Культуры насекомых

Культура насекомых – искусственно созданная популяция, которая прошла в лаборатории не менее одного жизненного цикл (Н.А. Тамарина, 1981,1990). Соответственно, группу личинок насекомых, собранных в поле и содержащихся в лаборатории до завершения их развития нельзя называть культурой. Любая лабораторная или разводимая в промышленных масштабах культура представляет собой своеобразную открытую экосистему, состоящую из одного вида – разводимого насекомого, а все остальные компоненты создаются людьми, включая постоянный приток органического вещества для питания (В.П.Приставко, 1975).

Так как при культивировании насекомых каждая культура представлена одним видом, не связанным с другими, строго говоря, нельзя принять предлагавшиеся термины "техноценоз" (А.З. Злотин, 1981) или "технобиоценоз" (Е.М.Шагов, Л.К.Новикова, 1985). Согласно определению, ценоз – это сообщество разных организмов, которое не может состоять из одного вида. Однако эти термины "прижились" и часто употребляются.

В настоящее время освоена технология разведения не менее 500–600 видов насекомых. Только в бывшем СССР в 1987 г. разводили 225 видов (В.Б.Чернышев и др., 1988). Значительную часть этих насекомых содержат для научных целей – изучения биологии, физиологии, особенностей развития и т.д. Но разведение насекомых имеет также и большое хозяйственное значение. А.З.Злотин (1989) приводит следующие примеры их практического использования:

1) мед, воск, лекарственные средства – медоносная пчела;

2) шелк – 6 видов шелкопрядов;

3) краски, лак, воск – кошениль, лаковый червец, восковая щитовка;

4) корм для рыб, птиц и других животных – сверчки, тараканы, комнатная муха и некоторые другие виды;

5) биоперегной (удобрение), получаемый из навоза, – комнатная муха;

6) корм для насекомых–энтомофагов – многие фитофаги, преимущественно бабочки;

7) интерферон (методами генной инженерии) – тутовый шелкопряд;

8) насекомые–энтомофаги, используемые в защите растений, – в основном паразитические перепончатокрылые, а также златоглазки, хищные галлицы, божьи коровки и т.д.;

9) насекомые–фитофаги для борьбы с сорняками, ядовитыми растениями – некоторые злаковые мухи, листоеды и другие насекомые;

10) опыление сельскохозяйственных культур (в основном люцерны) – мегахила, осмия и другие виды пчел;

11) генетическая борьба с вредными насекомыми – некоторые мухи, бабочки–плодожорки;

12) вирусные препараты для борьбы с насекомыми – преимущественно бабочки;

13) испытания химических средств защиты растений и биопрепаратов – тараканы, мухи, многие бабочки;

14) определение остатков пестицидов в пищевых продуктах (организмы–индикаторы) – комнатные мухи, комары, дрозофилы и т.д.;

15) оценка растений на устойчивость к вредителям – хлопковый долгоносик, клоп–черепашка и т.д.;

16) получение и испытание феромонов – преимущественно бабочки;

17) коллекции насекомых для любителей – преимущественно экзотические бабочки;

18) содержание живых насекомых в террариумах (в зоопарках и у любителей) – преимущественно экзотические тараканы, палочники, богомолы, бабочки и жуки.

Такой широкий спектр использования культур насекомых является четким доказательством того, что их разведение будет расширяться из года в год. Особое значение имеет разведение энтомофагов как надежной замены химическому методу защиты растений.

В последние годы вышло несколько книг, специально посвященных массовому разведению насекомых (А.З. Злотин, 1989; Н.А.Тамарина, 1990; А.Л.Монастырский, В.В. Горбатовский, 1991; P.Singh, R.F.Moone, 1985), а также справочник "Культуры насекомых и клещей в СССР" (В.Б. Чернышев и др., 1988). Поэтому мы вправе ограничиться здесь лишь наиболее существенными аспектами этой важной задачи.

