Тля питается флоэмным соком

Обновлено: 08.07.2024

Ассоциации растений с микроорганизмами, стимулирующими их развитие, привлекают внимание ученых не только с точки зрения исследования фундаментальных основ сосуществования и взаимодействия различных организмов, но и возможного использования таких ассоциаций в практике экологически ориентированного адаптивного растениеводства.

Микроорганизмы, существующие внутри растения, включая надземную, подземную части и семена, и благотворно влияющие на их развитие, не вызывая симптомов заболевания (эндофитные микроорганизмы), представляют как научный, так и практический интерес.

Они используют внутреннюю среду растения – эндосферу, в качестве уникальной экологической ниши, защищающей их от изменений окружающей растение внешней среды, которая возникла в результате сотен миллионов лет совместной эволюции растений и бактерий.

В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза. От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений. Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми [1].

Открытие новых групп растительных симбиозов и расширение числа видов среди таксонов растений, участвующих в образовании ранее известных, позволяет предположить, что явление симбиоза – не исключение, а скорее правило, закономерность в природе, и симбиотические ассоциации представляют собой одну из основных форм существования жизни

Изучение межорганизменных отношений в настоящее время приобрело всеобъемлющий характер и оказывает все более заметное воздействие на развитие практически всех областей биологии. Доказано, что индуцируя крупные изменения, симбиоз определяет становление новых форм жизни, которые не могли бы возникнуть при эволюции свободноживущих организмов [2].

Каждый микроорганизм приспосабливается не только к неживым субстратам, но и к другим окружающим его организмам. Подобная адаптация иногда приводит к приобретению особых метаболических свойств, наделяющих обладателя способностью занимать специфические ниши. Значительная часть бактерий участвует в конкурентной борьбе, адаптируясь к сосуществованию с другими формами жизни [3].

В последнее десятилетие происходит смена парадигмы симбиоза. На смену представлениям о них как о двухкомпонентных системах в результате уточнения знаний об этом феномене приходит понимание симбиозов как многокомпонентных систем, в которых помимо доминантного микросимбионта, существуют и ассоциативные микросимбионты [4].

В силу того, что в последнее десятилетие для многих симбиозов открыты новые многочисленные сопутствующие микроорганизмы, назрела необходимость в выявлении и понимании роли таких ассоциативных микроорганизмов симбионтов в функционировании симбиоза в целом.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Обзор литературы

Внеклеточные симбионты тли

Помимо внутриклеточных, очень важную роль в жизни хозяев играют внеклеточные симбионты. Исследователи доказали присутствие в пищеварительном тракте тли внеклеточных симбионтов из различных систематических групп эубактерий [21]. Однако в данный момент не до конца выявлены функции вторичных симбионтов и их значение для насекомых. Предполагается их роль в осморегуляции. Тли питаются флоэмным соком, содержащим высокие концентрации углеводов (прежде всего сахарозы и глюкозы), в связи с чем подвергаются постоянному осмотическому стрессу. Известно несколько механизмов, позволяющих насекомым избегать обезвоживания. Высокая концентрация сахарозы непосредственно уменьшает усвоение сахара, синтез олигосахаридов замедляется, тем самым снижается концентрация раствора и, следовательно, осмотическое давление [25 - 28]. Кроме того, в желудок вода дополнительно поступает из кишки, где осмотическое давление ниже.

Недавно был выявлен еще один механизм осморегуляции тлей – это потребление ксилемного сока растений. Сок ксилемы является более разбавленным, чем сок флоэмы: концентрация сахаров и аминокислот в нем не превышает 1%. Дополнительным осморегуляторным механизмом может служить способность внеклеточных симбионтов тли к использованию сахаров в качестве источника углерода и энергии, тем самым в процессе своей жизнедеятельности внеклеточные симбионты понижают концентрацию сахаров в ксилемном соке, делая его более приемлемым для насекомого [29].

Материал и методы

Работа проводилась на базе кафедры микробиологии и физиологии растений и лаборатории молекулярной биологии биологического факультета Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского в период с 2015 по 2016 гг.

