Новое исследование ученых из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее предполагает, что внедрение травоядных насекомых или животных для борьбы с инвазивными сорняками может вызывать кооперативную реакцию среди растений, позволяя им процветать, а не приходить в упадок.
Ведущий автор исследования, профессор Стивен Бонсер из Школы биологии, наук о Земле и окружающей среде Университета Нового Южного Уэльса, говорит, что, хотя инвазивные виды давно изучаются, продолжающийся рост их воздействия свидетельствует о том, что в нынешнем подходе к контролю за их распространением чего-то не хватает.
«Я не думаю, что мы правильно оцениваем успешность агентов биологического контроля», — говорит профессор Бонсер.
По его словам, биоконтроль заключается в том, что специализированных врагов вида-захватчика изымают из их родного ареала и добавляют в ареал вторжения: «Они должны оттеснить инвазивные виды на достаточное расстояние, чтобы мы могли контролировать их популяцию».
Растения опунции являются примером вредоносного сорняка. Это кактусы, произрастающие в Америке, которые теперь стали инвазивными как в природных, так и в сельских районах Австралии.
«Одним из заметных успехов биологического контроля на сегодняшний день является небольшая гусеница, которая весьма эффективна против опунции. Однако у нас также есть десятки других случаев, когда мы применяли биоконтроль, думали, что он должен работать, а на деле, похоже, нет», - говорит профессор Бонсер.
Так, кустарник биту (Chrysanthemoides monilifera subsp. rotundata), сорняк национального значения, представляет собой небольшой вечнозеленый кустарник с желтыми цветами , который является агрессивным экологическим захватчиком. Растение является прибрежным видом, которое растет в плотных монокультурах, иногда покрывая огромные площади. Агентом биологического контроля для этого является гусеница листовертки.
Профессор Бонсер говорит, что эффективность агентов биологического контроля в настоящее время оценивается по их воздействию на отдельные растения, хотя следует смотреть шире. «Одна гусеница может существенно замедлить рост отдельных растений кустарника биту. Однако, когда мы пытаемся контролировать популяции биту этой гусеницей, сорняк все еще распространяется со скоростью лесного пожара», - рассказывает исследователь.
Обычно растения соревнуются, стараясь вырасти выше своих соседей и украсть весь солнечный свет, вместо того чтобы сотрудничать, делясь ресурсами и работая вместе, как одна команда.
Профессор Бонсер говорит, что одним из направлений работы селекционеров, после которой такие культуры, как кукуруза и пшеница, взлетели во время «Зеленой революции», было именно склонить культуры к дружбе друг с другом. Этот период с середины до конца 1900-х годов преобразил сельское хозяйство, приняв сельскохозяйственные технологии для решения проблем производства продовольствия.
«Ученые стремились сделать растения более склонными к сотрудничеству. В этот период они смогли выделить и вырастить менее конкурентоспособные растения, которые направляли свою энергию на производство большего количества урожая. Селекционеры достигли этого путем отбора и разведения карликовых сортов на основе их гормональных свойств. Кооперативные черты были выведены в растениях с использованием ранних методов генной инженерии. Это привело к получению более коротких растений, и именно так фермы стали намного более производительными», - поясняет исследователь.
По его словам, когда растения в посевах конкурируют за большее количество света, они вырастают настолько высокими, что их верхняя часть становится тяжелой и они падают: «Это было настоящей проблемой вплоть до 1960-х годов. Когда пшеница или кукуруза действуют по отдельности, они падают и просто гниют на земле».
В лесах и других природных зонах все по-другому – растения, которые растут быстрее и выше всех, «побеждают». Кооперативные растения часто вытесняются из экосистемы более агрессивными, конкурирующими.
«Теория игр говорит нам, что сотрудничество в природе встречается редко. Если растение перестанет бороться за ресурсы, на него нападет конкурент и захватит его. В случае с биоконтролем, мы видим обратное: популяция инвазивных сорняков, которая подверглась атаке, играет как команда. Мы считаем, что происходит следующее: агенты биоконтроля превращают агрессивных захватчиков в кооперативные сообщества. И когда они кооперируются, они могут охватывать огромные площади - даже больше, чем раньше. Следовательно, вместо того, чтобы судить о том, насколько полезен биоконтроль, основываясь на том, как он влияет на отдельные растения, нам нужно смотреть на то, как ведут себя целые группы растений. Потому что то, что вредит одному растению, может навредить или помочь всей команде», - отметил ученый.
Профессор Бонсер говорит, что он и его коллеги сейчас исследуют, как разбить сообщества инвазивных сорняков. Это включает эксперименты, в которых вводятся высокие, сильные местные растения, которые нарушают их командную работу, а также сочетание биоконтроля с другими методами.
«Это может изменить то, как мы боремся с инвазивными видами в природе, а также то, как мы выращиваем сельскохозяйственные культуры для дальнейшего увеличения производства продовольствия. С культурными растениями, возможно, имеет смысл разработать технологию, которая сигнализировала бы о появлении вредных насекомых в отсутствии таковых, и это помогло бы культурам расти более дружно», заключил он.
Источник: University of New South Wales.
На фото - кустарник биту (Chrysanthemoides monilifera subsp. rotundata). Источник: weeds.org.au.
