блоневый сад легче обрабатывать (и собирать урожай), чем посевы смешанных культур. Однако такие поля и сады предоставляют идеальную возможность для размножения и проживания так называемых организмов-вредителей. Когда мы засеваем гектары и гектары кукурузой[477], можно сколько угодно жаловаться, но не стоит удивляться, когда американская кукурузная совка, огневка кукурузная и другие насекомые заводятся на их любимом (иногда единственном) растении-хозяине.
Наиболее серьезными вредителями сельскохозяйственных культур считаются плодовые мухи. Большинство видов плодовых мух эволюционировали и стали питаться тем, что исторически было относительно редким ресурсом, по крайней мере, в зонах с умеренным климатом – опавшими плодами, которые начали бродить и бесполезны для тех, кто выращивает фрукты. Чтобы пробить кожуру гниющего плода, которая обычно все равно разрывается, почти не требуется усилия.
Но есть одно неприятное исключение из этой схемы. Пятнистая дрозофила, Drosophila suzukii, – серьезный вредитель, поскольку непривередлива в еде и является одним из немногих видов дрозофил, способных откладывать яйца в более твердую кожуру свежих фруктов. Когда я гостил в Лаборатории плодовых мух Келли Дайер, у меня была возможность увидеть этих мух поближе. Разглядывая их в стереомикроскопе, я увидел, что по меркам плодовой мушки яйцеклад данной дрозофилы огромен и похож на зазубренный нож. Как объяснил мне специалист по плодовым мушкам Мартин Хаузер из Калифорнийского департамента продовольствия и сельского хозяйства, это высокотехнологичное устройство оснащено сенсорными волосками (щетинками) на кончике, которыми, по всей видимости, мушка «пробует» плод на вкус и контролируют глубину проникновения, а также шиповидной структурой, которая, вероятно, закрепляет яйцеклад, чтобы он не выскальзывал из плода, когда появляется яйцеклетка. Не стоит забывать, что эти структуры также должны приспосабливаться к сложным гениталиям самца во время совокупления[478].
D. suzukii неместный вид, прибывший в Соединенные Штаты из Юго-Восточной Азии в течение последних десяти лет или около того. Этим мухам особенно нравится в Джорджии, где выращивают голубику. Ежегодный ущерб фруктов, причиняемый этой мухой американским производителям, достигает 400 млн долларов. Кроме того, данный вид быстро распространяется вдоль морского побережья Южной Европы[479], питаясь со «шведского стола» цитрусовыми, инжиром, вишней и ежевикой.
Что мы с этим делаем? Классический биологический контроль предполагает внедрение хищника или паразита, нацеленного на конкретный вид вредителя. Ежемухи – это обширное семейство паразитоидов[480], поражающих растительноядных насекомых (включая мух), и по этой причине их широко используют в борьбе с насекомыми – вредителями растений. Несколько видов этих мух перевозили из Европы по всему миру для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, такими как пяденица зимняя в Северной Америке. Преимущество данного подхода в экономии времени и средств. Он практически вообще не требует дополнительного вмешательства[481]. В исследовании, проведенном в 2006 году[482], энтомологи Мейс Воган и Джон Лоузи подсчитали, что такие средства борьбы с насекомыми-вредителями сэкономили 4,5 млрд долларов в год в одних только Соединенных Штатах.
Однако внедрение насекомых в другом ареале обитания всегда сопряжено с риском, и пример тому – катастрофические последствия этого. Ежемуха, завезенная в Северную Америку из Европы в 1906 году, чтобы помочь бороться с другим неместным видом, пяденицей зимней, расширила свое меню до 200 известных хозяев, включив в него множество безвредных местных видов, популяция которых резко сократилась и не восстановилась по сей день. К ним относятся два великолепных гиганта, цекропия и сатурния луна. Согласно исследованию, муха истребляет около 80 % цекропий в Массачусетсе[483].
Специализированный яйцеклад пятнистой плодовой мухи (Drosophila suzukii) позволяет ей проникать под кожицу плодов, чтобы отложить яйца (© Martin Hauser, California Department of Food and Agriculture)
У других методов есть свои недостатки. Три большие проблемы инсектицидов – токсичность для человека, токсичность для нецелевых организмов и резистентность[484]. Когда мы атакуем организм чем-то предназначенным для его уничтожения, будь то химическое вещество или паразит, в популяции немедленно возникают устойчивые мутации и адаптации, и чем более подвижен организм-мишень с точки зрения эволюции, тем скорее развивается устойчивость. Насекомые с их способностью производить огромное потомство за короткий срок – именно такие организмы.
Наиболее эффективный ответ – многосторонняя стратегия. Возможно, вы встречали такое название – комплексная борьба с вредителями (КБВ). Подобно книге шахматных дебютов, КБВ охватывает широкий спектр тактик. Кроме того, с ее помощью стараются избежать разрушительного воздействия химических веществ, убивающих всех без разбора. Методы КБВ[485] включают массовый отлов взрослых мух с использованием приманки; защиту посевов специальными сетками; выращивание посевов в закрытых теплицах; опрыскивание натуральными репеллентами; частый сбор урожая; послеуборочное охлаждение, фумигация или облучение; и введение (предпочтительно местных) паразитоидов, обычно хищников или грибов, убивающих насекомых.
Исследования в области экологически чистых природных пестицидов продолжаются до сих пор. Здесь используют естественную адаптацию растений к дефолиации и проникновению насекомых в ткани. В ходе испытаний[486] масло чайного дерева, масло андиробы и цитронелла каждое по отдельности вызвали 100 % смертность комнатных мух и Haematobia irritans, а применение конопляного масла[487] к органическим культурам оказалось высокотоксичным для комнатных мух и тли. О действии этих масел известно довольно мало, возможно, потому, что они менее прибыльны, чем коммерческие инсектициды[488], а также неизвестно, они нейротоксичны или просто душат мух.
Кроме того, существуют соединения, которые используют сенсорные системы и поведение насекомого, чтобы сбить его с пути истинного. Исследование, проведенное в 2019 году[489], показало, что как природные, так и синтетические смеси половых феромонов делают самцов крестоцветной галлицы – серьезного вредителя рапса – не способными обнаружить самок.
Азиатские фермеры держат плодовых мух в страхе уже более 70 лет, используя простую, хотя и довольно трудоемкую технику упаковки фруктов в мешки прямо на месте. Урожайность таких культур, как манго, дыни и огурцов, выросла с использованием этой технологии на 40–58 %. Малайзийские компании, выращивающие на экспорт карамболу (звездчатый фрукт)[490], которая еще в 1994 году приносила 10 млн долларов США в год, защищает целые сады, упаковывая фрукты в мешки на деревьях.
Естественные подходы, как правило, наносят меньший сопутствующий ущерб как другим видам, так и окружающей среде. Применение конопляного масла для защиты органических культур показало, что оно токсично для домашних мух, однако полезные беспозвоночные, такие как божьи коровки и дождевые черви, не пострадали. При этом ивермектин, препарат, вводимый перорально домашнему скоту для избавления от внутренних паразитов, таких как оводы, не разрушается полностью в кишечнике крупного рогатого скота. Выделяемые с навозом остатки ивермектина сохранялись в течение 20 и более лет[491], превращая навоз в зону смерти для жуков, мух и другой полезной навозной фауны.
В 1980 году в Калифорнии была обнаружена средиземноморская плодовая муха, знаменитый захватчик фруктов и овощей с мягкой кожурой. Для борьбы с ней развернули кампанию опрыскивания посевов с воздуха, в ходе которой обработали 2253 км2 инсектицидом карбофосом. На данной территории располагались 43 города с населением 2 млн жителей, при этом мероприятие стоило 100 млн долларов, использованных из денег, выделенных штатом на ликвидацию вредителей. Оно вызвало гнев жителей, которым было рекомендовано оставаться вместе с домашними животными. В нынешнюю эпоху глобальной торговли[492] мухи время от времени возвращаются в регион, но их сдерживают, не применяя опрыскивания, а используя стратегию выпуска стерильных самцов.
Считается, что в сочетании с малатионом метод стерильных самцов сдержал и в некоторой степени обратил вспять экспансию средиземноморской плодовой мухи в Центральную Америку и Южную Мексику. Появившись в Коста-Рике в 1955 году, к 1979 году данный вид достиг южных регионов Мексики. Согласованная кампания по использованию метода стерильных самцов в рамках программы Moscamed была запущена в конце 1970-х годов. Программа финансируется главным образом Соединенными Штатами и Мексикой и демонстрирует колоссальные масштабы производства бесплодных самцов, необходимого для того, чтобы сделать такую кампанию эффективной, учитывая, что целевая муха быстро размножается. На протяжении большей части кампании четыре селекционных центра в Мексике и Гватемале выпускают более полумиллиарда мух в неделю. В период с 1979 по 2016 год были выпущены 1,52 триллиона стерильных самцов средиземноморской мухи. Муха была уничтожена примерно на 1,42 миллиона гектарах и не попала на большую часть территории Мексики и Соединенных Штатов. Конечно, случались неудачи, вызванные, как правило, погодным явлением Эль-Ниньо