07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Эпизоотология
 20.06.2014

Энтомопатогенные грибы могут встречаться в популяциях насекомых в постоянных, но довольно низких количественных уровнях (энзоотических) или вызывать вспышки заболевания, охватывающие большой процент популяций (эпизоотии). Степень охвата болезнью и особенно воздействие ее на численность хозяина надежнее всего можно определить путем составления динамики популяции, хотя этот метод требует большой затраты времени.
Познавание причин и путей возникновения естественных эпизоотий покажет, как можно наиболее эффективно использовать гриб в микробиологической борьбе. Ho изучение эпизоотологии может оказаться очень сложной задачей, поскольку в природе различные аспекты трех главных агентов — патогена, хозяина и окружающей среды — взаимодействуют и изменяются одновременно. Всесторонних полевых исследований проведено пока сравнительно мало, хотя в настоящее время ведутся очень интересные опыты с Coelomomyces punctatus, поражающим личинок комара Anopheles quadrimaculatus в Северной Каролине, США (личное сообщение). Исследование облегчают регулярные вспышки болезни, возникающие в одной части озера, но совершенно отсутствующие на других его участках, где личинки комара практически свободны от инфекции. Из различных физических факторов, определяющих, по-видимому, редкую встречаемость болезни, можно указать высокое содержание кислорода в воде, температуру около 30 °C и, возможно, затенение. Эти условия подсказывают гипотезу, которую можно теперь проверить в лаборатории. Кроме того, будет проверена восприимчивость хозяина, чтобы можно было определить его устойчивость к грибу, если она существует (Коуч, личное сообщение).
Большая часть полевых исследований не выходит за рамки регистрации температуры и иногда относительной влажности. Следует, однако, подчеркнуть, что, хотя эти два фактора наиболее важны в микроклимате, помимо них, существует много других, влияющих на развитие эпизоотий. К числу их относятся свет, воздушные течения, плотность популяции хозяина, различные стрессы, активность хозяина, антагонизм или синергизм других патогенов и генетическая композиция хозяина и патогена. Специальное изучение этих вопросов в связи с эпизоотиями даст новые важные сведения по знтомопатогенным грибам. Материалы, уже имеющиеся по некоторым из них, суммированы ниже и более подробно изложены в работах Мак-Леода и др., Мюллер-Кёглера и Танады.

1. Патоген

а. Распространение. Споры многих, если не большинства, грибов далеко разносятся ветром, и для энтомопатогенных грибов это так же важно, как и для всех других. Внешние условия, особенно солнечный свет и влажность, могут убить споры во время их переноса. Брызги от капель дождя также способствуют распространению спор. Кроме того, существуют и активные способы распространения — взрывообразное разбрасывание спор Entomophthorales, миграция хозяев перед гибелью вверх (при поражении некоторыми формами Entomophthora) и спорообразование в период, когда хозяин еще способен передвигаться (Massospora).
б. Жизнеспособность. Существование жизнеспособного инокулума в окружающей среде поддерживается образованием конидий, аскоспор, склероциев, хламидоспор или покоящихся (зимних) спор в теле хозяина или на его поверхности. Продолжительность жизни конидий относительно коротка — от нескольких часов до нескольких месяцев. Все остальные формы выживают при длительном хранении и в неблагоприятных условиях. Особый интерес представляют покоящиеся споры некоторых видов Entomophthora, поскольку они несомненно заражают насекомых в полевых условиях, но прорастить большинство их в лаборатории крайне трудно.
В регулируемых условиях среды продолжительность жизни конидий мюскардины явно зависела от температуры и влажности. Клерк и Мейдлин установили, что жизнеспособность конидий Beauveria bassiana, Paeciiomyces farinosus и Metarrhizium anisopliae снижалась по мере повышения температуры хранения с 8° до 25 °С. После экспозиции на свету прорастало меньше конидий М. anisopliae, а в опытах с В. bassiana действие света было еще более сильным. При относительной влажности 0 или 34% конидии В. bassiana и М. anisopliae выживали дольше, чем при 75%. С другой стороны, конидии М. anisopliae выживали дольше всего при экстремально высокой и низкой влажностях и хуже всего при влажности около 45%. Эти виды лучше всего хранить при температуре около 4°С, в темноте и при очень низкой влажности. Высыхание тонкостенных бластопор В. bassiana снижает их эффективность, и Мюллер-Кёглер рекомендует хранить их в условиях высокой влажности и низкой температуры. Пригодность конидий Entomophthora для применения обычным способом в качестве микробиологического инсектицида пока сомнительна, поскольку даже кратковременное хранение при влажности ниже 80% сильно отражается на их прорастании. Однако на искусственных средах E. virulenta образует покоящиеся (зимние) споры, которые прорастают, не нуждаясь в периоде покоя, и эти споры могут оказаться более пригодными для микробиологической борьбы, чем конидии.
в. Размер инокулума. Как и в отношении других патогенов, для возникновения болезни необходим контакт хозяина с минимальным числом инфекционных единиц (спор), но если это число будет ниже требуемого, хозяин может избежать заражения. О подсчетах спор в местообитаниях, где отмечались эпизоотии, сообщений не имелось, но опыт микробиологической борьбы показывает, что эти цифры могут быть выше, чем обычно ожидается. Феррон и Жак и др. использовали около 10в10 спор на 0,1—1 м2 поверхности почвы. Значения ЛД50, полученные в лаборатории, были довольно высоки, но поскольку в это число обычно входят также споры, не контактирующие с насекомым-тестером, вряд ли эти значения пригодны для точного определения числа спор, требующихся для возбуждения болезни у отдельного животного. Метод Вина в некоторой степени устраняет эту проблему и по его оценке ЛД50 составляет примерно 150 000 спор M. anisopliae на личинку 2-го возраста Schistocerca gregariae.
г. Вирулентность. В пределах одного вида гриба существуют штаммы, которые различаются по вирулентности для одного и того же вида насекомых. К числу факторов, которые могут влиять на это, относятся гетерокариоз и (или) соматическая рекомбинация, возникающая в результате анастомоза между гифами различных генотипов, а также продолжительность сапробного развития гриба в среде до встречи с насекомым. Известно, что последнее обстоятельство вызывает снижение вирулентности некоторых грибов.
2. Хозяин

а. Плотность популяции. Энтомопатогенные грибы не полностью зависят от плотности популяции. Зараженные личинки встречаются в рассеянных очагах даже при низкой численности популяций хозяина. Это особенно относится к Beauveria, инокулюм которой, по-видимому,
широко распространен в определенных местообитаниях. Однако плотность популяций тлей, зараженных Entomophthora, влияет на уровень их смертности.
б. Восприимчивость к грибам. Изучение устойчивости к инсектицидам убедительно показало, что не все популяции одного вида насекомых идентичны. Кроме того, состав кутикулы насекомых несколько изменяется в зависимости от питания и от плотности популяции, что подтверждается наличием «фаз» у таких насекомых, как луговые совки и саранчовые, и эти изменения могут влиять на устойчивость насекомых. Близкородственные виды насекомых или насекомые со сходным образом жизни (например, окукливающиеся в почве) могут иметь разную степень восприимчивости к определенному грибу. Теоретически насекомые, выжившие после эпизоотии, должны обладать более высокой устойчивостью, чем популяция до эпизоотии, как это предполагалось в отношении вирусов, но никаких данных по этому вопросу не имеется.
Сообщалось, что насекомые восприимчивы к инфекции только во время линьки, но обычно заражение происходит также и в периоды между линьками. Гусеницы бабочек более восприимчивы, чем яйца, куколки или взрослые формы, тогда как у щелкунов наиболее восприимчивы куколки и взрослые жуки. Молодые майские жуки (Melolontha) более устойчивы к заражению, чем старые.
Нередко встречаются открытые инфекции, которые проявляются лишь после того, как насекомые попадут в лабораторию. Было бы чрезвычайно интересно проверить эти наблюдения гистологически или при помощи методов, предотвращающих перекрестное загрязнение, таких, как индивидуальное выращивание насекомых и стерилизация инструментов и покровов тела насекомых.
3. Окружающая среда

Необходимо подчеркнуть, что решающая роль принадлежит микроклимату, окружающему гриб. Лучшей иллюстрацией этого служат грибные эпизоотии, поражающие тлей на влажных орошаемых посевах люцерны в пустынных районах.
а. Температура. О влиянии температуры на прорастание или развитие и рост энтомопатогенных грибов in vitro имеется обширная информация. В целом температурными границами роста и развития являются 5 и 35 °С при оптимумах между 20 и 30 °С. Однако В. bassiana убивает зимующих насекомых в условиях, когда средние температуры значительно ниже оптимальных. Любопытно, что температурный оптимум для роста и развития штаммов данного вида в России снижается в направлении с юга на север. Этим же можно, вероятно, объяснить и гибель короедов, вызываемую финским изолятом гриба при температурах ниже 14°, а в среднем при температурах значительно ниже 10°С. Entomophthora (=Entomophago Батко) также убивала при низких температурах большое число взрослых комаров, зимующих в пещерах. Температуры, поддерживающие только умеренный рост гриба, вполне достаточны для начала и дальнейшего развития болезни. Температура влияет на уровень смертности, который при низких температурах сильно понижается. На общую смертность она может влиять или не влияет, в зависимости от того, совпадают температурные оптимумы хозяина и патогена или не совпадают.
По вопросу о температурах, оптимальных для прорастания спор, имеется значительно меньше литературы, чем по температурным оптимумам для развития мицелия. Для трех видов Entomophthora установлено, что температурные пределы прорастания спор несколько уже пределов роста. Заметное влияние оказывает также поверхность. На агаре процент прорастания был в большинстве случаев значительно выше, чем на предметных стеклах. Поскольку оба типа поверхностей были над водой, предполагается, что влажность не являлась лимитирующим фактором.
б. Влажность. Влажность может быть лимитирующим фактором в течение двух периодов эпизоотии. Во-первых, большинство грибов нуждается в высокой влажности для прорастания спор и начала болезни. Во-вторых, новые споры, требующиеся для распространения и усиления эпизоотии, образуются на трупах обычно лишь в условиях очень высокой влажности. Утверждалось, но без полного доказательства, что при микробиологической борьбе эти ограничения можно устранить, вводя в окружающую среду большие количества спор (микробиологический инсектицид). Как подчеркнуто в обзорах литературы, составленных Мюллер-Кёглером и Бердом, эпизоотии обычно связаны с периодами высокой влажности, особенно дождливыми периодами, и микробиологическая борьба, как правило, дает «успешные» результаты в тех случаях, когда проводится незадолго до наступления дождливой погоды.
Как указывалось выше, влажность влияет на долговечность спор. Она сильно влияет и на их прорастание, так как большинство грибов прорастает только при очень высокой относительной влажности — обычно при 90% или выше. Весьма вероятно, что некоторые цифры, приведенные в литературе для энтомопатогенных грибов, занижены, поскольку, как подчеркивает Вин, в термостате понижение температуры на 1 °C при очень высокой влажности вызывает конденсацию водяных паров, поэтому ценность представляют только те данные, которые получены в условиях тщательно регулируемой температуры. Прорастание М. anisopliae на кутикуле насекомых и на эфирных вытяжках из кутикулы происходит только в присутствии свободной воды. Как показали новейшие исследования, проведенные на E. apiculata и E. virulenta, некоторые другие патогены также могут нуждаться в этом. Потребность в высокой влажности не является таким строгим ограничительным фактором, как может показаться на первый взгляд, поскольку для начала заражения влажность требуется в течение менее 48 ч, после чего гриб способен развиваться в условиях влажности, существующих внутри насекомого. В некоторых случаях для заражения достаточно сильной росы, в других — требуется дождь.
в. Свет. Свет влияет как на долговечность спор, так и на споруляцию гриба на хозяине после его гибели. Это доказали в опытах с Р. farinosus и Cordyceps militaris Коэн и Бейзит и Мейдлин, обнаружившие, что свет необходим для образования спор. Известно, что солнечный свет (предположительно, его ультрафиолетовый компонент) убивает споры, и недооценка этого могла явиться причиной неудач некоторых опытов но микробиологической борьбе. Правильный выбор рецептуры препарата и (или) проведение обработок в вечерние часы должны устранить эту проблему.