Материал исследования

Рисунок 1 – Внешний вид злаковой тля (Schizaphis graminum):

1 – основательница; 2 – нимфа; 3 – крылатая девственница;

4 – бескрылая девственница; 5 – самец [32]

А	Б
В Колошения, цветения молочная спелость Рисунок 2 – Пшеница сорта Жемчужина поволжья в периоды колошения (А), налива зерна (Б) и молочной спелости (В) [34, 35]

Рисунок 3 – Рожь сорта Волжанка в периоды колошения (А), налива зерна (Б) и молочной спелости (В) [34, 35]

В ходе микробиологического исследования было изучено (кол-во не помню) особей тли.

Методы исследования

Определение систематического положения насекомых проводили по определителю Блэкман, Истоп [6].

Микробиологические исследования осуществляли стандартными методами. Непосредственно перед бактериологическим посевом насекомых усыпляли, обрабатывали в 70% – ном этаноле в течение пяти мин для уничтожения микроорганизмов, обитающих на внешних покровах, затем промывали в стерильном физиологическом растворе. 10 экземпляров тлей, обработанных таким образом, растирали в ступке с 0,5 мл физиологического раствора. Установлено, что средняя масса 10 особей тлей составляет 0,005 г, таким образом, исходное разведение составляло 10 -2 . По 0,1 мл полученной суспензии высевали на ГРМ – агар (Россия, Оболенск), картофельную среду (КС) следующего состава: H₂O – 1 л, картофель – 200 г, агар – 20 г [36].

Посевы инкубировали при температуре 28ºС в течение 48 – 72 ч. Затем проводили количественный учёт выделенных штаммов микроорганизмов и отсев их на скошенные питательные среды для дальнейшего изучения.

Морфологические и культуральные признаки изучали как на первичных посевах, так и на полученных чистых культурах.

В ходе исследований нами были изучены некоторые биологические свойства микроорганизмов, такие как: способность штаммов к использованию различных сахаров (глюкоза, сахароза, маннит, лактоза, ксилоза, арабиноза, мальтоза, сорбит), цитрата, способность к гидролизу крахмала, желатина, продукции сероводорода, аммиака, индола. При изучении ферментативной активности определяли наличие у выделенных штаммов каталазы и оксидазы.

Так же проводилась работа по определению устойчивости выделенных штаммов к абиотическим факторам. Нами была изучена способность штаммов к росту при различных показателях pH среды (6, 8, 11), концентрациях NaCl в среде (7, 10, 15%), действию температурного фактора (+10 и +43°С).

Определение структуры микробоценозов злаковой тли осуществляли с помощью определения индекса встречаемости и индекса общности различных видов микроорганизмов по В. Н. Беклемишеву [37] с соответствующей модификацией к изучаемым объектам.

Индекс встречаемости рассчитывали как отношение числа проб, в которых обнаружены бактерии данного вида, к общему числу проб, выраженное в процентах.

Идентификацию выделенных штаммов проводили по Определителю бактерий Берджи [38].

Далее штаммы были изучены на наличие ферментов, которые могут найти применение в различных биотехнологических производствах. Нами были выбраны следующие ферменты: пектиназа, целлюлаза и нитрогеназа. Наличие целюлазы определяли путем посева на среду Гетченсона – Клейтона, в состав которой входили (г/л): KH₂PO₄ – 1,0, MgSO₄ – 0,5, FeSO₄ – 0,01; NaNO₃ – 2,5, карбоксиметилцеллюлоза – 10, агар – 20.

Изучение способности к фиксации молекулярного азота, связанной с наличием фермента нитрогеназы, осуществляли на безазотистой среде Эшби следующего состава (г/л): маннит – 20,0, К₂HPO₄ – 0,2, MgSO₄ – 0,2, NaCl – 0,2, K₂SO₄ – 0.1, CaCO₃ – 5,0, агар – 20.0, pH 7,1 – 7,3.

Постановку всех тестов осуществляли по общепринятым методикам [39].

