Информация

10.3.1: Биологичен контрол на инвазивите - Биология

10.3.1: Биологичен контрол на инвазивите - Биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Биологичният контрол на вредителите включва използването на естествени врагове на вредителя за борба с него - вместо химически агенти като инсектициди и хербициди. Това не само трябва да бъде по-безопасно за околната среда, но и след като се установи - естествените врагове може да са в състояние да поддържат своето население, избягвайки необходимостта от бъдещи лечения.

Повечето от видовете, които считаме за вредители, са растения („плевели“) или животни (особено насекоми), които са нахлули в ново местообитание, без да са придружени от естествените врагове, които са ги държали под контрол в първоначалния им дом. С увеличаването на международните пътувания и търговия този проблем става все по-сериозен.

Биологичен контрол на насекомите

Насекомо с памучна възглавница

През 1887 г. това насекомо – внос от Австралия, опустошава цитрусовите горички на Калифорния. Американски ентомолог отиде в Австралия, за да намери естествен враг и се върна с бръмбар ведалия, вид бръмбар. Пуснат в Калифорния, бръмбарът бързо постави мащаба под контрол.

Поне до 1946 г. През тази година вредителят се завръща драматично. Това съвпадна с първата употреба на ДДТ в горичките. ДДТ не само убива целевите насекоми вредители, но и бръмбара ведалия. Само чрез промяна на процедурите за пръскане и повторно въвеждане на бръмбара, люспите отново бяха контролирани.

Стерилната мъжка техника

Тази техника за първи път е приложена срещу муха на винтов червей, сериозен вредител по говедата. Женските мухи снасят яйцата си в рани или други открити рани по животните. След излюпването, ларвите изяждат тъканите на своя гостоприемник. Докато правят това, те излагат още по-голяма площ на снасяне на яйца, често накрая убивайки гостоприемника.

Преди изкореняването му от югоизточната част на Съединените щати, червеят причинява огромни годишни загуби на добитък. Стерилната мъжка техника включва пускането на фабрично отгледани и стерилизирани мухи в естествената популация. Стерилизацията се извършва чрез излагане на фабричните мухи на достатъчно гама радиация, за да ги направи стерилни, но не достатъчно, за да намали общата им жизненост.

От началото на 1958 г. всяка седмица от самолети, летящи над Флорида и части от съседните щати, се пускат до 50 милиона стерилизирани мухи. Всеки път, когато плодовита женска в естествената популация се чифтосва със стерилен мъжки, женската снася стерилни яйца. Тъй като женските се чифтосват само веднъж, нейната репродуктивна кариера е към своя край. До началото на 1959 г. вредителят е напълно елиминиран източно от река Мисисипи. Успехът зависеше само от стерилните мъже. Всъщност наличието на стерилни женски беше недостатък (защото те се състезаваха с предвидената цел), но беше трудно да се разделят половете.

Югозападните щати представляват по-тежък проблем, тъй като мухите зимуват в Мексико и с всеки нов сезон могат да преминат през границата. Въпреки това, чрез разширяване на програмата, за да включи и Мексико, мухата на херпеса беше окончателно елиминирана от двете страни до 1991 г.

Стерилната мъжка техника също се използва с успех срещу няколко други вредители от насекоми, включително

  • "Medfly", разрушителна плодова муха (не Drosophila) в Калифорния
  • Мухата цеце, преносител на африканската сънна болест.

Използване на генетично инженерство за подобряване на стерилната мъжка техника

Има два проблема със стерилната мъжка техника

  • Фабриката произвежда както мъжки, така и женски в еднакъв брой. Но ако освободите женските заедно с мъжките, много мъжки ще се чифтосват с тях, а не с диви женски. Поради тази причина половете вече са разделени - скъпа операция - и освобождават само мъже.
  • Облъчването може да навреди на мъжките по фини начини - намалявайки тяхната ефективност на размножаване.

Генетичното инженерство може да реши и двата проблема.

Група британски ентомолози (виж Thomas, D. D., et al., в изданието от 31 март 2000 г. Наука) са проектирани дрозофила така че

  • Произвеждат се само мъжки.
  • Когато те се чифтосват с нормални женски, женските раждат само мъжки (по този начин се прекратява популацията).

Системата работи така:

  • Създават се трансгенни мухи, съдържащи хромозома с подобрител (En) за ген (tet TA), който кодира транскрипционен фактор (зелен диск), който свързва отговорния елемент (tet RE), който е част от промотора за ген (Токсин ген) кодиращ протеин, чийто продукт е смъртоносен за насекомото.
  • Само женски произвеждат транскрипционния фактор, който се свързва En.
  • Ако антибиотикът тетрациклин се дава на насекомите, той се свързва с транскрипционния фактор tet TA, предизвиквайки алостерична промяна, която пречи на транскрипционния фактор да се свърже с тетрациклиновия отговорен елемент (tet RE).
  • Генът на токсина е потиснат и се създават жизнеспособни женски.
  • В отсъствие на тетрациклин, тет ТА транскрипционния фактор (зелен диск) включва се токсинният промотор и не се произвеждат женски.
  • Тъй като тет ТА усилвателят (En) реагира на транскрипционен фактор, направен само от жени, мъжките се произвеждат независимо дали тетрациклинът присъства или не.

