Общие исследования патогенов других патогенов

21.06.2014

В 1950 г. ВТ считалась только инфекционной бактерией и о ее токсинах и возможностях ничего не было известно. Исследователям следует искать аналогичных возможностей у других бактерий и в других группах патогенов, перспективных в качестве микробиологических инсектицидов, т. е. главным образом вирусов, грибов и нематод. Что касается практического применения этих групп в качестве микробиологических инсектицидов, то приоритет здесь должен быть за изучением вирулентности, отбором штаммов, защитной рецептурой, полнотой покрытия. Поскольку грибы необходимо применять в больших концентрациях, важны поиски синергистов. Грибы и нематоды больше зависят от микросреды, чем спорообразующие бактерии и вирусы, образующие включения, поэтому упор необходим на изучение среды.

Изучение патогенов, способных сохраняться и распространяться в естественных условиях, вероятно, будет более трудным. Такие патогены можно использовать для интродукции в новые районы и в качестве дополнения к уже имеющимся энзоотическим патогенам. Необходимо изучить механизм передачи патогенов от насекомого к насекомому и от поколения к поколению, а также определить биомассу патогена в среде и ее распределение. В природе патогены обычно распределяются неравномерно, причем очагом инфекции бывают трупы насекомых. Это может объяснить пути заражения насекомых в природе и почему необходим очень высокий уровень инокулума в лабораторных опытах. Отсюда следует, что искусственная интродукция патогенов в капельках, привлекательных для насекомых, предпочтительнее равномерного распределения патогена, требующегося для микробиологического инсектицида.
Изучение распределения очагов энзоотических патогенов может показать, не будет ли искусственное давление патогенов, регулируемое в соответствии с размерами или состоянием популяции вредителя, удерживать ее уровень на допустимом уровне, не допуская вспышки размножения. Это, несомненно, будет связано с условиями окружающей среды. Необходимо изучить значение особо восприимчивых особей для поддержания очагов патогенов.
Большое значение имеет получение исходной информации о естественной встречаемости патогенов до вмешательства человека. Столь же важно объективное изучение патогена, особенно жизнеспособности спор и требований к температуре. Обычно считают, что эффективное распространение патогенов происходит только при высокой плотности популяций хозяина, однако часто дело обстоит совершенно иначе, как с вирусами луговой совки, Pseudaletia unipuncta, и пилильщика Gilpinia (Diprion) hercyniae. Изучением болезней занимались обычно во время сильных вспышек или вызывали их, когда насекомые были многочисленны, тогда как более важны исследования, проводимые между вспышками, с тем, чтобы помешать насекомым достигнуть той численности, при которой возникают эпизоотии. Необходимо выяснить лучшие сроки применения патогенов. Ими могут быть годы, когда насекомые немногочисленны, или, особенно при градациях, в годы низкой плотности популяций. При отборе образцов популяций нужно делать поправки на быстрое исчезновение из среды заболевших насекомых и трупов. Для обнаружения болезни могут потребоваться новые методы, например серологическое исследование содержимого кишечника или экскрементов хищников.
В популяции насекомых и в среду их обитания следует для изучения вводить различных патогенов. Прекрасным примером, показывающим направления полезных исследований, может служить обстановка вслед за первым появлением американской белой бабочки, Hyphantria сunеа, в Европе в 1940 г. Этот вредитель достиг такой высокой численности в садах и на лесных опушках, что вторгался даже в дома. В 1952 г. был обнаружен его ядерный полиэдроз, а в 1953 г. — цитоплазменный полиэдроз, но сильного воздействия на популяцию вредителей ни один из них не оказал. В 1957 г. появился гранулез, который и свел этот вид до положения второстепенного вредителя. Недавно вредитель распространился в новые районы Европы, видимо, без вируса гранулеза, и это дает превосходную, но, вероятно, недолгую возможность получить исходные данные о популяции белой бабочки до появления или преднамеренной интродукции вируса. Еще одним стимулом для исследований может быть новое увеличение численности вредителя в прежних районах заражения в Европе. Вредитель встречается в США, и здесь гранулез хотя и имеется, видимо, не имеет значения: необходимо выяснить, почему. Гранулез можно испытать в других областях с высокой численностью вредителя — в Японии и в России. Имеются и другие патогены, об использовании которых можно было бы говорить в дополнение к вирусу. Василевич считает, что Н. сunеа переняла вирус гранулеза от какого-либо вида европейских бабочек. Если это так, то вирус действовал примерно так же, как бразильский миксоматоз на европейских кроликов. Кажется оправданным интенсивное изучение круга хозяев многих патогенов.
Экологические исследования следует подкреплять фундаментальными лабораторными исследованиями. Например, ряд идей, возможно, применимых к исследованиям многих групп патогенов, возник при интенсивных попытках исследователей США добиться споруляции В. popilliae на искусственных средах. Так, у штаммов с умеренной вирулентностью интенсивность споруляции в теле зараженной личинки низка, что способствует медленному накоплению очень больших количеств спор. Проращивать эти споры трудно, и на культуральных средах или при инъекции в полость тела личинок прорастает меньше 1% спор; большинство заглатываемых спор не прорастает даже при повторном прохождении через кишечник. Это, вероятно, означает, что для прорастания спор требуются очень специфические или комплексные условия, возможно, сходные с условиями в кишечнике личинок. He исключено, что эти специфические требования вне тела хозяина препятствуют прорастанию спор, благодаря чему накапливается масса долговечного инокулума и обеспечивается ограничение численности популяции вредителя.
Эти наблюдения помогают объяснить успех данного патогена в природе— знание чрезвычайно важное для стратегии искусственного применения патогена и стимулирующего расширение этого типа исследований. Неспособность ВТ выживать в полевых условиях резко контрастирует с успехом В. popilliae, вероятно, потому, что споры ВТ быстро прорастают и затем отмирают в почве. Возможно, кристалл служит другим средством увеличения длительности патогенности в результате фиксации токсинов в инертном протоксине, более устойчивом, чем споры, так что протоксин дольше сохраняется в природе, чем большинство спор, и синергизирует действие выживающих спор. Это дает еще одну теорию эволюционного развития кристалла в дополнение к уже существующей, по которой кристалл возник, в результате перепроизводства белка споры в клетках с нарушенным обменом. Можно ли связать кристалл со спорами других бактерий, более долговечными в природе, чем споры ВТ? Известно, что кристалл повреждает кишечник у некоторых видов бабочек; это приводит к септицемии, которую чаще вызывают не BT, а другие бактерии и кокки.