Результаты исследования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Микробиоценоз тлей – это активная динамическая структура. Бактерии – ассоцианты могут снижать осмотическое давление в пищеварительном канале тли за счёт активного потребления сахаров, содержащихся в растительном соке. Так же ассоциативные бактерии могут обогащать организм насекомого-хозяина азотом за счет фиксации молекулярного азота.

Изучение микробоценозов тли с растениями – это важный этап разработки новых микробиологических методов ограничения численности насекомых. Существующих биопрепаратов на основе облигатных энтомопатогенов крайне мало и они имеют ряд недостатков. Причина этого в высокой степени специализации таких микроорганизмов: гибель насекомых влечет за собой отмирание самих возбудителей бактериозов.

Тля — это маленькие, почти незаметные насекомые, которые могут нанести непоправимый вред домашним и садовым растениям. Они имеют мягкое тело яйцевидной формы и разнообразный окрас. В длину не вырастают больше 4-5 миллиметров.

Тля – настоящее бедствие и для профессиональных аграриев, и для дачников-любителей. Этот вредитель не щадит ни огородные, ни садовые, ни комнатные растения. Само насекомое крошечное и мягкотелое, но его прожорливость и плодовитость ставят под угрозу здоровье культур и будущий урожай. Чем же питается этот паразит?

Что необходимо для размножения и жизни?

В природе насчитывается примерно 4 тысячи видов тли, 1 тысяча из которых проживает на европейском континенте. И всего около 250 видов представляют серьезную опасность для растений и даже человека.

Тля способна выживать практически в любых условиях. Но идеальные факторы для размножения и жизни вредителя – жара и сухость. Оптимальная температура для активной жизнедеятельности тли – 25-30 градусов тепла.

Благоприятные условиях для выживания

Тля не любит сквозняков и хорошо проветриваемых помещений, теплиц. И, напротив, она прекрасно чувствует себя в теплых и душных комнатах, где круглый год может питаться соками домашних цветов.
Жаркие летние месяцы – пик активности тли на открытом воздухе. В это время паразит атакует многие садовые и огородные культуры.
Процесс размножения тли сокращается и практически останавливается при затяжной дождливой погоде.
Резкие перепады температур способствуют сокращению популяции насекомого.
Морозная зима приводит к гибели тли, если паразит заранее не нашел себе место для зимовки.

Тля отличается выживаемостью: даже в экстремальных условиях самки тли откладывают яйца, которые переживут зиму и дождутся благоприятной погоды. Зимовать личинки на участке могут в компостных кучах, в органических остатках, в земле.

Рацион

Любопытно узнать, каков тип и объект питания вредителя. Больше всего тля любит сок растений, также в ее рационе есть молодая поросль. Чтобы добраться до желаемого напитка, насекомое подключается своим хоботком к системе растительных волокон, по которым сок движется по тканям.

Чтобы достигнуть своей цели, некоторые виды тли прокалывают внешнюю ткань растения и вводят внутрь жидкость, которую производят их железы.

Эта жидкость в растительных тканях отвердевает, и насекомое использует ее для поиска каналов с соком. Тля для питания также использует клетки растения, пробивая их стенки или раздвигая клетки.

Чему отдает предпочтение?

Разные виды этого насекомого имеют разные предпочтения в выборе части растения для еды. В большинстве случаев это листья (особенно их нижняя часть), стебель и корни. Стебли молодых побегов, а также бутоны цветов тоже могут входить в обычный рацион паразита. Тля способна съесть полностью молодой росток.

Каким культурам?

Комнатные	Цветы	Садовые культуры	Овощные
В рацион входит большое количество комнатных растений (фикусы, фиалки и другие).	Среди цветов чаще всего паразит атакует:

розы;
клубневую бегонию;
хризантемы;
космею;
настурцию;
мальву;
васильки.

Такие садовые растения, как вишня, яблоня и слива вредитель не обходит стороной.
Тля с удовольствием облюбует черную и красную смородину, не пропустит калину.
Встретить тлю можно и на винограде.

томаты;
баклажаны;
капусту;
салат;
картофель;
бобовые;
сладкий перец.

Для еды вредитель чаще всего выбирает неокрепшие растения. Неправильный полив или излишняя подкормка могут привести к ослаблению защитных свойств культуры: тля в таком случае воспользуется сниженным иммунитетом и атакует растение.

Подробнее о местах обитания тли в природе и о том, какие именно растения поражает этот вредитель, читайте здесь. Также мы подготовили отдельные материалы об особенностях борьбы с тлей на самых разных садовых и комнатных культурах: перце, огурцах, смородине, яблонях и других плодовых деревьях, розах и орхидеях.

Чем питается в природе?

Нежные листья и стебли – легкая добыча для прожорливого паразита. Облюбовав для себя посадки с молодыми деревьями, тля с успехом лакомится их соком. Аминокислоты и азот, содержащиеся в молодой зеленой массе, являются для насекомого деликатесом.

Что не ест?

Есть некоторые комнатные и садовые растения, которые тля обходит стороной. К ним относятся:

все виды кактусов;
суккуленты – растения, запасающие влагу в стеблях и листьях (алоэ, хавортия, агава, толстянка или «денежное дерево);
все виды бромелиевых (бромелия, эхмея, гузмания).

Лаванда не только не понравится зеленой тле, но и не даст ей устроиться на соседних цветах. Если вокруг садового участка посеять мяту и бархатцы, это отпугнет тлю и насекомое постепенно самостоятельно покинет территорию. Чабрец защитит бобовые культуры от черной тли. Тля не любит запах кинзы, базилика, фенхеля и чеснока.

Итак, тля – совсем маленькое насекомое, обладающее огромным аппетитом. За короткое время этот плодовитый вредитель наносит огромный вред растениям и урожаю. Но ознакомившись с особенностями питания тли и ее рационом, будет легче защитить сад, огород и домашние цветы.

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

Тля в этом году прожорлива как никогда. Это только кажется, что тля вся почти одинаковая - чёрненькая да зелёненькая. Энтомологи описывают несколько тысяч видов насекомых из десятка семейств, которые объединяют в надсемейство Aphidoidea. Из них около 250 видов - опасные паразиты культурных растений.

Добро бы тля только питалась. Она ещё и переносит множество опасных вирусов, в том числе вирусы, вызывающие образование галлов.

Тля умеет размножаться партенокарпически, то есть без оплодотворения. Многие видели на побегах бескрылую тлю. Она размножается без оплодотворения. Более того, летом тля не тратит времени на откладывание яиц, а размножается живорождением. Осенью в колониях появляются нормальные самки и нормальные самцы, способные к оплодотворению, эти самки откладывают яйца. Яйца перезимовывают, и весной из них развиваются так называемые тли-основательницы, дающие начало новым поколениям.

Крылатые особи развиваются летом тоже без оплодотворения, они служат для расселения тли. Кроме того тля, даже бескрылая, может переноситься по воздуху с сильным ветром. И ещё - это уже совсем подстава! - тля прекрасно перемещается с места на место с током воды. Привет тем, кто пытается смыть тлю на огороде водой, чтобы "без химии" - тля вам очень благодарна за предоставленные транспортные услуги. Она переместится со сливы на злаки, где успешно завершит свой годовой цикл развития.

Википедия пишет, а все за ней повторяют, что рождение крылатых тлей может быть вызвано и особыми ароматными веществами, которые выделяются тлями, когда они подвергаются нападению со стороны врагов, например божьих коровок. Это очень похоже на правду, потому, что у насекомых такое часто встречается, они с помощью феромонов на многое способны, но первоисточник информации про крылатую тлю и феромоны мне по-быстрому найти не удалось.

А вот ещё забавное про тлю. На горохе живёт гороховая тля (Acyrthosiphon pisum), которая единственная среди животных умеет синтезировать каротин. Тот самый, что в морковке. Эти тли окрашены в бледно-морковный цвет.

Так вот, в 2010 году Nancy A. Moran и Tyler Jarvik опубликовали в журнале Science статью, в которой рассказывается о том, что возможность синтезировать каротин эта тля получила от одного из паразитических грибков, также обитающих на горохе. Получила путём горизонтального переноса генов, явления, широко распространенного в природе. Привет борцам с ГМО. Без лабораторий и злыдней-учёных гены попали в тлю, и прекрасно в ней работают. И таких природных трансгенных созданий великое множество, и это только в лабораториях всё под контролем, в полях и лесах оно происходит без нашего контроля и нашего участия. Возможно, однажды позорище на упаковках "Не содержит ГМО" заменят на что-то вроде "содержит контролируемые генные модификации" и будет приносить немалые прибыли тем, кто, возможно, сейчас гонит волну против генной инженерии, дабы избавиться от конкурентов.

Но это я на больную мозоль сама себе наступила и уплыла далеко от любимой тли. Те, у кого есть доступ к полной версии статей в журнале Science, могут полностью прочитать оригинальную статью про морковного цвета тлю, а простые работники торговли, вроде меня, только предоставленное для всех желающих краткое содержание. Правда, есть добрые люди, которые немножко подробностей выложили вот тут и по-русски.

Это мы пока что тлёй только любуемся. Сейчас будем бороться. Мыть растения в саду не будем, узнав, что тле это нипочём. Высаживать от тли календулу вокруг яблонь будем исключительно из эстетических соображений.

Если растение некрупное, быстрый эффект достигается пиретроидами. Похуже - циперметрином (Инта-Виром), к нему почти вся тля уже привыкла, получше ципрметрином в смеси с перметрином (Искра Двойной Эффект). Очень эффективен лямбда-цигалотрин (препарат Молния), тут ещё добавляется особое мстительное удовольствие, полчаса прошло и тля вся уснула поджав лапки (в самом прямом смысле слова). Карбофос тоже эффективен, но вонюч и вообще лучше поменьше древней фосфорорганики в саду. Неоникотиноиды - современные препараты, родственные никотину, но не опасные для теплокровных, не только эффективны, но и удобны для применения на крупных растениях, так как могут перемещаться по проводящей системе снизу вверх. Самый известный такой препарат - имидаклоприд - выпускается под торговыми марками Конфидор (оригинальный препарат фирмы Байер) и многочисленные его клоны: Искра Золотая, Биотлин, Командор, и ещё две дюжины, всех не упомнишь, все, на которых мелкими буковками написано "имидаклоприд". Это же действующее вещество применяется в ветеринарии от блох на кошках и собаках. Но там другие концентрации, не как для растений.

Табачной пылью тоже можно воспользоваться, там старый злой никотин вместо нового доброго имидаклоприда, но сначала давайте вспомним, насколько полезна или вредна работа на табачной фабрике, а потом будем принимать решение об использовании табачной пыли в своём саду.

Биологам посчастливилось найти единственное в своем роде животное. Оно способно самостоятельно синтезировать каротиноиды -- растительные пигменты. До сих пор считалось, что это могут делать только растения, грибы и бактерии.

Ученые из Университета Аризоны (США) Нанси Морган (Nancy A. Morgan) и Тайлер Ярвик (Tayler Jarvik) обнаружили в гороховой тле гены, ответственные за синтез каротиноидов -- пигментов, придающих ей красную окраску. При помощи филогенетического анализа ученые пришли к выводу, что этот вид насекомых получил уникальный набор генов от грибов-паразитов.

Кто умеет синтезировать каротиноиды

Синтез каротиноидов считался исключительной привилегией растений, грибов и бактерий. Из-за присутствия каротиноидов эти организмы приобретают все оттенки красного, оранжевого и желтого. Важна также функция каротиноидов -- они защищают клетки от разрушительного действия свободных радикалов, которые постоянно накапливаются в организме, а также и предохраняют растительные клетки от избыточного освещения. Животные обычно получают каротиноиды вместе с пищей и таким способом подкрашивают себе перья или мех.

Заветный отрезок генома

Подтверждение гипотезы и связь с грибами

Статья доктора Моргана и доктора Ярвика опубликована в последнем номере журнала Science.

Читайте также: