Грибы уничтожают насекомых и вредителей

Обновлено: 07.07.2024

В естественных условиях поражение беспозвоночных грибной инфекцией встречается весьма широко.

Грибы заражают хозяев непосредственно при контакте, проникая через покровы, а не только с пищей, как бактерии и вирусы. На мертвой ткани погибшего хозяина (насекомые, клещи и нематоды) грибы образуют споры, распространяясь, вызывают эпизоотии. Они способны контролировать развитие популяции длительное время. Однако степень эффективности грибов зависит от влажности и температуры. Поэтому препараты, получаемые на основе грибов, чаще рекомендуют применять в оранжереях.

Многие виды грибов заражают широкий круг хозяев. Например, В. bassiana проявлялась в около 200 вредных видов членистоногих, в том числе таких, как вредная черепашка, колорадский жук, яблонная моль и плодожорка, кукурузный и луговой мотылек, различные совки и др.

В настоящее время используются несколько десятков препаратов на основе грибов.

Нематофагин — биопрепарат на основе хищного гриба Arthrobotris oligospora, предназначенный для борьбы с галловой нематодой в теплицах. Препарат содержит конидии и мицелий, которые в почве образуют ловчие кольца для удержания и уничтожения нематод.

Вертициллин изготавливают на основе гриба Cefalosporum (Verticillium) lecanii. Препарат рекомендован для борьбы с оранжерейной белокрылкой, табачным трипсом, тлей, ненастоящими щитовками на цитрусовых и древесных породах и другими насекомыми. Оптимальные условия для проявления его действия: относительная влажность в пределах 75-95% и температура 20-30 °C. Всего за вегетационный период проводят 4-5 обработок препаратом.

Энтомофторин получается из грибов семейства Entomophthoraceae. Выпущена партия жидкого биопрепарата — микоафидин, представляющего собой 1-2%-ную суспензию спор и конидий этих грибов. Представители семейства Entomophthoraceae относятся преимущественно к специализированным паразитам. Число выявленных и перспективных для биологической защиты видов постоянно растет. Обнаружены виды Е. sphaerosptrma, заражающие медяниц, тлей, трипсов, жуков, бабочек, Е. erupta — клопов-слепняков, Е. grylli — саранчовых. Попадая на поверхность тела насекомых, клещей, конидии и споры прорастают, грибница проникает в ткани. После гибели хозяина на поверхности его тела образуется налет из конидиеносцев с конидиями, которые при определенной влажности (близкой к абсолютной), рассеиваются на значительные расстояния. Их жизнеспособность сохраняется не более 3 дней. При попадании в воду споры прорастают. При неблагоприятных условиях в теле погибших хозяев формируются споры с двойной оболочкой, способные сохраняться в почве и на растительных остатках много лет.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

29.03.2021

Грибы относятся к наиболее удивительным и загадочным существам на нашей планете, поскольку они сочетают в себе черты, присущие как растениям, так и животным. В этом материале под грибами мы будем подразумевать не всем известные съедобные или ядовитые грибы, а рассмотрим царство грибов в более широком значении этого слова.

Грибной мицелий представляет собой бесчисленное множество микроскопических тонких нитей (гифов), которые, переплетаясь друг с другом, формируют нежную ткань. Это и есть основное тело гриба, которое, пронизывая поверхность почвы, добывает из нее питательные вещества. При этом основная масса грибов, обитающих в природе, представляет собой вездесущие микроскопические создания (микромицеты), которые в большом количестве присутствуют в воздухе, в почве, в воде. Часть из них может представлять реальную угрозу для живых организмов, включая людей.

Существуют и хищные представители грибного царства, способные охотиться и убивать мелкие живые организмы.

Грибы – враги или союзники?

К счастью, человечество научилось использовать отдельные виды грибов в собственных интересах, например, при изготовлении лекарств, в частности антибиотиков, в винодельном и хлебопекарном производстве. Не является редкостью и применение некоторых представителей царства грибов в сельском хозяйстве, где они с успехом выполняют функцию защитников растений, уничтожая мелких садовых и огородных вредителей. Обычно для этого используются виды, способные заражать насекомых и развиваться внутри их организма, вызывая заболевания и гибель. Но есть среди грибов и настоящие хищники, которые могут захватывать и убивать своих жертв.

В процессе эволюции представители этих видов приобрели навыки, присущие хищным животным, то есть обзавелись специальными органами и приспособлениями, которые позволяют им улавливать и убивать насекомых, в том числе наносящих ощутимый вред сельскохозяйственным культурам. В список потенциальных жертв входят нематоды и их свободноживущие личинки, а также коловратки и другие вредители, включая простейших.

Наиболее чувствительный урон растениям причиняют нематоды. К примеру, только в Великобритании убытки, наносимые сельскому хозяйству этими червями, исчисляются несколькими миллионами фунтов в год.

К счастью, практика использования различных представителей царства грибов на деле доказала, что их применение для борьбы с вредителями не только экологически безопасно и не наносит вреда природе, но и имеет высокую эффективность, в том числе – и против нематод.

Угроза, исходящая от нематод

Нематоды представляют собой круглых червей, часто очень мелкого размера. Поскольку многие из них обитают непосредственно в почве, то поражают подземные части растений, высасывая из тканей сок. В первую очередь под удар попадают корни, корневища и клубни. Существуют также некоторые виды нематод, которые способны обитать на надземной части растений, а потому повреждают их листья и стебли.

Дополнительные проблемы сельскому хозяйству нематоды создают тем, что способствуют проникновению возбудителей инфекций, которые через нанесенные червями повреждения попадают внутрь растений.

Нематоды отличаются поразительной плодовитостью, не уступая в этом отношении даже саранче. Например, одна женская особь галловой нематоды (лат. Meloidogyne) способна произвести свыше 500 яиц. С учетом того, что в течение одного сезона рождается несколько поколений, общее число червей в колонии может к концу лета увеличиваться на несколько порядков.

Яйца нематод покрыты плотной оболочкой (цистой). В таком виде они могут находиться в почве, сохраняя жизнеспособность до 10 (!) лет. Циста легко прикрепляется, например, к подошве обуви или к садовому инструменту, и может, таким образом, переноситься на незараженные участки, увеличивая зону обитания червей.

Борьба с этим вредителем при помощи агрохимических средств защиты растений, к сожалению, не дает надежных результатов. Особенно устойчивы к действию таких препаратов яйца нематод: в настоящее время на рынке отсутствуют химикаты, которые могли бы эффективно уничтожать цисты. Кроме того, химические СЗР наносят сильный вред окружающей среде, а нематода научилась быстро адаптироваться к их воздействию.

Врага нужно знать в лицо

К наиболее ярким представителям этих вредителей относятся: галловая корневая нематода (лат. Meloidogyne marioni Cornu), свекловичная нематода (лат. Heterodera schachtii Schmidt), а также картофельная корневая нематода (лат. Heterodera rostochiensis Wallenweb) и картофельная листовая нематода (лат. Dittylenchus destructor).

Помимо перечисленных видов, нематоды могут также поражать злаковые культуры, огурцы, томаты, лук, виноград, многие виды декоративных и плодово-ягодных растений.

В результате заражения нематодой ухудшается качество произведенной продукции и снижается урожайность сельскохозяйственных культур. При сильном поражении возможна даже гибель растений.

Хищные грибы (гельминтофаги) против нематод

Представители хищных грибов также имеют мицелий, который состоит из множества ветвящихся и переплетающихся между собой гиф, но, в отличие от обычных лесных грибов, не формируют массивных плодовых тел.

Если рассмотреть хищный гриб под микроскопом, можно увидеть, что его гифы содержат множество мелких клейких петелек, которые, соединяясь друг с другом, образуют подобие рыболовной сети. Только она не плоская, а имеет объемную форму, то есть у нее есть определенная длина, ширина и глубина.

Мицелий хищного гриба (это относится в первую очередь к представителям вида Arthrobotrys oligospora) работает по принципу липкой ленты, предназначенной для отлова мух и мошек.

Сверху петельки гифов покрыты вязкой клейкой субстанцией, которая содержит специальное вещество, приманивающее нематоду. Как только нематода прикасается к одной из петель, она тут же прилипает. Попав в своеобразный капкан, вредитель начинает активно высвобождаться, и чем сильнее сопротивляется, тем глубже увязает в клейкой массе. Уже в течение двух первых часов хищный гриб прорастает внутрь червя, не оставляя ему никаких шансов. Вскоре жертва перестает сопротивляться и погибает.

Поскольку хищные грибы, как правило, обитают в почве, они питаются, в основном, растительными остатками, то есть органикой, содержащейся в субстрате. Тем не менее, часть питательных веществ они получают и от своих жертв.

Убитая нематода не является для хищных грибов местом обитания, а лишь представляет собой один из пищевых объектов. В этом основное отличие хищных грибов от других видов, паразитирующих в организме жертвы.

Будущее за грибами

Сегодня ученые активно разрабатывают наиболее эффективные модели применения хищных грибов. Эта работа ведется различными компаниями и уже есть первые положительные результаты, которые обеспечивают до 80% сохранности урожая. И хотя пока сделаны лишь первые шаги в этом направлении, многие аграрии считают использование хищных грибов очень перспективным способом борьбы с вредителями.

В наши дни энтомопатогенные грибы часто используются в основе биологических препаратов для защиты растений от различных вредителей. Прикрепляясь на их покровы, гриб вызывает болезнь или гибель организма. В свою очередь насекомые в борьбе за выживание используют ингибиторы, блокирующие этот процесс. Сибирские ученые в сотрудничестве с коллегами из Университета Суонси (Великобритания) впервые в мире с помощью РНК-интерференции заблокировали ген ингибитора металлопротеиназ гриба у личинок вощинной огневки и показали, что такие вредители проигрывают в борьбе за выживание и становятся более восприимчивы к поражению. Работа открывает широкие перспективы как в изучении иммунной системы насекомых, так и в использовании РНК-интерференции для защиты растений. Результаты исследований опубликованы в журнале Developmental & Comparative Immunology.

Гриб прорастает на поверхности насекомых

В своей работе ученые использовали известный модельный вид насекомых — вощинную огневку (Galleria Mellonella), которая является вредителем в пчеловодстве, а также широко используется как объект для лабораторных исследований по всему миру. Для заражения специалисты взяли один из самых популярных грибов, применяемых при создании биологических препаратов, — Metarhizium, который может инфицировать насекомых из разных отрядов. В естественных условиях он, попадая на поверхность (кутикулу) этих беспозвоночных животных, прорастает через их покровы, размножается внутри и убивает хозяина, после чего образует конидии, которые могут заражать других насекомых. Гриб опасен для таких известных вредителей сельского хозяйства, как колорадский жук, саранча, капустная моль и хлопковая совка. Кроме того, он способен убивать и кровососущих комаров, если попадет на их тело или в кишечник личинки. В эксперименте исследователи моделировали классический способ заражения насекомых, то есть проникновение гриба через покровы личинок.

Среди основных факторов вирулентности, атакующих насекомых и обеспечивающих успешное развитие на хозяине, особое значение имеет группа протеолитических ферментов (протеаз), которые отвечают за начальный этап инфекционного процесса в тот момент, когда гриб проникает через покровы животного. Эти ферменты буквально растворяют кутикулу насекомого. Гриб может синтезировать множество различных протеаз, поэтому перед учеными стоит задача определить, какие из них отвечают за успешное преодоление защитных систем вредителей.

РНК-интерференция — это процесс избирательного подавления экспрессии генов. Это интересный биотехнологический прием, широко используемый в биологии и медицине. В частности, RNAi используют и в защите растений для уничтожения различных вредителей, а также на их основе создают препараты, трансгенные растения и микроорганизмы с инсектицидной активностью (способные бороться с насекомыми).

Работа была поддержана грантами РНФ № 19-016-00121, № 20-76-00025 и Российского фонда фундаментальных исследований. Исследование проводилось при участии ведущего научного сотрудника лаборатории биологической защиты растений и биотехнологии НГАУ, кандидата биологических наук Екатерины Валерьевны Гризановой.

Фото Тарика Бута, Дмитрия Желтикова, Екатерины Гризановой, предоставлены Иваном Дубовским

Информация и фото предоставлены Управлением по пропаганде и популяризации научных достижений СО РАН

Последние несколько лет тема зомби набирает все большей популярности. Всё чаще устраиваются флешмобы ходячих мертвецов, снимаются фильмы и сериалы, выпускаются видеоигры, комиксы, игрушки и т.д. Но мало кто знает, что зомби действительно существуют, правда, не в таком виде, как мы привыкли их представлять. Их можно встретить в тропических лесах: это муравьи и другие мелкие насекомые. Они становятся зомби после того, как их настигает кордицепс — гриб, управляющий их телом.

Поражённое насекомое, в данном случае муравей, покидает свою колонию и обосновывается на листе дерева. После того как жертва занимает удобное для манипулятора положение, гриб начинает прорастать сквозь его тело и голову.

Давайте узнаем про этот гриб подробнее …

Фото 2.

Именно в этом и состоит главная цель кордицепса однобокого – с помощью муравья добраться до лучшего места, где он смог бы продолжить расти. Поскольку этот паразит не может расти ни высоко в кронах деревьев, ни на земле или близко к ней, муравью дается команда отыскать место, где грибу идеально подойдет температура и влажность для размножения. Когда подходящее для паразита место найдено, муравей погибает, и из его головы вырастает гриб, образуя коробочку со спорами. Споры, осыпаясь, попадают на других муравьев, которых вскоре постигнет известная участь.

Фото 3.

Недавно ученым удалось выяснить, что этот гриб паразитирует уже 48 млн. лет, о чем свидетельствуют окаменелости, найденные в месте бывшего немецкого кратера Grube Messel.

Фото 4.

Кроме того, паразиты, подобные кордицепсу, превращают в зомби не только муравьев, но и других существ. Например, паразит Toxoplasma gondii, который вызывает у людей токсоплазмоз, управляет своими промежуточными жертвами – мышами. Обычно он вмешивается в работу определенных частей мозга мыши, лишая её страха быть съеденной кошкой.

Фото 5.

Кордицепс однобокий - один из энтомопатогенных грибов. Это такие грибы, которые поражают только насекомых. Некоторые грибы могут поражать членистоногих (пауков, например), но это скорее исключение их правил. Кордицепс однобокий поражает только муравьев, причем только одного вида - Camponotus leonardi. Грибок может заражать и другие близкородственные виды муравьев, но с меньшим репродуктивным и манипуляционным успехом.

Точно не ясно, каким именно способом споры гриба попадают внутрь муравья. Скорее всего заражение происходит через поры в клетках, или через кутикулы. Дрожжи кордицепса после попадания внутрь организма начинают активно в нем размножаться и распространятся по всему телу муравья. Предположительно, споры гриба формируют активные химические соединения, которые и влияют на мозг муравья, изменяя его поведение.

Фото 6.

Муравей покидает свою колонию и спускается на землю (этот вид муравьев обитает на деревьях). Насекомое выбирает невысокую травинку, залазит на нее и очень крепко закрепляется за центральную жилку листа. Муравей с максимальной силой ухватывается за растение мощными челюстями и ни ветер, ни дождь не может столкнуть его. После этого муравей полностью теряет контроль над своим телом и больше не двигается. Он еще не умер, но уже ничего не может сделать.

Постепенно грибок убивает муравья, а сам продолжает расти. Его корни уже проникли в мягкие ткани насекомого, прошли сквозь все тело и надежно закрепились на листе. Теперь все что осталось от муравья — это большая грибница кордицепса однобокого. Сразу же гриб начинает вырабатывать сильный противомикробный препарат, чтобы обезопасить себя от мелких падальщиков. Когда гриб надежно зафиксировался, он прорастает вверх через голову муравья. Процесс роста занимает 4-10 дней.

Фото 7.

Кордицепс однобокий способен уничтожить целую колонию муравьев. Насекомые выработали способность чувствовать зараженных собратьев и изгонять их из своей колонии. Если грибок проникает в гнездо, то зараженного муравья оттаскивают подальше, чтобы вся семья не погибла от эпидемии. Средняя плотность заражения грибком — 20-30 особей на м 2 .

Фото 8.

Кордицепс однобокий содержит различные известные и неиспользованные биологически активные метаболиты, и исследуется как новый источник препаратов с иммуномодулирующими, противоопухолевыми, гипогликемическими и гипохолестеринемическими свойствами.

Фото 9.

Энтомопатогенные грибы - паразитические грибы, поражающие насекомых. Иногда используются в сельском хозяйстве в качестве пестицидов, для контроля численности вредных насекомых.

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

Фото 15.

Фото 16.

Фото 17.

Фото 18.

Фото 19.

Фото 20.

Фото 21.

Фото 22.

Фото 23.

Фото 24.

Давайте вспомним что еще по теме ЗОМБИРОВАНИЯ В ПРИРОДЕ мы уже проходили : вот например Паразит парадоксальный, а вот Повелители гусениц. Вспомните еще Кто зомбирует тараканов ? и как Червь-паразит заставляет насекомых совершать самоубийство

Читайте также: