В статье журнала «Наука в Сибири» доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачёва ФИЦ КНЦ СО РАН и руководитель проекта РНФ Наталья Кириченко рассказала о работе, способной радикально повлиять на раннее выявление опасных видов и на охрану лесов в целом.
Сибирский шелкопряд считается одним из опаснейших вредителей таёжных лесов. Гусеницы питаются хвойной зеленью на разных породах деревьев — лиственнице, кедре и пихте, могут успешно развиваются на ели и сосне. Такое широкое меню делает этот вид крайне опасным. Кроме того, сибирский шелкопряд способен к быстрому размножению, и в считанные годы может уничтожить огромные участки леса.
Сосновый шелкопряд отличается большей избирательностью в питании. Основу его рациона составляют сосны; в исключительных случаях он может питаться и другими хвойными, но делает это крайне неохотно. Вспышки этого вредителя не столь сильны и не распространяются на обширные территории, что не дает ему опустошать леса с той же скоростью и размахом, как у его сибирского собрата.
В России географические ареалы двух видов частично совпадают: оба шелкопряда встречаются в Красноярском крае и соседних областях.
В большинстве случаев межвидовое скрещивание исключается из-за репродуктивной изоляции: у насекомых главным барьером служит различие в строении гениталий самцов и самок: репродуктивная система, условно, работает как «ключ и замок» — если ключ не подходит к замку, спаривание не происходит. Однако именно половая несовместимость — основной барьер межвидового скрещивания у насекомых.
В случае же двух упомянутых видов шелкопряда ключ подошёл: самцы соснового шелкопряда способны откликаться на половой феромон самок сибирского, значит вероятность появления гибридов в природе не нулевая. Но каким окажется такой гибрид? Наследуют ли они прожорливость и склонность к массовому размножению от сибирского шелкопряда и тесную связь с сосной — от соснового? Не станет ли новая гибридная угроза — гибрид двух видов — распространённой по европейской части России и уходящей далее на запад к сосновым лесам?
Чтобы получить ответы на эти и сопутствующие вопросы, учёные решили провести уникальный эксперимент, не имеющий аналогов в современной России.
Первая попытка скрестить двух шелкопрядов была предпринята ещё в 1950‑е годы. Однако от того опыта сохранились лишь семь образцов бабочек, находящихся в крупнейшей в стране энтомологической коллекции Зоологического института РАН во Санкт‑Петербурге, и никаких научных данных, тем более публикаций.
Красноярским учёным открылся новый ракурс исследования благодаря резким вспышкам численности вредителей в 2025 году. В Алтайском крае и Республике Тыва, при поддержке коллег из профильных лесных служб — Сергея Сапелкина, директора филиала ФБУ «Рослесозащита» «Центр защиты леса Республики Тыва», и Анатолия Рассказова, лесничего Ключевского лесничества Алтайского края, исследователи сумели собрать сотни гусениц двух видов шелкопряда.
В научной лаборатории здесь насчитывается примерно шесть тысяч гусениц — как гибридов, так и представителей чистых видов. Эти исследования направлены на то, чтобы выяснить, какие признаки передадутся будущим поколениям гибридов от родителей и, главное, будут ли они представлять ещё более серьёзную угрозу для лесов.
Эксперимент уже приносит первые плоды. Сегодня биологи сумели получить второе поколение гибридов соснового и сибирского шелкопрядов, выведенных от тех же гибридных родителей. Это подтверждает жизнеспособность их потомства и его способность к дальнейшему развитию и размножению.
Окраска гибридов демонстрирует удивительную вариативность. В их числе встречаются серые формы, присущие сибирскому шелкопряду, рыжие — характерные для соснового вида, а также многочисленные переходные варианты. Однако принципы наследования данного признака пока остаются неясными. Для их прояснения необходимы целенаправленные генетические исследования, нацеленные на идентификацию генов, отвечающих за формирование окраски, и на выяснение механизмов её передачи.
Генетика — весьма тонкая наука. В гибридах митохондриальный геном передаётся исключительно по материнской линии, тогда как ядерный геном образует сложное сочетание признаков обоих родителей. Точные доли влияния этих наследственных факторов на ключевые качества, такие как потребление и способность к распространению, пока требуют уточнения. В настоящий момент скорость эволюции гибридов и чистых видов примерно сопоставима.
Учёные выполняют эту сложную и кропотливую работу и для того, чтобы своевременно распознавать и точно идентифицировать шелкопрядов. По внешним признакам, особенно на стадиях гусеницы и куколки, различить виды практически невозможно.
В рамках проекта разрабатываются морфометрические и молекулярно‑генетические подходы к идентификации и создаётся генетическая база данных, которая поможет определить вредителей на любой стадии их развития, включая обнаружение гибридных форм.
Разрабатываемые методы позволят проследить современный ареал сибирского шелкопряда, что особенно важно в связи с карантинным статусом этого вида в стране и рисками распространения в европейской части России. Это исследование становится значительным вкладом в защиту лесов, поскольку его результаты улучшат мониторинг, своевременное выявление и борьбу с вредителями лесного фонда России.
По статье Марии Байкаловой, группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН, опубликованной в журнале “Наука в Сибири”.