Очевидно, что при основании культуры насекомых исключительно важно хорошо подобрать исходный материал. Самые ценные в генетическом отношении особи могут быть получены в начале вспышки массового размножения вида. Иногда это коррелирует с более темной окраской особей (А.З. Злотин, 1989). Существенным для будущей культуры может оказаться сбор фитофагов на определенных видах растений, а паразитов на определенных хозяевах. Потомство каждой отдельной самки может заметно отличаться по своим свойствам, поэтому желателен индивидуальный подбор наиболее перспективных линий. Еще более широкий спектр признаков дает сравнение нескольких географических популяций вида. Конечно, перед разведением необходимо удалить всех больных или зараженных паразитами насекомых. Такая большая предварительная работа, безусловно, окупается в дальнейшем высоким качеством и устойчивостью культуры.

В принципе, при соблюдении технологии разведения и удачно выбранном природном материале культура насекомых может быть сохранена на протяжении любого количества генераций (М.А.Булыгинская, Н.И.Мезенкова, 1986). Однако во многих случаях без обновления через несколько поколений культуры погибают. В любом случае характеристики культуры, даже при стандартных условиях, не остаются стабильными. Обычно они колеблются с большей или меньшей амплитудой и частотой, что, по–видимому, связано со спонтанными изменениями генофонда. Именно эти колебания резко снижают возможности математической оптимизации условий производства культуры, хотя в литературе и имеются отдельные сообщения об успехах такой оптимизации (В.А. Старец, Е.М. Менчер, 1980; Н.А. Тамарина, В.Н. Максимов, 1987). Непредсказуемость изменений культуры резко затрудняет или сводит на нет возможности управления процессом культивирования. Поэтому при разведении насекомых желательно иметь несколько отдельных, изолированных друг от друга линий, что позволит обеспечить более равномерное и надежное производство живого материала.

При введении насекомых в культуру возникает также ряд относительно направленных изменении, которые можно назвать доместикацией (А.З.Злотин, 1989). При этом снижается способность к полету вплоть до полной его утраты, изменяется поведение, снижается уровень метаболизма и общая устойчивость к заболеваниям. Однако одновременно могут увеличиваться размеры насекомых и повышаться их продуктивность. Такая доместикация часто полезна для культур, где не предусматривается выпуск разводимых насекомых в природу (производство шелка, переработка навоза и т.д.). Наоборот, для биометода подобные измененные культуры уже нежелательны.

Остановимся на возможных причинах направленных изменений культур насекомых. Конечно, при основании культуры не может быть использован весь генетический "пул" природной популяции. В таких исходно малых популяциях, как лабораторные, возможен дрейф генов, который еще более обедняет генофонд. Лабораторные популяции лишены пресса энтомофагов и заболеваний, т.е. в этих популяциях ослаблен или отсутствует естественный отбор. К тому же, условия при разведении отличаются от естественных значительно большей стабильностью, что уменьшает отсев слабых особей, обладающих слишком строгими требованиями к условиям. Питание насекомых, особенно при их выращивании на несравненно более технологичных питательных средах, существенно отличается от естественного. При культивировании насекомых плотность их популяции всегда существенно выше, чем в природе. Многие насекомые реагируют на такую плотность общим стрессом, значительными изменениями поведения, снижением устойчивости к неблагоприятным воздействиям, серьезными физиологическими и даже морфологическими изменениями (Е.Н. Поливанова, 1989).Измененное питание и повышенная плотность могут быть также факторами отбора особей в нежелательном для нас направлении.

Поэтому исключительно важно постоянно контролировать качество культуры. Прежде всего под качеством культуры следует понимать ее соответствие поставленной цели. Наиболее определенный ответ здесь дают показатели общего выхода продукции при соблюдении соответствующего стандарта и экономическая оценка в сопоставлении расходов и дохода от культуры. Однако в процессе производства большое значение имеют биологические частные показатели, коррелирующие с общей экономической эффективностью. Среди них могут быть частные (результаты измерений определенных морфологических признаков, некоторые количественные характеристики поведения, плодовитость, смертность и т.д.) или же интегральные показатели, объединяющие несколько важных признаков или математические (например, обобщенный показатель качества трихограммы – Ш.М. Гринберг, А.Ф. Руснак, 1986), или по результатам сложного поведения (В.Б. Чернышев и др., 1988).

Исключительно большое значение для создания стабильных лабораторных и промышленных культур с заданными свойствами имеет селекционно–генетическая работа (А.З. Злотин, 1989). Общие принципы селекции насекомых принципиально не отличаются от тех, которые используются в животноводстве.