Ако тази система може да се приложи към насекоми вредители (и повечето изглежда произвеждат същия специфичен за жените транскрипционен фактор [червен овал]),

  • премахването на тетрациклин от храната на партида мухи във фабриката ще доведе до ново поколение, съдържащо само мъжки.
  • Пуснати в дивата природа, те ще предадат своята трансгенна хромозома на потомството на всички диви женски, с които са се чифтосвали.
  • Гените са доминиращи, така че въпреки че следващото поколение ще бъде хетерозиготно, ще се произвеждат само мъжки.
  • Така популацията на вредителите скоро ще изчезне.

През 2010 г. освобождаване на мъжки комари Aedes aegypti, векторът на треската на денга - генетично модифициран (ГМ) с подобна система намалява резидентната популация от комари в част от Гранд Кайман (Карибите) с 80%.

Джийн Драйв

Сега са разработени техники, които значително увеличават честотата на всеки желан ген в популацията. Досега несигурността на бързото разпространение на проектиран ген сред цяла дива популация поддържаше процеса строго ограничен в лабораторията. Процесът, наречен генен двигател или мутагенна верижна реакция, е описано на отделна страница.

Мъжко объркване

В борбата срещу вредните насекоми са включени и половите атрактанти за насекоми. Разпределянето на сексуален атрактант в дадена област маскира собствения атрактант на женската, така че половете не успяват да се съберат. Това се нарича "прекъсване на комуникацията" или "объркване при мъжете". В някои райони, където се отглеждат памук, объркването на мъжете с половия атрактант на розовия червей намалява нуждата от конвенционални химически инсектициди с 90%. Използва се успешно срещу вредители, които атакуват домати, грозде и праскови.

Паразити срещу насекоми вредители

Паразитите, както и хищниците, са били използвани за постигане на контрол над разрушителните насекоми.

  • Бактерията Bacillus popilliae се доставя в търговската мрежа, за да помогне за контрола на японския бръмбар, като го зарази с "млечна болест".
  • Bacillus thuringiensis ("Bt") се продава в търговската мрежа, за да подпомогне контрола на редица вредни насекоми. В някои случаи самата бактерия заразява вредителите и в крайна сметка ги убива. Но в повечето случаи именно токсинът, произвеждан от бактерията, докато расте в култура, е този, който върши работата.

Биологичен контрол на растенията

Кактус от бодлива круша (Opuntia)

Въведен в Австралия, този кактус скоро се разпространи върху милиони хектари земя, прогонвайки фуражни растения. През 1924 г. кактусовият молец, Cactoblastis cactorum, е въведен (от Аржентина) в Австралия. Гъсениците на молеца са ненаситни хранилки на кактус от бодлива круша и в рамките на няколко години гъсениците са възвърнали земите на ареала, без да навредят на нито един местен вид. Въпреки това, въвеждането му в Карибите през 1957 г. не доведе до толкова щастливи резултати. До 1989 г. кактусовият молец е достигнал до Флорида и сега заплашва 5 вида местни кактуси там.

Кламат Уид

През 1946 г. два вида бръмбари Chrysolina са въведени в Калифорния, за да контролират плевелите Klamath (известни също като St. Johnswort и същото растение, което дава популярната билкова смес), което унищожава милиони акра земя в Калифорния и северозападната част на Тихия океан. . Преди да бъдат освободени, бръмбарите са били внимателно тествани, за да се уверят, че няма да се обърнат към ценни растения, след като изядат целия кламатски плевел, който могат да намерят.

Бръмбарите успяха прекрасно, като възстановиха около 99% от застрашената земя и им спечелиха възпоменателна плоча в сградата на Селскостопанския център в Юрика, Калифорния. (Снимката е предоставена от Джон В. Ленц.)

Правила за живеене

  • Изберете само кандидати, които имат много тесни целеви предпочитания; т.е. яжте само рязко ограничен кръг от гостоприемници
  • Тествайте внимателно всеки кандидат, за да сте сигурни, че след като е почистил предвидената цел, той не се превръща в желаните видове.
  • Не използвайте биоконтроли срещу местни видове.
  • Избягвайте въвеждането на чужди видове в околната среда.


Гледай видеото: Научный клуб 19-я встреча (Февруари 2023).