Құбылыстарды басқару үшін тірі организмдерді пайдалану

Жәндіктерді, қоңыздарды және ауру тудыратын организмдерді табиғи жолмен бақылау – биологиялық күресу. Әдістері: әкелу, көбейту, сақтау. IPM жүйесінің бөлігі.

18 мин оқу

100%

Дереккөз: Biological pest control — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Зыянкештерді басқа организмдерді пайдалану арқылы бақылау. Биологиялық бақылау немесе биобақылау – зиянкештерді, яғни жәндіктер мен кенелер сияқты зиянды жануарларды, арамшөптерді немесе жануарлар мен өсімдіктерге зиян келтіретін патогендерді басқа организмдерді қолдану арқылы бақылау әдісі. Ол жыртқыштық, паразиттік, шөп жеу немесе басқа да табиғи механизмдерге негізделеді, бірақ көбінесе адамның белсенді басқаруын да қамтиды. Бұл, зиянкестерді интеграцияланған басқару (IPM) бағдарламаларының маңызды бөлігі болуы мүмкін. Биологиялық бақылаудың үш негізгі стратегиясы бар: классикалық (импорттау), онда зиянкештің табиғи жауы бақылауға қол жеткізу ниетімен енгізіледі; индуктивті (көбейту), онда зиянкештерді жылдам бақылау үшін табиғи жаулардың көп саны қолданылады; және профилактикалық (сақтау), онда табиғи жауларды үнемі қалпына келтіру арқылы сақтау шаралары қолданылады. Жәндіктердің табиғи жаулары зиянкештердің санының өсуін шектеуде маңызды рөл атқарады. Биологиялық бақылау агенттеріне мыналар жатады: жыртқыштар, паразитоидтар, патогендер және бәсекелестер. Өсімдік ауруларын биологиялық бақылау агенттері көбінесе антагонисттер деп аталады. Арамшөптерге қарсы биологиялық бақылау агенттеріне тұқымды жегіштер, шөп жегіштер және өсімдік патогендері кіреді. Биологиялық бақылау жоғарыда аталған механизмдердің кез келгені арқылы мақсат емес түрлерге шабуыл жасау арқылы биологиялық әртүрлілікке жанама әсер етуі мүмкін, әсіресе егер түрлердің салдары толыққанды түсінілмей әкелінген болса.

Тарих

"Биологиялық бақылау" термині алғаш рет Гарри Скотт Смит 1919 жылы Риверсайдте (Калифорния штаты) өткен Америка экономикалық энтомологтар қауымдастығының Тынық мұхит жағалауындағы бөлімшесінің мәжілісінде қолданды. Оны энтомолог Пол Х. Дебах (1914–1993), өмірінің басынан аяғына дейін цитрус дақылдарының зиянкестерін зерттеген, кеңінен пайдалануға енгізді. Дегенмен, осы тәжірибе ғасырлар бойы қолданылып келген. Жәндіктерді зиянкестерді бақылау үшін пайдалану туралы алғашқы мәлімет "Нанфанг Каому Чжуан" (南方草木狀 Оңтүстік аймақтардың өсімдіктері) (шамамен 304 ж.) кітабында келтірілген, осы кітаптың авторы Батыс Цзинь әулетінің ботанигі Цзи Хан (嵇含, 263–307). Кітапта былай делінген: "Цзяочжи халқы құмырсқаларды және олардың жіңішке мақта орамаларға ұқсайтын бұтақтарға бекітілген ұяларын сатады, қызыл-сары құмырсқалар қалыптыдан ірі болады. Мұндай құмырсқалар болмаса, оңтүстік цитрус жемістеріне жәндіктердің зияны қатты тиеді". Қолданылған құмырсқалар хуанг ган (хуанг = сары, ган = цитрус) құмырсқалары (Oecophylla smaragdina) деп аталады. Бұл тәжірибе туралы кейіннен Линь Бяо Лу И (Тан әулетінің соңы немесе Бес әулеттің басы), Цзюан Цзысудың (Оңтүстік Сун әулеті) "Джи Ле Пян" кітабында, Ю Чжэн Мудың (Мин әулеті) "Ағаш отырғызу кітабында", Гуандун Син Ю (XVII ғасыр) кітабында, Ву Чжэн Фанның (Цин әулеті) "Линьнань" кітабында, Ли Диао Юаньның "Наньюэ" кітабында және басқа да еңбектерде жазылған. 1905 жылы АҚШ Ауыл шаруашылығы департаменті (USDA) алғашқы ірі масштабты биологиялық бақылау бағдарламасын бастады, энтомологтарды Еуропа мен Жапонияға шұңғыл күбәләктің (Lymantria dispar dispar) және қоңыр құйрықты күбәләктің (Euproctis chrysorrhoea) табиғи жауларын іздеуге жіберді. Бұл екі түр де ағаштар мен бұталардың инвазивті зиянкестері болып табылады. Нәтижесінде, шұңғыл күбәләктің тоғыз паразитоиді (жекеше аралары), қоңыр құйрықты күбәләктің жеті паразитоиді және екі түрдің де хищніктері АҚШ-та бекітілді. Шұңғыл күбәләктің таралуын толығымен бақылауға мүмкін болмаса да, оның таралу жиілігі, ұзақтығы және зияндылығы азайды, ал бағдарлама сәтті деп танылды. Бұл бағдарлама биологиялық бақылау бағдарламаларын іске асыру үшін көптеген тұжырымдамалардың, принциптердің және процедуралардың әзірленуіне де әкелді. 1788 жылдан бастап Квинсленд штатына сәндік өсімдік ретінде тікенді груша кактустары әкелінді. 1920 жылға қарай олар Австралияның 25 миллион гектарынан астам аумақты жабады, жыл сайын 1 миллион гектарға өсті. Қазу, өртеу және ұрып-соғудың ешқайсысы тиімді болмады. Өсімдіктің таралуын бақылауға көмектесетін екі бақылау агенті енгізілді: кактус күбәзі Cactoblastis cactorum және Dactylopius тарақ жәндіктері. 1926–1931 жылдар аралығында Квинсленд штатында ондаған миллион кактус күбәзінің жұмыртқалары таратылды, нәтижесінде 1932 жылға қарай тікенді грушаның көп бөлігі жойылды. Канадада классикалық биологиялық бақылауға жасалған алғашқы әрекет Trichogramma minutum паразиттік құртымен байланысты. 1882 жылы Уильям Сондерс, білікті химик және Доминион эксперименталды фермаларының бірінші директоры, инвазивті резеңке құртты бақылау үшін Нью-Йорк штатында ұсталған құрттарды Онтарио бақтарында босатып жіберді. 1884–1908 жылдар аралығында алғашқы Доминион энтомологы Джеймс Флетчер Канадада зиянкестерді бақылау үшін басқа паразитоидтар мен патогендерді енгізуді жалғастырды.

The term "biological control" was first used by Harry Scott Smith at the 1919 meeting of the Pacific Slope Branch of the American Association of Economic Entomologists, in Riverside, California. It was brought into more widespread use by the entomologist Paul H. DeBach (1914–1993) who worked on citrus crop pests throughout his life. However, the practice has previously been used for centuries. The first report of the use of an insect species to control an insect pest comes from "Nanfang Caomu Zhuang" (南方草木狀 Plants of the Southern Regions) (c. 304 AD), attributed to Western Jin dynasty botanist Ji Han (嵇含, 263–307), in which it is mentioned that "Jiaozhi people sell ants and their nests attached to twigs looking like thin cotton envelopes, the reddish yellow ant being larger than normal. Without such ants, southern citrus fruits will be severely insect damaged". The ants used are known as huang gan (huang = yellow, gan = citrus) ants (Oecophylla smaragdina). The practice was later reported by Ling Biao Lu Yi (late Tang Dynasty or Early Five Dynasties), in Ji Le Pian by Zhuang Jisu (Southern Song Dynasty), in the Book of Tree Planting by Yu Zhen Mu (Ming Dynasty), in the book Guangdong Xing Yu (17th century), Lingnan by Wu Zhen Fang (Qing Dynasty), in Nanyue Miscellanies by Li Diao Yuan, and others. In 1905 the USDA initiated its first large scale biological control program, sending entomologists to Europe and Japan to look for natural enemies of the spongy moth, Lymantria dispar dispar, and the brown tail moth, Euproctis chrysorrhoea, invasive pests of trees and shrubs. As a result, nine parasitoids (solitary wasps) of the spongy moth, seven of the brown tail moth, and two predators of both moths became established in the US. Although the spongy moth was not fully controlled by these natural enemies, the frequency, duration, and severity of its outbreaks were reduced and the program was regarded as successful. This program also led to the development of many concepts, principles, and procedures for the implementation of biological control programs. Prickly pear cacti were introduced into Queensland, Australia as ornamental plants, starting in 1788. They quickly spread to cover over 25 million hectares of Australia by 1920, increasing by 1 million hectares per year. Digging, burning, and crushing all proved ineffective. Two control agents were introduced to help control the spread of the plant, the cactus moth Cactoblastis cactorum, and the scale insect Dactylopius. Between 1926 and 1931, tens of millions of cactus moth eggs were distributed around Queensland with great success, and by 1932, most areas of prickly pear had been destroyed. The first reported case of a classical biological control attempt in Canada involves the parasitoidal wasp Trichogramma minutum. Individuals were caught in New York State and released in Ontario gardens in 1882 by William Saunders, a trained chemist and first Director of the Dominion Experimental Farms, for controlling the invasive currantworm Nematus ribesii. Between 1884 and 1908, the first Dominion Entomologist, James Fletcher, continued introductions of other parasitoids and pathogens for the control of pests in Canada.

Өртке қарсы биологиялық бақылау түрлері

Құбылысты биологиялық бақылаудың үш негізгі стратегиясы бар: импорттау (классикалық биологиялық бақылау), күшейту және сақтау.

Көбейту

Көбейту – белгілі бір аймақта табиғи түрде кездесетін жаулардың қосымша босатылуын қамтиды, бұл жердегі табиғи популяцияларды арттыруға көмектеседі. Иннокуляциялық босатуда, бақылау агенттерінің шағын саны олардың көбейіп, ұзақ мерзімді бақылауға қол жеткізуі және зиянкестерді төмен деңгейде ұстап, алдын алу шарасы ретінде жұмыс істеуі үшін аралықта босатылады. Ал, су тасқыны кезінде, зиянкестердің санын тез төмендету және туындаған мәселені шешу мақсатында көп мөлшерде агенттер босатылады. Көбейту тиімді болуы мүмкін, бірақ нәтижеге кепілдік жоқ, және бұл әрбір зиянкес пен бақылау агенті арасындағы өзара әрекеттесудің нақты ерекшеліктеріне байланысты. Иннокуляциялық босатудың мысалы – жылыжайларда бірнеше дақылдарды өсіруде кездеседі. Жылыжайдағы ақ зиянкестерді бақылау үшін Encarsia formosa паразиттік құртының мерзімді босатылуы қолданылады. Зиянды көбелектерді бақылау үшін Trichogramma жұмыртқа паразиті жиі су тасқыны арқылы босатылады. Қазіргі уақытта, су тасқынына жаңа тәсілдер енгізілуде, атап айтқанда, дрондарды пайдалану. Жұмыртқа паразиттері бірнеше белгілер арқылы мақсатты қожайынның жұмыртқаларын таба алады, мысалы, көбелектің қанаттарынан кайромондар табылды. Сол сияқты, Bacillus thuringiensis және басқа микробтық инсектицидтер тез әсер ету үшін жеткілікті мөлшерде қолданылады. Сондай-ақ, жәндіктерді өлтіретін (этомопатогенді) нематодалар топырақтағы зиянкес жәндіктерді бақылау үшін әр гектарға миллиондаған, тіпті миллиардтаған мөлшерде босатылады.

Қорғау

Қоршаған ортада кездесетін табиғи жауларды сақтау – зиянкестерді биологиялық бақылаудың үшінші әдісі. Табиғи жаулар тіршілік ортасына және нысаналы зиянкеске бейімделген, оларды сақтау қарапайым және тиімді болуы мүмкін, мысалы, күріш далаларының жиегінде нектар шығаратын өсімдіктер өсіру арқылы. Бұл өсімдіктер паразиттер мен қоректік жануарларға нектармен қамтамасыз етеді және олардың тиімділігі (зиянкестердің саны 10 есе, тіпті 100 есе азайту) дәлелденген, нәтижесінде фермерлер 70%-ға аз инсектицид қолданды және өнімділігі 5%-ға артты. Англияда дала шекараларындағы шұңғыл шөптерде де шырыштардың хищниктері табылған, бірақ олар дала ортасына жету үшін тым баяу тарады. Бақылауды жақсарту үшін дала ортасына бір метр ені бар шұңғыл шөптер отырғызылды, бұл шырыштардың қыстауына жағдай жасады. Калифорнияда жүзімдіктерде жүзім зиянкесінің маңызды паразиті үшін жақсырақ қыстау ортасын немесе паналау орнын қамтамасыз ету үшін кейде шабдалы ағаштары отырғызылады. Сонымен қатар, әсіресе бақшаларда, табиғи жауларды егістік алқаптарына тарту үшін ағаш сандықтар, қораптар немесе гүлшоқтар сияқты жасанды паналау орындары құрылады. Мысалы, құлаққаптар – табиғи хищниктер, оларды бақшада сабан немесе ағаш жүнімен толтырылған гүлшоқтарды кері іліп қою арқылы көбейтуге болады. Жасыл желектілерді ашық түбі бар және ішінде картоннан оралған роликтері бар пластикалық бөтелкелерді пайдалану арқылы көбейтуге болады. Құс үйлері жәндіктермен қоректенетін құстарға ұя салуға мүмкіндік береді; ең пайдалы құстарды қажетті түрге сәйкес келетін тесік өлшемі арқылы тартуға болады.

Жыртқыш жануарлар

Жыртқыштар негізінен өмір бойы көптеген жемтің тікелей тұтынумен айналысатын, бос тіршілік ететін түрлер болып табылады. Көптеген маңызды егіс зиянкестері жәндіктер болғандықтан, биологиялық күресуде қолданылатын көптеген жыртқыштар жәндіктерді жейтін түрлерге жатады. Құрттар, әсіресе мамыр және шілде айларында белсенді болатын личинкалары, құрттардың ашкөз жыртқыштары болып табылады, сонымен қатар, құмырсқалар, қалқанша жәндіктер және кішкентай көбелектерді де жейді. Көкжапыраққақ (Coleomegilla maculata) колорадо картопқағының (Leptinotarsa decemlineata) жұмыртқаларымен және личинкаларымен де қоректене алады. Көптеген гүлжанды шыбынның личинкалары негізінен құрттарды жейді, бір личинка өмірі бойы 400-ге дейін жейді. Олардың коммерциялық егістерге тиімділігі зерттелмеген. Жүгіретін қабықшалы өрмекші Philodromus cespitum де құрттарды көп жейді және Еуропа жеміс бақтарында биологиялық күресу агенті ретінде әрекет етеді. Энтомопатогенді нематодтардың бірнеше түрі жәндіктер мен басқа омыртқасыз зиянкестердің маңызды жыртқыштары болып табылады. Энтомопатогенді нематодтар стресске төзімді кезеңді – инфекциялық жасөспірімдерді құрайды. Олар топыраққа таралып, қолайлы жәндіктерге инфекция жұқтырады. Жәндікке енгеннен кейін олар гемолимфаға өтеді, онда даму тоқтауын қалпына келтіріп, бактериялық симбионттарын бөліп шығарады. Бактериялық симбионттар көбейіп, токсиндерді бөліп шығарады, содан кейін жәндік-қожайын өледі. Phasmarhabditis hermaphrodita – микроскопиялық нематод, ол шұбарларды өлтіреді. Оның күрделі өмірлік циклы топырақтағы бос тіршілік ететін, инфекциялық сатыдан тұрады, онда ол Moraxella osloensis сияқты патогенді бактериялармен байланысады. Нематод шұбардың артқы мантия аймағы арқылы еніп, ішінде тамақтанады және көбейеді, бірақ шұбарды бактериялар өлтіреді. Нематод Еуропада сатылады және ылғалды топыраққа суару арқылы қолданылады. Энтомопатогенді нематодтардың сақталу мерзімі шектеулі, себебі олар жоғары температура мен құрғақ жағдайға төзімділігі төмен. Neoseilus californicus және Stethorus punctillum құсқұйрығы. Cactoblastis cactorum (жоғарыда аталған) сияқты жыртқыштарды инвазивті өсімдік түрлерін жою үшін де пайдалануға болады. Мысалы, уытты геморокты (Agonopterix alstroemeriana) уытты гемолокты (Conium maculatum) бақылау үшін қолдануға болады. Ұрық сатысында көбелек тек қожайын өсімдігі – уытты гемолокты жейді және бір қожайын өсімдігінде жүздерше личинкалар болуы мүмкін, гемолоктың үлкен аумағын жояды. Кеміргіштер зиянкестері үшін мысықтар "баспана" / жасырыну орындарын азайтумен бірге қолданғанда тиімді биологиялық күресу құралы болып табылады. Мысықтар кеміргіштердің "санының өрбуін" болдырмауда тиімді болғанымен, бұрыннан бар ауыр залалдануды жоюда тиімді емес. Бұл мақсатта қоралық сұлулардың тиімділігін зерттеудің сандық әдістері болмаса да, оларды мысықтарға қосымша немесе олардың орнына қолдануға болады, олар үшін ұя қораптарымен жабдықталған орта жасауға болады. Гондураста Aedes aegypti масасы денге қызуы және басқа жұқпалы ауруларды таратып жатқанда, биологиялық күресу үшін қоғамдық іс-қимыл жоспары қолданылды: құдықтар мен резервуарларға копеподтар, бақалар және жас тилапиялар қосылды, нәтижесінде масалардың личинкалары жойылды. Әдетте жануарлардың міндетті жыртқыштары ретінде қарастырылатын буынтұқымдылардың арасында да (әсіресе басқа буынтұқымдылар), гүлдік азық-түлік көздері (нектар және аздап тозаң) көбінесе пайдалы қосымша көздер болып табылады. Паразитоидтар қожайын организмдері олардан жасырыну үшін шектеулі баспанаға ие болғанда зиянкестердің санын азайтуда ең тиімді. Паразитоидтар – биологиялық күресу агенттерінің ең көп қолданылатын түрлері. Коммерциялық тұрғыдан алғанда, екі түрлі өсіру жүйесі бар: күндізгі жоғары өнімділікпен қысқа мерзімді өндіріс және күндізгі төмен өнімділікпен ұзақ мерзімді жүйелер. Көп жағдайларда өндіріс қожайын түрлерінің дамудың қолайлы кезеңінде болған кезде оларды шығару мерзімдерімен сәйкестендіру қажет. Ірі өндіріс орындары жыл бойы өнім шығарады, ал кейбір орындар тек маусымдық өнім шығарады. Өсімдіктерді өсіру орындары, әдетте, қолдану орындарынан едәуір қашықтықта орналасқан, ал паразитоидтарды өндіріс орнынан пайдалану орнына тасымалдау қиындық тудыруы мүмкін. Көлік кезінде температура тым жоғары болуы мүмкін, тіпті ұшақтар мен жүк көліктерінің дірілі де паразитоидтарға кері әсерін тигізуі мүмкін. Gonatocerus ashmeadi (Hymenoptera: Mymaridae) француз Полинезиясында шынылы қанатты ұсақ жәндікті (Homalodisca vitripennis) бақылау үшін енгізілді және зиянкестердің тығыздығының шамамен 95%-ын сәтті бақылады. Шығыс шырша бүршігі шырша және қарағай ормандарында зиянкел жәндік болып табылады. Құстар – биологиялық күресудің табиғи түрі, бірақ Trichogramma minutum, паразиттік араның бір түрі, көбірек дау тудыратын химиялық шараларға балама ретінде зерттелді. Қалалық тарақандарды бақылау үшін паразиттік араларды пайдаланудың жаңа зерттеулері бар. Себебі тарақандардың көп бөлігі ысталған жерлерде және канализация жүйесінде болады, оларға инсектицидтердің қол жеткізуі қиын, сондықтан белсенді аңшы араларды пайдалану олардың санын азайтуға бағытталған стратегия болып табылады.

Predators are mainly free living species that directly consume a large number of prey during their whole lifetime. Given that many major crop pests are insects, many of the predators used in biological control are insectivorous species. Lady beetles, and in particular their larvae which are active between May and July in the northern hemisphere, are voracious predators of aphids, and also consume mites, scale insects and small caterpillars. The spotted lady beetle (Coleomegilla maculata) is also able to feed on the eggs and larvae of the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata). The larvae of many hoverfly species principally feed upon aphids, one larva devouring up to 400 in its lifetime. Their effectiveness in commercial crops has not been studied. The running crab spider Philodromus cespitum also prey heavily on aphids, and act as a biological control agent in European fruit orchards. Several species of entomopathogenic nematode are important predators of insect and other invertebrate pests. Entomopathogenic nematodes form a stress–resistant stage known as the infective juvenile. These spread in the soil and infect suitable insect hosts. Upon entering the insect they move to the hemolymph where they recover from their stagnated state of development and release their bacterial symbionts. The bacterial symbionts reproduce and release toxins, which then kill the host insect. Phasmarhabditis hermaphrodita is a microscopic nematode that kills slugs. Its complex life cycle includes a free living, infective stage in the soil where it becomes associated with a pathogenic bacteria such as Moraxella osloensis. The nematode enters the slug through the posterior mantle region, thereafter feeding and reproducing inside, but it is the bacteria that kill the slug. The nematode is available commercially in Europe and is applied by watering onto moist soil. Entomopathogenic nematodes have a limited shelf life because of their limited resistance to high temperature and dry conditions. Neoseilus californicus, and a ladybird Stethorus punctillum. Predators including Cactoblastis cactorum (mentioned above) can also be used to destroy invasive plant species. As another example, the poison hemlock moth (Agonopterix alstroemeriana) can be used to control poison hemlock (Conium maculatum). During its larval stage, the moth strictly consumes its host plant, poison hemlock, and can exist at hundreds of larvae per individual host plant, destroying large swathes of the hemlock. For rodent pests, cats are effective biological control when used in conjunction with reduction of "harborage"/hiding locations. While cats are effective at preventing rodent "population explosions", they are not effective for eliminating pre existing severe infestations. Although there are no quantitative studies of the effectiveness of barn owls for this purpose, they are known rodent predators that can be used in addition to or instead of cats; they can be encouraged into an area with nest boxes. In Honduras, where the mosquito Aedes aegypti was transmitting dengue fever and other infectious diseases, biological control was attempted by a community action plan; copepods, baby turtles, and juvenile tilapia were added to the wells and tanks where the mosquito breeds and the mosquito larvae were eliminated. Even amongst arthropods usually thought of as obligate predators of animals (especially other arthropods), floral food sources (nectar and to a lesser degree pollen) are often useful adjunct sources. Parasitoids are most effective at reducing pest populations when their host organisms have limited refuges to hide from them. Parasitoids are among the most widely used biological control agents. Commercially, there are two types of rearing systems: short term daily output with high production of parasitoids per day, and long term, low daily output systems. In most instances, production will need to be matched with the appropriate release dates when susceptible host species at a suitable phase of development will be available. Larger production facilities produce on a yearlong basis, whereas some facilities produce only seasonally. Rearing facilities are usually a significant distance from where the agents are to be used in the field, and transporting the parasitoids from the point of production to the point of use can pose problems. Shipping conditions can be too hot, and even vibrations from planes or trucks can adversely affect parasitoids. Gonatocerus ashmeadi (Hymenoptera: Mymaridae) has been introduced to control the glassy winged sharpshooter Homalodisca vitripennis (Hemiptera: Cicadellidae) in French Polynesia and has successfully controlled ~95% of the pest density. The eastern spruce budworm is an example of a destructive insect in fir and spruce forests. Birds are a natural form of biological control, but the Trichogramma minutum, a species of parasitic wasp, has been investigated as an alternative to more controversial chemical controls. There are a number of recent studies pursuing sustainable methods for controlling urban cockroaches using parasitic wasps. Since most cockroaches remain in the sewer system and sheltered areas which are inaccessible to insecticides, employing active hunter wasps is a strategy to try and reduce their populations.

Патогендер

Патогенді микроорганизмдерге бактериялар, саңырауқұлақтар және вирустар жатады. Олар қожайынды өлтіреді немесе әлсіретеді және салыстырмалы түрде нақты қожайынға тән. Әр түрлі микробтық жәндік аурулары табиғатта кездеседі, сонымен қатар биологиялық пестицидтер ретінде де қолданылуы мүмкін. Табиғи жағдайда бұл індеттер жәндіктер популяциясының тығыздығына байланысты, яғни көбінесе жәндіктер саны артқанда ғана пайда болады. Патогендерді су өсімдіктеріне қарсы қолдану 1972 жылы Зеттлер мен Фрименнің жасаған революциялық ұсынысына дейін белгісіз болды. Осыған дейін ешқандай биологиялық бақылау су өсімдіктеріне қарсы қолданылмаған. Олар мүмкіндіктерді қарастырғанда, осы уақытқа дейін қызығушылық пен ақпараттың жетіспеуін атап өтті және зиянкестердің зиянкестері – патогендер болсын болмасын – туралы белгілі мәліметтерді тізімдеді. Олар бұл әдісті басқа биологиялық бақылау тәсілдері сияқты қолданудың салыстырмалы түрде оңай болатынын ұсынды. Шындығында, содан бергі жылдарда құрлықта қолданылатын биологиялық бақылау әдістері су да кеңінен қолданылатын болды.

Бактериялар

Биологиялық бақылау үшін қолданылатын бактериялар жәндіктерді олардың ас қорыту жолдары арқылы жұқтырады, сондықтан ауыз мүшелерімен сору арқылы қоректенетін жәндіктерді, мысалы, құрттар мен қалқанша жәндіктерді бақылау мүмкіндігі шектеулі. Bacillus thuringiensis – топырақ мекендейтін бактерия, биологиялық бақылау үшін қолданылатын бактериялардың ең көп тараған түрі, кем дегенде төрт түршесі Lepidopteran (көбелектер), Coleopteran (қоңыздар) және Dipteran (шыбықтар) жәндік зиянкестеріне қарсы қолданылады. Бұл бактерия органикалық шаруаларға құрғатылған споралардан жасалған қаптар түрінде беріледі, оларды сумен араластырып, бау-бақша өсімдіктері мен жеміс ағаштары сияқты осал өсімдіктерге шашыратылады. Б. thuringiensis гендері трансгенді дақылдарға енгізілген, нәтижесінде өсімдіктер бактерияның кейбір токсиндерін – ақуыздарды – өндіреді. Бұл өсімдіктерге жәндік зиянкестеріне қарсы тұру қабілетін береді, соның салдарынан пестицидтерді қолдану қажеттілігі азаяды. Егер зиянкестер осы дақылдардағы токсиндерге төзімділік танытса, онда B. thuringiensis органикалық шаруашылықта да тиімсіз болады. Bacillus spp., флуоресцентті псевдомонадтар,

Колумбияда масаларды жою

Wolbachia жұқтырған A. aegypti масаларының ең ірі таралуы Колумбияның Белло, Медельин және Итагуи қалаларында денге қызбасының аурушаңдығын 94–97%-ға төмендетті. Жобаны коммерциялық емес World Mosquito Program (WMP) ұйымы іске асырды. Wolbachia масалардың денге және Зика сияқты вирустарды таратуына кедерес жасайды. Бұл бактериялар жәндіктердің ұрпақтарына беріледі. Жоба жалпы алғанда , 3,3 миллион адам тұратын аумақты қамтыды. Жоба аумағының көп бөлігі жергілікті масалардың 60%-ын жұқтыру мақсатына қол жеткізді. Бұл техниканы Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДҰ) мақұлдамайды.

Саңырауқұлақтар

Бөжәктерде ауру тудыратын энтомопатогендік саңырауқұлақтар кем дегенде 14 түрді қамтиды, олардың ішінде шырындарға шабушы түрлер де бар. Beauveria bassiana көп мөлшерде өндіріліп, ақ шыбын, трипс, шырындар және мырыштар сияқты кең ауқымды жәндік зиянкестерін басқару үшін қолданылады. Lecanicillium spp. ақ шыбынға, трипстерге және шырындарға қарсы қолданылады. Metarhizium spp. қоңыздар, шегірткелер, гемиптерлер және кенелер сияқты зиянкестерге қарсы қолданылады. Paecilomyces fumosoroseus ақ шыбынға, трипстерге және шырындарға қарсы тиімді; ал Purpureocillium lilacinus тамыр түйінді нематодаларына қарсы, ал 89 Trichoderma түрі – белгілі бір өсімдік патогендеріне қарсы қолданылады. Trichoderma viride голландтық шақпақ ауруына қарсы қолданылған, сондай-ақ Chondrostereum purpureum патогенді саңырауқұлағынан туындайтын тас жемістердің күміс жапырақ ауруын басуға да белгілі бір әсерін көрсетті. Патогенді саңырауқұлақтарды басқа саңырауқұлақтар, бактериялар немесе ашытқылармен, мысалы: Gliocladium spp., микопаразиттік Pythium spp., Rhizoctonia spp. және Laetisaria spp. арқылы бақылауға болады. Cordyceps және Metacordyceps саңырауқұлақтары буынты жануарлардың кең спектріне қарсы қолданылады. Entomophaga жасыл персик шырыны сияқты зиянкестерге қарсы тиімді. Chytridiomycota және Blastocladiomycota отырықтарының бірнеше өкілдері биологиялық бақылау агенттері ретінде зерттелді. Chytridiomycota-дан Synchytrium solstitiale АҚШ-та сары жұлдызды қайыңның (Centaurea solstitialis) бақылау агенті ретінде қарастырылуда.

Вирустар

Бакуловирустар нақты бір жәндік түріне ғана тән және биологиялық зиянкестермен күресте пайдалы екені дәлелденген. Мысалы, Lymantria dispar көп қапшықты ядролық полиэдрозы вирусы Солтүстік Америкадағы орманның кең аумақтарына шашыратылды, онда жұмсақ қабықты күйеліктің дернәсілдері жапырақтарды көптеп жеп бұзады. Дернәсілдер вирус жегеннен кейін өліп, олардың шіріген денелері жапырақтарда вирус бөлшектерін қалдырып, басқа дернәсілдерге жұқтырады. Сүтқоректілер вирусы, яғни қоян геморрагиялық ауруының вирусы, Австралияға еуропалық қоян популяциясын бақылау мақсатымен әкелінді. Вирус карантиннен қашып, елдің барлық аймағына таралып, көптеген қоянды қырды. Жастау жануарлар тірі қалды, уақыт өте келе олар өз балаларына иммунитеттің берді және нәтижесінде вирусқа төзімді популяция пайда болды. 1990 жылдары Жаңа Зеландияға енгізілгенде де алғашқыда сәттілік болды, бірақ он жылдан кейін иммунитет қалыптасып, популяция РГҚА-ға дейінгі деңгейге қайта келді. РНҚ миковирустары түрлі саңырауқұлақ патогендерін бақылайды.

Бәсекелестер

Mucuna pruriens бұршақ өсімдігі Бенин және Вьетнам елдерінде Imperata cylindrica шөбіне қарсы биологиялық күресу құралы ретінде қолданылады: бұл өсімдік өте тез өседі және кеңістік пен жарық үшін бәсекелесіп, жақын орналасқан өсімдіктерді басып тастайды. Mucuna pruriens өсірілген аймақтан тыс жерлерде жауапкершілік тудырмайды делінеді. Desmodium uncinatum паразиттік өсімдік – қызыл гүл (Striga) таралуын тоқтату үшін "итеру-тарту" әдісінде қолданылуы мүмкін. Австралиялық үй шыбыңы, Musca vetustissima, Австралияда маңызды зиянкес болып табылады, бірақ Австралияда табиғи түрде кездесетін ыдыратушы организмдер сиырдың нәжісімен қоректенуге бейімделмеген, ал шыбыңдар осы нәжісте көбейеді. Сондықтан, Австралияның қоңыр қабыршақ құмырсқа жобасы (1965–1985), Ұлттық ғылыми-зерттеу ұйымының Джордж Борнемисса басшылығымен, нәжістің мөлшерін және осылайша шыбыңдардың көбею орындарын азайту мақсатында, қоңыр қабыршақ құмырсқаның қырық тоғыз түрін таратты.

Паразитоидтар мен патогендерді біріктіріп қолдану

Инвазивті зиянкестердің кең ауқымды және ауыр жұқтырылу жағдайларында, зиянкестерді бақылау техникалары көбінесе біріктіріліп қолданылады. Мысалы, қышқыл күл бұрғышы (Agrilus planipennis) – Қытайдан келген инвазивті қоңыз, Солтүстік Америкаға енгізілген аймағында ондаған миллион күл ағаштарын жойды. Оған қарсы күрес шараларының бір бөлігі ретінде 2003 жылдан бастап американдық ғалымдар мен Қытай Орман академиясы оның табиғи жауларын табиғатта іздестірді, нәтижесінде бірнеше паразиттік масалар табылды, атап айтқанда, Tetrastichus planipennisi – отарлы личинка ішінде паразиттік ететін маса, Oobius agrili – жалғызбасты, партеногенез жолымен көбейетін жұмыртқа паразиті, және Spathius agrili – отарлы личинка сыртында паразиттік ететін маса. Бұл масалар АҚШ-қа зөміргүл құртқа қарсы биологиялық бақылау ретінде әкелініп, таралды. Tetrastichus planipennisi-нің алғашқы нәтижелері үміт береді, және қазір ол Beauveria bassiana – инсектицидтік қасиеттері белгілі саңырауқұлақтың патогенімен бірге таратылуда.

Саңырауқұлақтар зиянкестері

Салатта Botrytis cinerea, Fusarium spp. және Penicillium claviforme, жүзім мен клубникада Trichoderma spp., клубникада Cladosporium herbarum, қытай капустасында Bacillus brevis, ал әртүрлі басқа да дақылдарда әртүрлі ашытқылар мен бактериялармен туындаған аурулар. Склеротиния склеротиорумы бірнеше саңырауқұлақты биологиялық бақылауға алу арқылы күресіледі. Қауынның саңырауқұлақтық қабықша инфекциясы Trichoderma hamatum арқылы инфекцияға дейін немесе онымен бірге болған жағдайда. Cryphonectria parasitica, Gaeumannomyces graminis, Sclerotinia spp. және Ophiostoma novo ulmi вирустармен туындаған аурулар.

Қиындықтар

Ең маңызды зиянкестердің көпшілігі экзотикалық, инвазивті түрлер болып табылады, олар ауыл шаруашылығына, бау-бақша шаруашылығына, орман шаруашылығына және қалалық ортаға елеулі зиян келтіреді. Олар көбінесе бірге дамыған паразиттері, патогендері және жора-жолдастарыз жоқ күйі келеді, осылардан қашып құтылу арқасында популяциялары тез өседі. Бұл зиянкестердің табиғи жауларын әкелу логикалық шешім сияқты көрінеді, бірақ бұл күтпеген салдарларға алып келуі мүмкін; ережелер тиімсіз болуы, биоәртүрлілікке күтпеген әсер тигізуі және фермерлер мен өсірушілердің жеткіліксіз білімі салдарынан техниканы пайдалану қиынға соғуы мүмкін.

Жанама әсерлер

Биологиялық бақылау биологиялық әртүрлілікке әсер ете алады. 1940 жылдары Гавайиде паразиттік масалар лепидоптералар зиянкесін бақылау үшін енгізілді және масалар әлі күнге дейін сол жерде кездеседі. Бұл жергілікті экожүйеге теріс әсер етуі мүмкін, бірақ олардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін жариялау алдында қожайын аймағы мен олардың әсерін зерттеу қажет. Омыртқалы жануарлар көбінесе көптеген тағамдармен қоректенеді және жақсы биологиялық бақылау агенттері болып табылмайды; «биобақылаудың дұрыс болмауының» көптеген классикалық жағдайлары омыртқалы жануарларға қатысты. Мысалы, қамыс бақасы (Rhinella marina) Австралияға қант қамысының шырыш қоңызын (Dermolepida albohirtum) және басқа да зиянкестерін бақылау үшін әдейі әкелінді. Гавайиден 102 бақа алынып, олардың санын көбейту үшін тұтқындықта өсірілді, содан кейін 1935 жылы тропикалық солтүстіктегі қант қамысының егістіктеріне жіберілді. Кейіннен бақалардың өте биікке секіре алмайтыны анықталды, сондықтан олар қант қамысының жоғарғы сабақтарында қалған шырыш қоңыздарын жей алмады. Алайда, бақа басқа жәндіктермен қоректеніп, тез тарады; ол жергілікті қосмекенділердің мекенін басып алды және жергілікті бақалар мен жабаларға жат ауруларды әкеліп, олардың популяциясын күрт қысқартты. Сондай-ақ, қатер төнген немесе қолға тигізген кезде, қамыс бақасы иығындағы паротоид бездерінен у шығарады; бақаны жеуге тырысқан Австралия түрлері, мысалы, гоанналар, жолбарыс жыландары, динголар және солтүстік кволдар зақымданды немесе өлтірілді. Алайда, соңғы уақытта жергілікті жыртқыштар физиологиялық және мінез-құлқында бейімделіп жатыр деген бірнеше дәлелдер бар, сондықтан ұзақ мерзімде олардың популяциясы қалпына келуі мүмкін. Rhinocyllus conicus, тұқым жейтін мысық, экзотикалық мүк қызыл гүлді (Carduus nutans) және канадалық мүк қызыл гүлді (Cirsium arvense) бақылау үшін Солтүстік Америкаға әкелінді. Алайда, мысық сонымен қатар жергілікті мүк қызыл гүлдеріне шабуыл жасап, эндемикалық Платт мүк қызыл гүлдеріне (Cirsium neomexicanum) зиян келтіреді, үлкен өсімдіктерді таңдап алып (генетикалық қорды азайтады), тұқым өндірісін азайтады және түрінің өмір сүруіне қауіп тудырады. Сол сияқты, Larinus planus мысығы да канадалық мүк қызыл гүлді бақылауға тырысу үшін қолданылды, бірақ ол басқа мүк қызыл гүлдеріне де зиян келтірді. Олардың ішінде бір түрі қатерлі деп саналады. Кішкентай Азия мангусты (Herpestus javanicus) шаянның санын бақылау үшін Гавайиге әкелінді. Алайда, мангуст күндіз тіршілік етеді, ал шаяндар түнгі уақытта шығады; сондықтан мангуст Гавайидің эндемикалық құстарын, әсіресе олардың жұмыртқаларын, шаяндардан гөрі жиірек жеді, және қазір құстарға шаяндар мен мангусттар қауіп төндіреді. Бұл енгізілу осы әрекеттің салдары түсінілмей жасалды. Ол кезде ешқандай ереже болған жоқ, және қазір мұқият бағалау мұндай шығарылымдарды болдырмауы керек. Бұлжымас және өнімді шығыс шыбын-шіркейі (Gambusia holbrooki) АҚШ-тың оңтүстік-шығысында таралған және 1930 және 1940 жылдары шыбын-шіркейлердің дернәсілдерімен қоректену үшін және осылайша безгекпен күресу үшін бүкіл әлемге енгізілді. Алайда, ол жергілікті түрлердің есебінен өркендеп, азық-түлік ресурстары үшін бәсекелестік арқылы, сондай-ақ олардың жұмыртқалары мен дернәсілдерін жеу арқылы эндемикалық балықтар мен бақалардың азаюына әкеліп соқты. Австралияда шыбын-шіркейді бақылау талқылануда; 1989 жылы зерттеушілер А. Х. Артингтон мен Л. Л. Ллойд «биологиялық халықты бақылау қазіргі мүмкіндіктерден әлдеқайда асып түседі» деп мәлімдеді.

Biological control can affect biodiversity An introduced control does not always target only the intended pest species; it can also target native species. In Hawaii during the 1940s parasitic wasps were introduced to control a lepidopteran pest and the wasps are still found there today. This may have a negative impact on the native ecosystem; however, host range and impacts need to be studied before declaring their impact on the environment. Vertebrate animals tend to be generalist feeders, and seldom make good biological control agents; many of the classic cases of "biocontrol gone awry" involve vertebrates. For example, the cane toad (Rhinella marina) was intentionally introduced to Australia to control the greyback cane beetle (Dermolepida albohirtum), and other pests of sugar cane. 102 toads were obtained from Hawaii and bred in captivity to increase their numbers until they were released into the sugar cane fields of the tropic north in 1935. It was later discovered that the toads could not jump very high and so were unable to eat the cane beetles which stayed on the upper stalks of the cane plants. However, the toad thrived by feeding on other insects and soon spread very rapidly; it took over native amphibian habitat and brought foreign disease to native toads and frogs, dramatically reducing their populations. Also, when it is threatened or handled, the cane toad releases poison from parotoid glands on its shoulders; native Australian species such as goannas, tiger snakes, dingos and northern quolls that attempted to eat the toad were harmed or killed. However, there has been some recent evidence that native predators are adapting, both physiologically and through changing their behaviour, so in the long run, their populations may recover. Rhinocyllus conicus, a seed feeding weevil, was introduced to North America to control exotic musk thistle (Carduus nutans) and Canadian thistle (Cirsium arvense). However, the weevil also attacks native thistles, harming such species as the endemic Platte thistle (Cirsium neomexicanum) by selecting larger plants (which reduced the gene pool), reducing seed production and ultimately threatening the species' survival. Similarly, the weevil Larinus planus was also used to try to control the Canadian thistle, but it damaged other thistles as well. This included one species classified as threatened. The small Asian mongoose (Herpestus javanicus) was introduced to Hawaii in order to control the rat population. However, the mongoose was diurnal, and the rats emerged at night; the mongoose, therefore, preyed on the endemic birds of Hawaii, especially their eggs, more often than it ate the rats, and now both rats and mongooses threaten the birds. This introduction was undertaken without understanding the consequences of such an action. No regulations existed at the time, and more careful evaluation should prevent such releases now. The sturdy and prolific eastern mosquitofish (Gambusia holbrooki) is a native of the southeastern United States and was introduced around the world in the 1930s and '40s to feed on mosquito larvae and thus combat malaria. However, it has thrived at the expense of local species, causing a decline of endemic fish and frogs through competition for food resources, as well as through eating their eggs and larvae. In Australia, control of the mosquitofish is the subject of discussion; in 1989 researchers A. H. Arthington and L. L. Lloyd stated that "biological population control is well beyond present capabilities".

Өсірушілерді оқыту

Өсімдіктерді биологиялық бақылау шараларын қабылдауға кедергі келтіретін бір мәселе – өсірушілердің пестицидтерді қолдануға дағдылануы және одан бас тартпауы мүмкін. Дегенмен, пестицидтердің зиянды әсерлері бар, оның ішінде зиянкестердің төзімділік қасиетін дамытуы және табиғи жауларын жоюы. Бұл өз кезегінде бастапқыда жойылмаған зиянкестер түрлерінің және пестицидтермен өңделген егістерден қашықта орналасқан дақылдардың көбеюіне әкелуі мүмкін. Өсірушілердің биологиялық бақылау әдістерін қабылдауын арттырудың бір жолы – оларды тәжірибе арқылы үйрету, мысалы, қарапайым далалық тәжірибелер көрсету, зиянкестердің тірі түрде қырып жеуін немесе паразиттік зиянкестердің мысалдарымен таныстыру. Филиппинде жапырақ орағыш көбелектерге қарсы маусымның басында шашыру кең таралған, бірақ өсірушілерден көшет отырғаннан кейінгі алғашқы 30 күн ішінде жапырақ орағышқа қарсы шашырудан аулақ болуды талап ететін "бас бармақ ережесін" сақтау сұралды. Осыған қатысу инсектицидтерді қолдануды 1/3-ке азайтуға және өсірушілердің инсектицидтерді пайдалануға қатысты көзқарасын өзгертуге ықпал етті.

Қатынасты әдістер

Биологиялық зиянды жәндіктермен күресуге қатысты, кейбір организмдердің табиғи популяциясына бедеу жекелеген тұлғаларды енгізу тәсілі бар. Бұл тәсіл көбінесе жәндіктерде қолданылады: көптеген еркектер сәулелену арқылы бедеу етіліп, қоршаған ортаға жіберіледі, олар аналықтар үшін табиғи еркектермен бәсекелеседі. Бедеу еркектермен жұптасқан аналықтардың жұмыртқалары құнарсыз болады, нәтижесінде популяцияның саны азаяды. Уақыт өте келе, бедеу еркектерді үнемі енгізу арқылы, бұл организмнің популяциясының айтарлықтай азаюына әкелуі мүмкін. Жақында осыған ұқсас тәсіл арамшөптерге де қолданылды, сәулеленген тозаң пайдаланылып, өрмейтін, пішіні бұзылған тұқымдар алынды.

Жалпы

Виденманн, Р. (2000). Биологиялық күресуге кіріспе. Орта Батыс Биологиялық Күресу Институты, Иллинойс.

Жергілікті биологиялық әртүрлілікке әсері

Уиден, К. Р.; Шелтон, А. М.; Хоффман, М. П. Биологиялық бақылау: Солтүстік Америкадағы табиғи жаулар туралы нұсқаулық. Қамыс бақасы: жағдайды зерттеу. 2003 жыл. Хамфри, Дж. және Хайат. 2004 жыл. CSIRO Австралиялық жануарлар денсаулығы зертханасы. Австралиядағы Буфо маринус қамыс бақасын биологиялық бақылау.

Джонсон, М. 2000. Биологиялық бақылаудың мәні мен ауқымы. Зиянкестерді биологиялық бақылау.