Биологична борба чрез нематоди

[Mozo]

Културните растения и техните продукти, използвани от човека, се нападат и повреждат от голям брой и от различни групи неприятели – насекоми, акари, нематоди, гризачи и др., които нарушават нормалното протичана протичане на физиологичните процеси и силно намаляват добивите. Борбата срещу тях се провежда по различни методи, но най-широко приложение намира химичният. Масовото и едностранчиво използване на този метод е свързано с недостатъци от биологичен, хигиенно здравен, икономически и друг характер. Тези недостатъци създават нови проблеми в растителната защита и в опазването на околната среда от пестициди. Вредните резултати от химичният метод налагат в много страни в световен мащаб, още след Втората световна война, да се разработят и прилагат и други методи за борба с неприятелите, от които най-важно място заема биологичната борба.
Терминът за биологичния метод за борба е използван за първи път от Смит през 1919 г. в ограничен смисъл – намаляване на популациите на вредните насекоми посредством техните местни или интродуцирани естествени врагове. По-късно съдържанието на това понятие се разширява, като обхваща не само борбата срещу популациите на вредните насекоми, но и борбата срещу акарите и други членестоноги, различните безгръбначни и гръбначни животни, плевелите и микроорганизмите, причиняващи болести по човека, домашните животни и културните растения.
Суитмен разширява още повече понятието биологична борба, като включва в него използването на растения и сортове, устойчиви на неприятели, а Ниплинг и Линдквист включват биофизични методи за борба и по-специално лъчевата стерилизация. Сега към понятието биологичен метод за борба се включва и биохимичният метод - полова стерилизация на мъжки и женски индивид, чрез химични вещества – антиметаболити, алкиращи вещества и антибиотици, наречени хемостерилизатори (хемостериланти), феромони и хормони, а също така чрез такива индивиди в популациите на даден вид, носители на хомозиготна транслокация, доминантни или рецесивни летални мутации или раси, в които преобладават мъжките индивиди.
Като алтернатива на химичната борба с вредителите идва естественото регулиране на числеността на популациите. То е част от екологията, имаща за цел да обясни механизмите, по който потенциалният растеж на популациите се ограничава и факторите на околната среда повече или по малко се стабилизират. Характеризира се с относително постоянство, за разлика от химичната борба, понижаваща числеността на популациите само временно, което налага периодичното й повторение. Друга характерна особеност на естественото регулиране е, че то се отнася към популациите еднакво независимо от тяхната численост.
Биологичната борба е част от естественото регулиране, което включва всички фактори на средата – биотични и абиотични.
Биологичното регулиране, разглеждано в екологичен аспект като природно явление и като съставна част на естественото регулиране, представлява дейността на паразитите, хищниците и патогенните микроорганизми за поддържане на средната плътност на популациите на друг организъм на по ниско равнище от това, на което тя би била без тяхното действие.
То се отнася само за естествени популации ентомофаги и микроорганизми. Това определение не изяснява степента на регулиране и степента на средната плътност на популациите, която може да бъде ниска или висока, достатъчна или недостатъчна.
Досега са описани над 1500 вида паразитни нематоди, които влизат в различни взаимоотношения с над 1000 вида вредни насекоми от 19 разреда. Най- много са пеперудите (около 1/3), следвани от твърдокрилите, правокрилите, двукрилите, полутвърдокрилите и други видове насекоми. У нас са установени над 100 вида растителнопаразитни нематоди, от които 3 нови за науката.
Нематодите са безцветни, несегментирани прости кръгли червеи. Те могат да бъдат свободно живеещи, хищници или паразитни. Много от паразитните видове са вредни и причиняват болести по растенията, животните и човека. Други се използват в биологичната борба с насекоми. Те причиняват стерилитет или инвалидизират гостоприемника си, а в някои случаи смърт. Ентомопатогенните нематоди водещи до смърт най-често са трудни за отглеждане (напр. tetradomatids) или скъпи (напр.mermithids ), за масово производство; имат тесен набор от гостоприемници с ниско икономическо значение или по друг начин са трудно използваеми в биологичната борба. Единствените паразитни нематоди, които имат оптимален баланс в икономически и биологичен аспект са от разред Rhabditida на клас Nematoda, подклас Secernentea. Групата обединява две семейства – Steinernematidae и Heterorhabditidae, облигатни паразити по широк кръг насекоми.
