки безкрилі особини капустяної попелиці зберігають глюкозинолати. Як тільки в особин попелиць починають рости крила, вони позбуваються хімікату. Дослідження показали, що попелиці, розвиваючи крила, перестають зберігати хімікат, оскільки вони не потребують хімічної бомби, щоб захиститися, адже можуть просто полетіти.
У дикій природі попелиці живуть на рослинах колоніями, що налічують сотні особин, тому майбутня жертва однієї з них, «начинена» отруйною гірчичною олією, рятує всю колонію від нападаючого хижака (сонечка).
На жаль, така природа механізму з хімікатом, що зберігається в крові попелиці, і каталізатора в її м'язах призводить до загибелі окремої особини. Застосовуючи «вибухівку», щоб відігнати сонечко, безкрила попелиця гине, але рятує колонію.
Дослідниками встановлено, що це перший випадок, коли попелиці вдалися до хімічної війни. Вони припустили це тому, що більшість особин у спільності колонії фактично є клонами одне одного, а жертва - один маленький імпульс, який суттєво не впливає на генетичний склад групи. Колонії попелиці стали ризикованими для відвідування їх широким діапазоном природних ворогів. Застосування попелицею глюкозинолатів надає захисних переваг цій рослиноїдній комасі. Можна зробити висновок, що капустяна попелиця розвинула високоспеціалізовану та унікальну форму захисту.
   Для регулювання чисельності комах і зменшення шкідливості хвороб традиційно застосовують хімічний захист посівів. Одними із напрямів в «розсіюванні» шкідливості організмів є чергування культур, так званих проміжних посівів, що культивуються одночасно.
Оскільки шкідники найчастіше визначають рослину-хазяїна за запахом, більшість схем проміжних посівів розроблено з метою маскування запаху культурних рослин. Наприклад, капустяні рослини інколи захищають від хрестоцвітих блішок Phyllotreta sрp., саджаючи в міжряддя помідори. Проміжні посіви зменшують переміщення колоній попелиці з рослини на рослину, а також малорухливих видів, що живуть в грунті. Несприйнятливі рослини запобігають поширенню спор хвороб, що переносяться вітром, наприклад, таких як несправжня борошниста роса. Міжрядні культури можуть стати фізичним бар'єром захисту культурних рослин. Наприклад, можна запобігти відкладанню яєць весняною капустяною мухою Erioischia (Delia) brassicae В. на полях, що мають посіви конюшини.
   Інакше кажучи, збільшення рослинної різноманітності підтримує корисних комах та допомагає зменшити присутність шкідників. У деякі моменти життєвого циклу більшість корисних комах потребує нектару, пилку, додаткових рослин-хазяїв чи інших джерел харчування. Належне живлення корисних комах є суттєвим, тому що впливає на їхню здатність виживати і відкладати яйця. Та види та кількість рослин мають ретельно відбиратися, тому що вони також можуть стати резервацією багатоїдних видів і тим самим поповнити лави шкідників.