Введение
Вид жука
Изумрудный пепельный жук (Agrilus planipennis), также известный под аббревиатурой EAB, – это зелёный бупрестид или жук-златка, родом из северо-восточной Азии, питающийся видами ясеня (Fraxinus spp.). Самки откладывают яйца в трещины коры ясеней, а личинки питаются под корой, прежде чем превратиться во взрослых особей через один-два года. В пределах своего естественного ареала жук обычно встречается в небольшом количестве и не наносит значительного вреда местным деревьям. За пределами своего естественного ареала он является инвазивным видом и крайне разрушителен для ясеней, произрастающих в Европе и Северной Америке. До обнаружения в Северной Америке об изумрудном пепельном жуке в его естественном ареале было известно очень мало, что привело к тому, что большая часть исследований его биологии сосредоточена именно в Северной Америке. Местные органы власти в Северной Америке пытаются контролировать его распространение посредством мониторинга, диверсификации пород деревьев, а также использования инсектицидов и методов биологической борьбы.
История
Французский священник и натуралист Арман Давид собрал образец этого вида во время одной из своих поездок по Имперскому Китаю в 1860-х и 1870-х годах. Он обнаружил жука в Пекине и отправил его во Францию, где в 1888 году в журнале Revue d'Entomologie энтомолог Леон Фейрмэр опубликовал первое краткое описание Agrilus planipennis. Ян Обенбергер, не зная об описании Фейрмэра, опубликовал отдельное описание, присвоив этому виду название Agrilus marcopoli, в 1930 году. Они оставляют следы в поврежденных деревьях под корой, которые иногда можно увидеть. Взрослых особей других видов часто ошибочно идентифицируют.
Жизненный цикл
Жизненный цикл ашамида изумрудного может длиться один или два года в зависимости от времени года откладки яиц, состояния дерева и температуры. После накопления 400–500 градусо-дней выше порогового значения, взрослые особи начинают вылетать из деревьев поздней весной, а пик вылета приходится на 1000 градусо-дней. После вылета взрослые особи питаются листьями ясеня в кроне в течение недели перед спариванием, но при этом вызывают незначительное оголение ветвей. Самцы парят вокруг деревьев, находят самок по визуальным сигналам и опускаются прямо на самку для спаривания. Спаривание может длиться до 50 минут, и самки могут спариваться с несколькими самцами в течение жизни. У ашамида изумрудного четыре личиночных возраста. Питаясь, личинки создают длинные извилистые ходы. Полностью развитые личинки четвертого возраста достигают длины . и встречаются на северо-западе Тихого океана в штате Орегон. В Восточной Европе популяция была обнаружена в Москве в 2003 году. С 2003 по 2016 год эта популяция распространялась на запад в сторону Европейского Союза со скоростью до в год и, по прогнозам, достигнет Центральной Европы в период с 2031 по 2036 год.
Растения-хозяева
В своем естественном ареале, изумрудный пепельный ураган является лишь вредителем, не причиняющим серьезного ущерба местным деревьям, поскольку плотность популяции обычно не достигает уровней, смертельных для здоровых деревьев. В Китае он поражает местные виды Fraxinus chinensis, F. mandshurica и F. rhynchophylla; в Японии – также F. japonica и F. lanuginosa. В Европе основным видом ясеня, подвергающимся колонизации, является F. excelsior, который обладает умеренной устойчивостью к заражению изумрудным пепельным ураганом. Восприимчивость ясеня может варьироваться в зависимости от привлекательности химических летучих веществ для имаго или способности личинок детоксифицировать фенольные соединения. Также был обнаружен другой вид-хозяин, не относящийся к ясеням – Olea europaea, однако это произошло в лабораторных условиях. Имаго предпочитают откладывать яйца на растущих в открытом грунте или ослабленных ясенях, но также охотно откладывают их на здоровых деревьях среди других пород. Ясени, растущие в чистых посадках, как естественных, так и в ландшафтном дизайне, более подвержены нападению, чем одиночные деревья или растущие в смешанных лесах. Ясени, используемые в ландшафтном дизайне, также подвергаются повышенному воздействию факторов стресса, таких как уплотненная почва, недостаток влаги, эффект тепловых островов в городах, дорожная соль и загрязнение, что может снизить их устойчивость к урагану. Кроме того, большинство ясеней, используемых в ландшафтном дизайне, происходят от небольшого числа культиваров, что приводит к низкому генетическому разнообразию. Без факторов, которые обычно подавляют популяции изумрудного пепельного урагана в его естественном ареале (например, устойчивые деревья, хищники и паразитические осы), популяции могут быстро достигать разрушительных уровней. Изумрудный пепельный ураган предпочитает зеленый и черный ясень. Белый ясень также быстро погибает, но обычно только после уничтожения всех зеленых и черных ясеней. Синий ясень известен своей более высокой устойчивостью к изумрудному пепельному урагану, что, предположительно, связано с высоким содержанием танинов в листьях, делающих их непривлекательными для насекомого. В то время как большинство азиатских ясеней выработали эту защиту, она отсутствует у американских видов, за исключением синего ясеня. Исследователи изучали популяции так называемых "выживших ясеней" – деревьев, перенесших нападение урагана с минимальным или отсутствующим повреждением – в качестве источника для прививки или выведения новых, устойчивых сортов. Было обнаружено, что многие из этих выживших ясеней обладают необычными фенотипами, которые могут повысить устойчивость. Помимо высокого содержания танинов, азиатские ясени используют естественные защитные механизмы для отпугивания, захвата и уничтожения личинок изумрудного пепельного урагана. Хотя исследования американских ясеней показали, что они способны вырабатывать подобные защитные механизмы, деревья, по-видимому, не распознают момент нападения. Многие специализированные хищники и паразитоиды, подавлявшие изумрудного пепельного урагана в Азии, отсутствуют в Северной Америке. Хищники и паразитоиды, обитающие в Северной Америке, недостаточно эффективно подавляют изумрудного пепельного урагана, поэтому популяции продолжают расти. Птицы, такие как дятлы, питаются личинками изумрудного пепельного урагана, хотя имаго не используются в качестве пищи ни одним представителем американской фауны. Зимующие личинки изумрудного пепельного урагана выживают при средних температурах благодаря антифризным химическим веществам в организме и изоляции, обеспечиваемой корой деревьев.
Экологические и экономические последствия
Изумрудный пепельный жук угрожает всему североамериканскому роду Fraxinus. Он уже уничтожил десятки миллионов ясеней и представляет угрозу для большей части 8,7 миллиардов ясеней, произрастающих в Северной Америке. Затраты на уход за этими деревьями могут быть возложены на домовладельцев или местные муниципалитеты. Для муниципалитетов удаление большого количества мертвых или зараженных деревьев единовременно является дорогостоящим мероприятием, поэтому замедление скорости гибели деревьев путем удаления известных зараженных деревьев и обработки инсектицидами может дать местным органам власти больше времени для планирования, удаления и замены деревьев, которые в конечном итоге погибнут. Эта стратегия позволяет сэкономить средства: она обойдется в 10,7 миллиарда долларов в городских районах 25 штатов в течение 10 лет, в то время как единовременное удаление и замена всех ясеней в тех же районах потребуют 25 миллиардов долларов (по другим оценкам, только удаление обойдется в 20–60 миллиардов долларов).
Мониторинг
В районах, где еще не обнаружен изумрудный ясеневый улей, проводятся обследования для выявления новых очагов заражения. Визуальные обследования используются для поиска ясеней, демонстрирующих повреждения, вызванные изумрудным ясенем улеем, а ловушки, окрашенные в цвета, привлекательные для этого вредителя, такие как фиолетовый или зеленый, подвешиваются на деревьях в рамках программы мониторинга.
Управление
В районах, где изумрудный ясеневый жук является чужеродным и инвазивным видом, применяются карантинные меры, удаление зараженных деревьев, инсектициды и биологические методы борьбы для снижения вреда, наносимого ясеням.
Карантин и удаление деревьев
Как только обнаружено заражение, государственные или ранее – федеральные органы власти обычно вводят карантин, запрещающий вывоз пепельной древесины (дров) или живых растений за пределы зараженной зоны без разрешений, подтверждающих, что материал был проверен или обработан (например, термической обработкой или измельчением) для гарантии отсутствия живых личинок ашамида в коре и флоэме. В городских условиях деревья часто удаляют при обнаружении заражения, чтобы снизить численность популяции ашамида и вероятность его дальнейшего распространения. Городские пепелы обычно заменяют другими породами, такими как клен, дуб или липа, чтобы ограничить источники питания для вредителя. В сельской местности деревья могут быть срублены на пиломатериалы или дрова для снижения плотности пепельных насаждений, однако на этот материал могут распространяться карантинные ограничения, особенно в районах, где существует риск заражения. Специалисты Кентюкийского центра сельскохозяйственных знаний рекомендуют выбирать менее распространенные виды для замены удаленных пепелов в ландшафте. Предыдущие поколения создавали монокультуры, чрезмерно высаживая пепельные деревья, что стало одной из причин масштабных разрушений, вызванных ашамидом. Поддержка видового разнообразия, напротив, способствует здоровью городских лесов. Ученые Кентюкийского университета предлагают выбирать монотипные виды, такие как павлония древовидная, желтодерев, дерево Франклина, кентуккийский кофейное дерево, оранжевый осах, кислица и лысый кипарис.
Инсектициды
В настоящее время используются инсектициды с действующими веществами, такими как азадирахтин, имидаклоприд, эмамектин бензоат и динотефуран. Динотефуран и имидаклоприд являются системными (то есть проникают внутрь дерева) и сохраняют эффективность от одного до трех лет в зависимости от препарата. Инсектициды обычно рассматриваются как целесообразный вариант только в городских районах с ценными деревьями вблизи очага заражения. Ясени в основном обрабатывают прямым введением в ствол или поливом почвы. Некоторые инсектициды не могут применяться домовладельцами и должны наноситься лицензированными специалистами. Повреждения, наносимые бронзовкой ясеня, могут продолжать увеличиваться со временем, даже при использовании инсектицидов. В 2007 году Министерство сельского хозяйства США одобрило выпуск трех видов, импортированных из Китая, а в 2013 году – в Канаде: Spathius agrili, Tetrastichus planipennisi и Oobius agrili, в то время как Spathius galinae был одобрен для выпуска в 2015 году. За исключением Spathius galinae, который был выпущен совсем недавно, другие три вида были зафиксированы паразитирующими на личинках бронзовки ясеня через год после выпуска, что свидетельствует о том, что они перезимовали, однако степень приживаемости различалась в зависимости от вида и местоположения.