Устойчивость насекомых к агентам микробиологической борьбы
21.06.2014
Автор не нашел сообщений о бесспорной устойчивости насекомых к агентам микробиологической борьбы в отчетах о полевых опытах или о выполненных программах борьбы с вредителями. Однако лишь немногие из таких агентов использовались долгое время, и поэтому сомнительно, чтобы можно было обнаружить что-либо, кроме высокой степени устойчивости.
Некоторые исследования проводились с использованием естественных эпизоотий. Бирд и Элджи предположили, что восстановление популяции елового общественного пилильщика Gilpinia (-Diprion) hercyniae после эпизоотии, вызванной вирусным полиэдрозом, могло быть обусловлено развитием устойчивости, но они не привели никаких доказательств, что насекомые действительно были более устойчивы в период восстановления. Во время эпизоотии гранулеза в популяциях лиственничной хвоевертки (Eucosma griseana) значения ЛД50 при испытаниях гусениц из двух последовательных поколений изменились с 0,0067 мкг на личинку до 0,254 и 0,291 мкг, что указывало на повышение средней устойчивости к вирусу. Однако наклоны кривых, в свою очередь, изменились соответственно с 0,5 до 1,2 и 1,3 и в результате значения ЛД99 во втором поколении были ниже, чем в первом, т. е. никаких изменений в устойчивости наименее восприимчивых гусениц не произошло. Поскольку второе поколение появилось после максимума смертности, этот пример, вероятно, представляет случай устранения из популяции наиболее восприимчивых особей.
Специфическая для вида болезнь с неожиданно низкой вирулентностью по сравнению со сходными болезнями других видов насекомых указывает на возможную генетически приобретенную устойчивость, и эту возможность нельзя игнорировать, поскольку, например, полиэдроз пихтовой хвоевертки (Choristoneura fumiferana) приблизительно в 4000-1 раз активнее (в весовых процентах) полиэдроза шелковичного червя, а некоторые штаммы Bacillus thuringiensis в одних хозяевах в 100 раз активнее, чем в других. Даже если нет данных о наклонах пробит-линий, такие резкие отличия указывают на истинную разницу в устойчивости на уровне ЛД99,9, а использованные в этих примерах методы испытаний различных хозяев достаточно близки, чтобы иметь уверенность, что указанные отличия в активности патогенов не обусловлены методикой. Однако абсолютной сравнимости методик редко удается добиться. Так, методики, обеспечивающие оптимальные условия роста для различных хозяев, можно считать сравнимыми, но если кормовые растения различны, то могут влиять ингибиторы или же толщина и строение поверхности листьев могут требовать разных доз применявшейся суспензии в тех случаях, когда количество осадка выражается весом патогена на единицу веса листа, хотя Дейвиду не удалось показать влияние толщины листа. Игноффо и Гарсиа достигли фактической сравнимости, используя одну и ту же искусственную среду для разных хозяев, и таким способом демонстрировали сходную активность различных вирусов, вирулентность которых в полевых опытах казалась очень неодинаковой в соответствующих хозяевах.
Отличия в устойчивости между различными дикими линиями одного и того же вредителя более убедительно свидетельствуют, что в некоторых из линий могла развиться устойчивость, но это не доказательство. He зная наклонов пробит-линий, Сайдор утверждал, что линия капустной белянки, Pieris brassicae, устойчивая к гранулезу, обладает перекрестной устойчивостью к CPV. Значения смертности, обусловленной полиэдрозом, показаны на рисунке 39 для линии, устойчивой к гранулезу, и для двух восприимчивых. Здесь же воображаемые наклоны показывают, что истинную устойчивость на уровне ЛД99,9 нельзя показать, если наклон линии устойчивой популяции намного больше наклона линий для восприимчивых линий, но в противном случае утверждение Сайдора справедливо. Малеки-Милани представил столь же серьезные доказательства, что гусеницы капустной совки, Mamestra brassicae из полевой популяции, как и гусеницы из лабораторной популяции, оказались более восприимчивы к CPV, чем гусеницы другой линии, выводившейся в течение многих лет в Лa Миньер и пострадавшей от полиэдроза, что и могло привести к отбору устойчивых насекомых. Картман обнаружил различия в устойчивости к нематоде Dirofilaria immitis у двух пар видов, плодовитых при скрещивании промежуточных хозяев: Aedes aegypti был в 20 раз устойчивее, чем A. albopictus, a Culex pipieris в 2,5 раза устойчивее, чем С. quinquefasciatus. Изучение гибридов показало, что на устойчивость влияли генетические факторы. Географические расы A. aegypti также различались по восприимчивости. Разница была не только в восприимчивости комаров к инфекции, но и в том, какой стадии развитая паразит мог достигнуть в организме комара: она колебалась от полного подавления развития до нормального формирования инвазионной личиночной стадии, способной заражать основного хозяина позвоночных. Картман составил обзор многих случаев подобных различий, включая как указанного, так и других патогенов позвоночных; он же суммировал данные более чем 30 исследователей, указывающие на существование разницы в восприимчивости A. aegypti к нематоде Wuchereria bancrofti. Оссовский нашел, что NPV, собранный с отдаленных плантаций, был более эффективным против мешочницы, Kotochalia junodi, чем вирус, собранный с плантации, на которой проводились опыты. Местные насекомые могли приобрести устойчивость к местному вирусу, как предполагал Оссовский, но возможно также, что местные штаммы вируса утратили вирулентность. Наконец, Айюзава и др. сообщали о различиях в устойчивости разных лабораторных рас тутового шелкопряда (Bombyx mori) к CPV другой бабочки — Dendrolimus spectabilis.
Выведение устойчивых линий насекомых в лаборатории доказывает, что устойчивость к микробиологическим агентам можно получить экспериментальным путем. Пастер вывел линию тутового шелкопряда, устойчивую к микроспоридии, вызывающей пебрину. Он добился этого путем тщательного индивидуального отбора гусениц, иммунных к болезни, и последующего чистолинейного разведения. Это открытие наряду с другими помогло спасти шелковую промышленность Франции от краха. Методами отбора были получены также линия шелковичного червя, в 16 раз более устойчивая к CPV, линия, устойчивая к вирусу фляшерии, и другая — устойчивая к возбудителю мюскардиноза. Ротенбулер и Томпсон добились значительных различий между генетической линией медоносной пчелы, полученной отбором на восприимчивость, и другими линиями, отбиравшимися по устойчивости к Bacillus larvae, возбудителю американского гнильца. Путем отбора в течение 8 поколений были также получены лабораторные линии желтолихорадочного комара Aedes aegypti (но не гибрида Culex), восприимчивые и устойчивые к заражению нематодой Dirofilaria immitis, а также линия Р. brassicae, устойчивая к гранулезу. Хотя испытания Р. brassicae проводились не для измерения степени различий в восприимчивости, однако анализ полученных данных показывает, что линия, не зараженная вирусом, была примерно в 100 раз более устойчива, чем очень восприимчивая, и примерно в 10 раз менее устойчива, чем устойчивая линия, что в целом дает разницу в 1000 раз между устойчивой и очень восприимчивой линиями. Таким образом, установлено существование таких же колебаний в степени устойчивости насекомого к патогену, какие были получены в отношении ядохимикатов (например, разница в устойчивости порядка 800-кратной у комнатных мух к дильдрину).
Ряд известных факторов, приводящих к стрессу насекомого-хозяина, часто активируют латентные болезни. Айзава и др. вывели линию шелковичного червя, устойчивую к активации вируса низкими температурами независимо от устойчивости к заражению вирусом. В опытах, где вирусы не скармливали гусеницам, непривычная пища повышала встречаемость гранулеза у восприимчивой, но не у устойчивой линии Р. brassicae.
Очень мало известно о том, за какое число поколений развивается устойчивость к микробиологическим агентам. В указанных выше примерах Айзава и др. вели отбор своих линий шелковичного червя в течение 13 поколений, а Ватанабе и Картман — в течение восьми. Игноффо утверждает: «Отрывочные данные показывают, что для развития уровня устойчивости, эквивалентного устойчивости к химическим инсектицидам, требуется воздействие микробиологических инсектицидов на протяжении 30—40 поколений».
Колебания в устойчивости к патогенам в популяции насекомых и различия в инфекционной дозе, поглощаемой насекомыми, обычно велики, что видно из очень малого наклона пробит-линий, что, в свою очередь, указывает пределы естественного отбора среди выживших насекомых.
Имеются сообщения и об устойчивости к бактериальному токсину. У комнатной мухи, Musca domestica, устойчивость к экзотоксину Bacillus thuringiensis возросла в результате на протяжении 27 поколений в 8 раз, а после отбора в 50 поколениях — в 14 раз; наклоны пробит-линий показывают, что на уровне ЛД99 устойчивость была примерно в 10 раз выше, но при низком давлении отбора в 27 поколениях Фейгин никакой устойчивости не обнаружил. У одной линии Drosophila melanogaster устойчивость возросла в 2,5 раза в результате отбора неустановленной интенсивности в 30 поколениях, но у второй линии этого добиться не удалось.
Этим положительным данным противостоят многочисленные сообщения о неудачных попытках выработать устойчивость к микробиологическим агентам; некоторые из них перечисляют Игноффо и Mapтиньони и Шмид.
