Введение

Виды саранчи

Саранча пустынная (Schistocerca gregaria) – вид саранчи, периодически образующий рои, короткокрылый кузнечик из семейства Acrididae. Обитает преимущественно в пустынях и засушливых районах северной и восточной Африки, Аравии и юго-западной Азии. В годы резкого роста численности может распространяться на север в части Южной Европы, на юг – в Восточную Африку, и на восток – в северную Индию. Пустынная саранча демонстрирует периодические изменения в своей форме тела и способна, в течение нескольких поколений, в ответ на условия окружающей среды, трансформироваться от одиночной, короткокрылой, высокоплодовитой, не мигрирующей формы в стадную, длиннокрылую и мигрирующую фазу, в которой способна преодолевать большие расстояния в новые районы. В некоторые годы это приводит к образованию нашествий саранчи, вторгающейся в новые территории, где она способна уничтожать всю растительность, включая сельскохозяйственные культуры, а в другие периоды может существовать незаметно в небольших количествах. В годы эпидемий пустынная саранча может наносить значительный ущерб урожаю, поскольку она очень подвижна и потребляет большие объемы любой зеленой растительности, включая посевы, пастбища и корма. Типичный рой может состоять из [вставить число] особей и перемещаться в направлении преобладающего ветра, преодолевая до [вставить число] километров за один день. Даже небольшой рой саранчи может съесть за день столько же пищи, сколько около 35 000 человек. Являясь международным трансграничным вредителем, угрожающим сельскохозяйственному производству и средствам к существованию во многих странах Африки, Ближнего Востока и юго-западной Азии, популяции саранчи регулярно отслеживаются в рамках совместных усилий стран и Службы информации о пустынной саранче Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), которая предоставляет глобальные и национальные оценки, прогнозы и систему раннего предупреждения для пострадавших стран и международного сообщества. Мигрирующая природа и способность к быстрому росту популяции пустынной саранчи создают серьезные проблемы для борьбы с ней, особенно в отдаленных полузасушливых районах, которые характеризуют большую часть ее ареала. Саранча отличается от других кузнечиков способностью переходить от одиночного образа жизни к стадному, высокомобильному состоянию взрослых особей и скоплениям личинок, по мере увеличения их численности и плотности. Она существует в различных состояниях, известных как рецессии (с низкой и умеренной численностью), переходя к локальным вспышкам и региональным подъемам с постоянно растущей плотностью, и, наконец, к эпидемиям, состоящим из множества роев. В течение года развивается от двух до пяти поколений. Риск возникновения вспышек пустынной саранчи возрастает при сохранении благоприятных погодных условий (более частое выпадение осадков) в течение одного-двух лет и наличии местообитаний, поддерживающих увеличение численности популяции, что приводит к подъемам и эпидемиям. Пустынная саранча потенциально является наиболее опасным из вредителей-саранчи из-за способности роев быстро перемещаться на большие расстояния. Массовый подъем численности пустынной саранчи в 2004–2005 годах привел к значительным потерям урожая в Западной Африке и ухудшению продовольственной безопасности в регионе. Подъем в 2019–2021 годах вызвал аналогичные потери в северо-восточной Африке, на Ближнем Востоке и в юго-западной Азии.

Описание

Род Schistocerca включает более 30 видов, распространенных в Африке, Азии, Северной и Южной Америке, и многие виды сложно идентифицировать из-за наличия изменчивых морф. Это единственный род в составе подсемейства Cyrtacanthacridinae, встречающийся как в Новом, так и в Старом Свете. У большинства видов фастигиум опущен вниз и отсутствуют боковые кили на надспинке. Задние голени имеют гладкие края с многочисленными шипами, но лишены апикального шипа на наружном крае. Второй сегмент лапки составляет половину длины первого. У самцов рода широкие анальные придатки и разделенная субгенитальная пластинка. Предполагается, что род возник в Африке, а затем диверсифицировался в Новом Свете после расселения, произошедшего 6–7 миллионов лет назад. Одиночные особи (или солитарная морфа) в ранних стадиях зеленоватые, а взрослые особи – сероватые. У саранчи в одиночной фазе отсутствует темный рисунок, характерный для стадной (или грегарийной морфы), у которой тело в ранних стадиях розоватое, а у взрослых – желтое. Вторая и третья пары дыхалец постоянно открыты.

Жизненный цикл

Жизненный цикл пустынной саранчи состоит из трех стадий: яйцо, нимфа, известная как хоппер, и крылатый взрослый. Спаривание происходит, когда взрослый самец запрыгивает на спину взрослой самки и захватывает ее тело ногами. Сперма переносится с кончика его брюшка на кончик ее брюшка, где она хранится. Процесс занимает несколько часов, и одного оплодотворения достаточно для нескольких кладок яиц. Затем самка ищет подходящую мягкую почву для откладки яиц. Она должна быть подходящей температуры и влажности и находиться в непосредственной близости от других самок, откладывающих яйца. Она зондирует почву брюшком и выкапывает ямку, в которую откладывает яичную капсулу, содержащую до 100 яиц. Яичная капсула длинная, а ее нижний конец находится примерно на глубине под поверхностью земли. Яйца окружены пеной, которая затвердевает в мембрану и закупоривает отверстие над яичной капсулой. Яйца поглощают влагу из окружающей почвы. Период инкубации до вылупления яиц может составлять две недели или значительно больше, в зависимости от температуры. Между двумя фазами наблюдаются различия в морфологии и поведении. В одиночной фазе нимфы не собираются в группы, а перемещаются независимо. Их окраска на поздних стадиях развития обычно зеленоватая или коричневатая, чтобы соответствовать цвету окружающей растительности. Взрослые особи летают ночью и имеют окраску, позволяющую им маскироваться в окружающей среде: незрелые особи серого или бежевого цвета, а зрелые – бледно-желтого. В стадной фазе нимфы собираются вместе, а на поздних стадиях развития приобретают яркую окраску с черными отметинами на желтом фоне. Незрелые особи розовые, а зрелые – ярко-желтые и летают днем в плотных роях. По мере увеличения плотности нимф, тесный физический контакт приводит к тому, что их задние ноги соприкасаются друг с другом. Этот стимул запускает каскад метаболических и поведенческих изменений, вызывающих трансформацию насекомых из одиночной в стадную фазу. Когда нимфы становятся стадными, их окраска меняется от преимущественно зеленой до желто-черной, а взрослых особей – от коричневой до розовой (незрелых) или желтой (зрелых). Их тела становятся короче, и они выделяют феромон, который привлекает их друг к другу, усиливая формирование полос нимф и, впоследствии, роев. Феромон нимф отличается от феромона взрослых особей. Под воздействием феромона взрослых нимфы становятся дезориентированными, поскольку, по-видимому, больше не могут "чувствовать" друг друга, хотя визуальные и тактильные стимулы сохраняются. Через несколько дней полосы нимф распадаются, а те, кто избегает хищничества, снова становятся одиночными. Этот эффект может помочь в борьбе с саранчой в будущем. В периоды затишья, называемые рецессиями, пустынная саранча ограничивается поясом, простирающимся от Мавритании через Сахару в Северной Африке, через Аравийский полуостров и до северо-западной Индии. При оптимальных экологических и климатических условиях может происходить несколько последовательных поколений, что приводит к формированию роев и их вторжению в страны по обе стороны от зоны рецессии, на север до Испании и России, на юг до Нигерии и Кении, а на восток до Индии и Юго-Западной Азии. В пределах площади в 100 000 км² или около 20% площади суши Земли могут быть затронуты до 60 стран. Рои саранчи летят с ветром примерно с той же скоростью, что и ветер. Они могут преодолевать в день, и поднимаются на высоту до над уровнем моря (на больших высотах температура становится слишком низкой). Поэтому они не могут пересекать высокие горные хребты, такие как Атлас, Гиндукуш или Гималаи. Они не проникают в тропические леса Африки и Центральной Европы. Однако взрослые особи и рои саранчи регулярно пересекают Красное море между Африкой и Аравийским полуостровом, и даже сообщается, что во время эпидемии 1987–1989 годов они пересекли Атлантический океан из Африки в Карибский бассейн за 10 дней. Один рой может покрывать до и содержать от до особей (в общей сложности около 50–100 миллиардов саранчи на рой, что составляет , учитывая среднюю массу 2 г на саранчу). Саранча может жить от 3 до 6 месяцев, а количество саранчи увеличивается в 10–16 раз от одного поколения к другому.

Потеря урожая

По оценкам, саранча пустынная ежедневно потребляет количество растительности, равное ее собственному весу. Она всеядна и питается листьями, побегами, цветами, плодами, семенами, стеблями и корой. Поедаются практически все сельскохозяйственные и дикорастущие растения, включая просо, кукурузу, сорго, ячмень, рис, пастбищные травы, сахарный тростник, хлопок, фруктовые деревья, финиковые пальмы, бананы, овощи и сорняки. В марте–октябре 1915 года нашествие саранчи лишило османскую Палестину почти всей растительности. Значительный ущерб урожаю, наносимый роями саранчи пустынной, усугубляет проблему нехватки продовольствия и представляет угрозу продовольственной безопасности.

Раннее предупреждение и профилактический контроль

Страны Африки и Азии, затронутые саранчой, используют стратегию раннего предупреждения и профилактического контроля, чтобы предотвратить развитие и распространение нашествий саранчи. В 1920-1930-х годах борьба с саранчой стала важной областью международного сотрудничества. Международный сельскохозяйственный институт разработал ряд программ, направленных на обмен данными о пустынной саранче, и в 1930-х годах были проведены международные конференции: в Риме в 1931 году, в Париже в 1932 году, в Лондоне в 1934 году, в Каире в 1936 году и в Брюсселе в 1938 году. Колониальные империи принимали активное участие в этих попытках контролировать вредителя, который серьезно поражал Ближний Восток и части Африки. СССР также использовал борьбу с саранчой как средство расширения своего влияния на Ближнем Востоке и в Центральной Азии. Служба информации о пустынной саранче (DLIS) Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) в Риме ежедневно отслеживает погодные условия, экологическую обстановку и ситуацию с саранчой. DLIS получает результаты обследований и мероприятий по борьбе с саранчой, проводимых национальными группами в пострадавших странах. Эти группы используют различные инновационные цифровые устройства, eLocust3, для сбора, записи и передачи стандартизированных данных в режиме реального времени в национальные центры по борьбе с саранчой для принятия решений. Эти данные автоматически интегрируются в SWARMS – глобальную систему мониторинга и раннего предупреждения, управляемую DLIS. В рамках этой системы полевые данные объединяются с новейшими спутниковыми снимками для активного мониторинга осадков, растительности и влажности почвы в зоне размножения саранчи от Западной Африки до Индии. Это дополняется прогнозами температуры и осадков на субсезонный и сезонный периоды на срок до шести месяцев, а также другими прогнозами погоды и данными NOAA и ECMWF. Модели используются для оценки скорости развития яиц и личинок, траекторий движения роев (NOAA HYSPLIT) и рассеивания (UK Met Office NAME). DLIS использует специализированную ГИС для анализа полевых данных, спутниковых снимков, прогнозов погоды и результатов моделирования для оценки текущей ситуации и прогнозирования сроков, масштабов и местоположения размножения и миграции на срок до шести недель. Оценки ситуации и прогнозы публикуются в ежемесячных бюллетенях о саранче, которые выпускаются с 1970-х годов. Эти бюллетени дополняются предупреждениями и оповещениями для пострадавших стран и международного сообщества. Эта информация доступна на веб-сайте FAO Locust Watch. DLIS постоянно внедряет новейшие технологии, включая беспилотные летательные аппараты, в качестве инновационных инструментов для улучшения мониторинга и раннего предупреждения. ФАО также предоставляет информацию и обучение пострадавшим странам и координирует финансирование от донорских агентств в случае крупных вспышек и нашествий. Пустынная саранча – сложный вредитель, борьба с которым осложняется большими и часто труднодоступными территориями, где она может находиться. Неразвитая базовая инфраструктура в некоторых пострадавших странах, ограниченные ресурсы для мониторинга и борьбы с саранчой, а также политическая нестабильность внутри и между пострадавшими странами еще больше снижают возможности стран по проведению необходимых мероприятий по мониторингу и борьбе. В настоящее время основным методом борьбы с нашествиями пустынной саранчи является применение инсектицидов в небольших, концентрированных дозах с помощью наземных и воздушных опрыскивателей при сверхнизких нормах расхода. Инсектицид попадает непосредственно на насекомое, что требует высокой точности обработки. Борьба проводится государственными органами в странах, затронутых саранчой, или специализированными региональными авиационными организациями, такими как Организация по борьбе с саранчой в Восточной Африке (DLCO EA). У пустынной саранчи есть естественные враги, такие как хищные осы и мухи, паразитические осы, личинки хищных жуков, птицы и рептилии. Они могут быть эффективны в сдерживании одиночных популяций, но оказывают ограниченное воздействие на стадные популяции пустынной саранчи из-за огромного количества насекомых в роях и полосах личинок.

1960-е годы по настоящее время

С начала 1960-х годов произошло две нашествия пустынной саранчи (1967–1968 и 1986–1989 гг.) и шесть эпизодов размножения пустынной саранчи (1972–1974, 1992–1994, 1994–1996, 2004–2005, 1996–1998 и 2019–2021 гг.).

2004-2005 рост (Западная Африка)

С октября 2003 года по май 2005 года в Западной Африке произошло самое масштабное и многочисленное за последние 15 лет нашествие саранчи. Вспышка началась с небольших, обособленных очагов, которые развивались в Мавритании, Мали, Нигере и Судане осенью 2003 года. Два дня необычайно сильных дождей, простиравшихся в октябре от Дакара (Сенегал) до Марокко, обеспечили благоприятные условия для размножения в течение последующих 6 месяцев, что привело к быстрому увеличению популяции пустынной саранчи. Отсутствие дождей и низкие температуры в зоне зимнего размножения северо-западной Африки в начале 2005 года замедлили развитие саранчи и позволили службам по борьбе с ней прервать цикл ее размножения. В период вспышки наземными и авиационными методами обработаны территории в 23 странах. По оценкам ФАО, расходы на борьбу с этим нашествием превысили 400 миллионов долларов США, а потери урожая составили до 2,5 миллиарда долларов США, что оказало разрушительное воздействие на продовольственную безопасность в Западной Африке. Странами, пострадавшими от вспышки 2004–2005 годов, были Алжир, Буркина-Фасо, Канарские острова, Кабо-Верде, Чад, Египет, Эфиопия, Гамбия, Греция, Гвинея, Гвинея-Бисау, Израиль, Иордания, Ливан, Ливийская Арабская Джамахирия, Мали, Мавритания, Марокко, Нигер, Саудовская Аравия, Сенегал, Судан, Сирия и Тунис.

20192021 рост числа саранчи в пустыне

В мае 2018 года циклон Мекуну принес беспрецедентные осадки в Пустую четверть Аравийского полуострова, за которым последовал циклон Лубан, который вновь принес сильные дожди в тот же район в октябре. Это создало благоприятные условия для трех поколений размножения, что привело к примерно 8000-кратному увеличению численности пустынной саранчи, которое осталось без контроля из-за удаленности района и невозможности доступа к нему национальных команд по борьбе с саранчой. В начале 2019 года волны роев мигрировали из этого отдаленного и труднодоступного района на север, вглубь Саудовской Аравии и южного Ирана, а также на юго-запад, вглубь Йемена. В обеих областях выпали обильные дожди, включая сильные наводнения на юго-западе Ирана (худшие за 50 лет), что позволило осуществить еще два поколения размножения. Хотя мероприятия по борьбе с саранчой были организованы для сдерживания северного движения и последующего размножения, в Йемене из-за продолжающегося конфликта мало что можно было сделать. В результате образовались новые рои, которые пересекли южную часть Красного моря и Аденский залив и вторглись в Африканский Рог, в частности, в северо-восточную Эфиопию и северную Сомали в июне 2019 года. Опять же, хорошие дожди способствовали дальнейшему размножению в течение лета, за которым последовало еще одно поколение широкомасштабного размножения осенью в восточной Эфиопии и центральной Сомали, что усугубилось необычно поздним циклоном Паван на северо-востоке Сомали в начале декабря. Последующие рои вторглись в Кению в конце декабря 2019 года и распространились по всей стране, где размножались между дождливыми сезонами из-за необычных осадков. За последние 75 лет в Кении наблюдалось вторжение роев только дважды (в 1955 и 2007 годах). Некоторые рои также вторглись в Уганду, Южный Судан, Танзанию, а один небольшой рой достиг северо-востока Демократической Республики Конго, впервые с 1945 года. К лету 2020 года ситуация в Кении и других странах улучшилась благодаря широкомасштабным авиационным мероприятиям по борьбе с саранчой, которые стали возможны благодаря щедрой помощи международных партнеров. Тем не менее, продовольственная безопасность и средства к существованию пострадали во всем регионе. Несмотря на усилия по борьбе с саранчой, дожди продолжали выпадать, и размножение возобновилось летом и осенью в Эфиопии и Сомали, что привело к очередному вторжению в Кению в декабре 2020 года, которое в конечном итоге было взято под контроль к весне 2021 года. Снова неожиданные дожди выпали в конце апреля и начале мая, на этот раз дальше на север, что позволило значительному размножению в восточной Эфиопии и северной Сомали в мае и июне 2021 года. Новые рои, сформировавшиеся в июне и июле, переместились на северо-восток Эфиопии для размножения, которое не удалось пресечь из-за конфликтов и отсутствия безопасности, что затянуло вспышку в Африканском Роге. К началу 2022 года вспышка была окончательно взята под контроль благодаря успешным и интенсивным мероприятиям по борьбе с саранчой в северной Сомали и недостатку осадков. По состоянию на 2022 год кризисов, связанных с саранчой, в мире нет, но в октябре ожидается появление роев в Сахеле, Йемене и на границе Индии и Пакистана. В Юго-Западной Азии вспышка была взята под контроль гораздо раньше благодаря масштабным усилиям, предпринятым Индией и Пакистаном по обе стороны их общей границы летом 2020 года, которые последовали за предыдущими мероприятиями по борьбе с саранчой весной 2019 и 2020 годов Ираном и летом 2019 года Пакистаном и Индией. В июне 2020 года циклон Нисарга способствовал распространению роев по северным штатам Индии, где некоторые из них достигли предгорья Гималаев в Непале. В ответ на вспышку Генеральный директор ФАО 17 января 2020 года объявил чрезвычайную ситуацию 3-го уровня – наивысший уровень в системе ООН – и обратился с призывом к немедленной международной помощи для быстрого наращивания мониторинга и мероприятий по борьбе с саранчой в Африканском Роге. Месяц спустя Сомали объявила чрезвычайное положение. Аналогичным образом, чрезвычайное положение было объявлено и в Пакистане. ООН продолжала предупреждать, что Африканский Рог сталкивается с опасной ситуацией. Феромоны также ускоряют развитие *S. gregaria*. Mahamat et al., 1993 обнаружили, что недифференцированная смесь нескольких летучих веществ, полученных от самцов этого вида (включая гваякол), ускоряет процесс созревания как незрелых самцов, так и самок. Westerman показал, что воздействие рентгеновских лучей на самцов *S. gregaria* во время S-фазы (фазы синтеза ДНК) спаматогониальных митозов и на ранних стадиях мейоза (стадии лептотены и ранней зиготены) вызывало значительное увеличение частоты хиазмов при подсчете на более поздних стадиях мейоза (стадиях диплотены и диакинеза). Эти результаты указывают на то, что образование хиазмов – это не изолированное событие, а конечный продукт взаимосвязанной серии процессов, инициированных на более ранней стадии мейоза.

В культуре

Учитывая долгую историю саранчи-перелетчика, неудивительно, что упоминания об этом самом опасном в мире мигрирующем вредителе встречаются в популярных фильмах и литературе, а также во многих религиях мира.

Фильм

Вследствие разрушительного воздействия саранчи, она стала символом голода во многих культурах Ближнего Востока и появляется в фильмах «Мумия» (1999) и «Библия» (1966).

Религиозные книги

Этот вид был идентифицирован несколькими раввинскими авторитетами среди еврейских общин Ближнего Востока как один из видов саранчи, разрешенных к употреблению в пищу согласно Левит 11:22.