Между насекоми и нематоди съществуват три основни типа взаимоотношения – форезия (използване на насекомите за пренасяне на нематодите), облигатен паразитизъм и факултативен паразитизъм. Това дава основание паразитните нематоди да се разделят на две големи групи – факултативни и облигатни. Факултативните паразитни нематоди заразяват здрави насекоми или се развиват във външната среда (извън живите организми), а облигатните паразитни нематоди използват насекомото като междинен гостоприемник, в който се развиват до стадий, нуждаеш се от храна. Облигатните нематоди могат да живеят свободно и да узреят полово извън гостоприемника.
Нематодите заразяват насекомите по два начина: пасивен, при който насекомото гостоприемник заедно с храната поглъща яйца или инвазионна личинка, и активен - инвазионната личинка прониква в тялото на насекомото през кутикулата, аналния отвор или от други места.
По-голяма част от нематодите, свързани с насекомите, са ендопаразити, които живеят в стомаха, малпигиевите съдове, яйчниците или в други органи или системи на насекомото. Развитието на паразита в тялото на гостоприемника води до разрушаване на органите и системите и до нарушаване на тяхната дейност. Някои видове нематоди живеят в симбиоза с бактерии, които внасят в тялото на насекомите, и за кратко време предизвикват смъртта им. Заразените насекоми са слабо подвижни, забавят храненето си, изостават в растежа, намаляват яйчната си продукция или остават стерилни и често умират.
Жизненият цикъл на ентомопатогенните нематоди преминава през три стадия – яйце, ларва и имаго. Характерна особеност при нематодите, е че яйцата са изключително дребни в сравнение с размерите на възрастните индивиди. Повечето от видовете снасят яйца, но съществува и живородно раждане. Продължителността на развитие на зародиша е твърде различна и варира от няколко дни до няколко седмици или месеци. Обикновено ларвите линеят четири пъти и преминават пет възрасти. Когато ларвата от първа възраст линее извън тялото на гостоприемника, ларвната кожица не се освобождава, а остава върху новата телесна покривка във вид на калъфче, което предпазва ларвата от неблагоприятно въздействие на околната среда. Тази ларва се нарича инвазионна ларва. Тя осъществява заразяване на нови гостоприемници. При някои видове нематоди инвазионната ларва може да се изкачва по предмети (растения), стоящи по-високо от общата повърхност, да се прикрепва за тях с края на тялото си, а останалата част от него да движи в различни посоки, търсейки нов гостоприемник. Съотношението мъжки към женски индивиди (половият индекс) е обикновено единица, но понякога преобладават женските, а в друг случай мъжките въобще не са установени.
Ентомопатогенните нематоди са специфична екологична група нематоди от разред Rhabditida на клас Nematoda, подклас Secernentea. Групата обединява две семейства – Steinernematidae и Heterorhabditidae, облигатни паразити по широк кръг насекоми. Нематодите от двете семейства не са пряко филогенетично свързани помежду си. Обединяването им в обща екологична група се дължи на специфични мутуалистични взаимоотношения с ентомопатогенни бактерии от семейство Enterobacteriacea, пренасяни от инвазионните ларви на нематодите. Бактериите са отговорни до голяма степен за бързия летален ефект, следващ след опаразитяването на насекомото- гостоприемник. Ентомопатогенните нематоди са едни от най-обещаващите и използвани агенти на биологичната борба и биологичния контрол и като такива интензивно се проучват в много страни по света. Произвеждат се в промишлени мащаби за целите на селското стопанство и защитата на растенията като цяло.
Сред характерните особености на ентомопатогенните нематоди могат да бъдат посочени следните:
- паразитизмът е съчетан със сапрофагията – основната част от жизнения цикъл на нематодите протича в мъртъв гостоприемник, като нематодите се хранят с разлагащите се тъкани на гостоприемника и с намножилите се в трупа бактерии;
- нематодите са в мутуалистична (взаимооблигатна) връзка с ентомопатогенни бактерии, пренасяни в червото на инвазионните ларви; бактериите причиняват смъртта на гостоприемника и създават подходящи условия за храненето и развитието на нематодите;

Целият материал: