Изумрудный ясеневый мотыль (Agrilus planipennis) десятилетиями убивает деревья по всей территории США. Выносливая паразитическая оса с холодного Дальнего Востока России, наконец, смогла убить жука.
Подвешивание прутиков из веток на дереве может показаться бессмысленным упражнением, но Хизер Диско энтомолог по лесным вредителям из штата Мэриленд, не просто так занимается этим делом в парке штата Мартинак. Сотни неполовозрелых ос-паразитов спрятаны в этих пучках, и когда Spathius galinae созреют через несколько дней, их настигнет одна-единственная потребность: отложить яйца на личинках изумрудного ясеневого мотылька-паразита, который за последние несколько десятилетий уничтожил многие виды ясеней по всей территории Соединенных Штатов.
Учёные уже 10 лет успешно используют паразитических ос, но именно этот вид, родом из Дальнего Востока России, - лучшая надежда на то, чтобы держать изумрудного мотылька под контролем на десятилетия вперед.
S. galinae может делать то, что не могут сделать другие осы: вводить свои яйца личинкам ясеневых мотыльков, живущих на более старых и больших деревьях (из-за более длинной части тела, называемой яйцекладом), и переносить низкие температуры. Как только самка откладывает яйца в липких белых личинках жука, развивающиеся осы будут поедать мотыльков изнутри.
С миллиардами мотыльков-паразитов Agrilus planipennis в 35 штатах и округе Колумбия, у ос не должно быть недостатка в корме. «Потребовалось много времени, чтобы выяснить, как доставить нужных паразитоидов в нужное место и в нужное время», - говорит Диско. «Если мы вкладываем миллионы долларов в эту программу биоконтроля, нам нужно, чтобы она работала в реальном мире».
Фото: typepad.com
Смертельное вторжение
Летом 2002 года штат Мичиган был сосредоточен на вирусе Западного Нила, который инфицировал некоторые популяции птиц и вызвал заболевание более 600 человек. Однако вскоре штат попытался справиться со вспышкой совсем другого типа. Ранее летом профессиональные лесоводы в Детройте начали получать звонки о мёртвых или умирающих ясенях, но им потребовался почти год, чтобы установить виновника.
Уроженец Китая, Agrilus planipennis, вероятно, прибыл в середине 90-х в качестве безбилетного пассажира в деревянных поддонах, построенных из деревьев на северо-востоке Китая. Североамериканские ясени не сопротивлялись азиатскому жуку, и вредители не встречались с хищниками, поэтому их популяции быстро росли. К тому времени, когда энтомологи обнаружили инвазивное насекомое, оно уже распространилось на 400 км к югу, до Цинциннати.
Должностные лица пытались изолировать поражённые районы, чтобы остановить распространение изумрудного ясеневого мотылька, но он может пролететь несколько километров.
Пестициды мало подействовали. Орды жуков просто преодолевали любые преграды, которые люди ставили на их пути. Исследование 2014 года показало, что изумрудные мотыли убили более 99 процентов средних и больших ясеней в районе Детройта. Всего за десять лет насекомое распространилось по Среднему Западу.
В период с 2009 по 2019 год изумрудный ясеневый паразит обошёлся США более чем в 10,7 миллиарда долларов, включая как затраты на меры контроля, так и потерю самих деревьев. Министерство сельского хозяйства США называет его самым разрушительным и дорогостоящим из нескольких инвазивных насекомых-древоточцев, которые недавно вызвали проблемы в США.
«Бурильщик» откладывает яйца в укромных уголках узловатой коры ясеня. Вылупившись, личинки начинают своё разрушительное нашествие. Хотя они могут (и будут) есть любую древесину, они предпочитают питаться богатой питательными веществами флоэмой, древесной тканью, которая переносит сахар, образующийся в листьях во время фотосинтеза, к остальной части дерева. Он особенно богат энергией и питательными веществами, что делает его привлекательным для изумрудного мотыля и имеет решающее значение в жизни дерева.
Фото: morinokakera.jp
При достаточном повреждении опорной системы ясень не может перемещать питательные вещества от листьев к кончикам корней, поэтому он засыхает. Листья становятся жёлтыми, а затем полностью опадают. Смерть наступает через четыре-пять лет. Учёные узнали обо всём этом в первые лихорадочные годы после открытия Agrilus planipennis, говорит Цзянь Дуань, энтомолог из Министерства сельского хозяйства США.
Изучение жука на его ареале - восточной части Китая, которая находится в Жёлтом море - показало, что разрушения там почти не было. Дальнейшие исследования показали, что виды ясеня в Азии выработали устойчивость к изумрудному ясеневому мотыльку и смогли лучше защищаться от вредителей, но это не сразу помогло решить проблему умирающего ясеня в Северной Америке.
Исследователи обнаружили, что не только невосприимчивость ясеня к мотылю-вредителю сдерживала его в Китае и на Дальнем Востоке России. В этой местности паразитические осы откладывали свои яйца на яйца или личинки ясенелиста изумрудного. Осы «держат под контролем изумрудного ясенелиста, поэтому он не является вредителем в Китае», - говорит Дуань.
Биологи начали задаваться вопросом, могут ли они сделать то же самое в США?
В поисках подходящего паразита
Введение одного вида для борьбы с другим видом сопряжено с риском; примеров предостаточно. В конце 1800-х годов на Гавайях биологи импортировали мангуста из Индии, чтобы бороться с нашествием крыс на архипелаге. Но не только мангусты не смогли сократить количество крыс, но и сама ласка стала инвазивным видом. Чтобы не предлагать решение, даже худшее, чем проблема, биологи из Службы инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США потратили несколько лет на интенсивное изучение паразитических ос из Китая.
Любая оса, которая будет использоваться для биоконтроля, должна будет избегать паразитирования на местных жуках Северной Америки.
Некоторые из этих видов были близки к тому, чтобы сократить количество Agrilus planipennis, но не совсем подходящими: они были чувствительны к холоду и слишком маленькими, чтобы откладывать яйца в коре некоторых деревьев. «Когда деревья молодые, кора тонкая, и осы могут добраться до личинок (жуков)», - говорит Инес Ибаньес, эколог из Мичиганского университета. «Но когда деревья уже большие, они не в состоянии этого сделать».
Ещё одна исследовательская экспедиция на Дальний Восток в середине 2000-х нашла Spathius galinae. Это было в самый раз, с частями тела, достаточно большими, чтобы нападать на насекомых на больших деревьях, и устойчивостью к холоду. Первые осы были выпущены весной 2016 года в зараженные лиственные леса в Коннектикуте, Нью-Йорке и Массачусетсе. Предварительные результаты были многообещающими. Когда Дуан и другие ученые Службы охраны рыболовства и дикой природы США взяли пробы с деревьев рядом с местами выпуска S. galinae, они обнаружили, что от 13 до 49 % личинок ясеневых мотыльков были заражены паразитами ос.
Предыдущая оса из Китая смогла поразить только 0,1–5,6% личинок. «В некоторых местах они перешли от одного или двух процентов паразитизма до от 30 до 70 % личинок злобных мотыльков. И это оказывает огромное влияние на популяцию, - говорит Клэр Ратледж, энтомолог из сельскохозяйственной экспериментальной станции Коннектикута.
Последствия гибели ясеня
За восемь лет работы в Министерстве сельского хозяйства штата Мэриленд Диско наблюдала, как изумрудный ясеневый мотыль неуклонно марширует на восток. Ясень - фаворит городских лесников, особенно на обочинах дорог из-за их выносливости и легкости в уходе, а мотыль пировал на дорогах, соединяющих Балтимор и Вашингтон, округ Колумбия.
Фото: green-design.pro
Ясени в государственном парке Мартинак (небольшой участок земли к востоку Аннаполиса, столицы Мэриленда, вдоль реки Чоптанк) почти все погибли. Диско рассказывает, что снаружи кора дерева выглядит так, как будто она была взята из здорового ясеня не менее 30 см в диаметре. Однако, когда Диско переворачивает его, линии на бронзовой поверхности зигзагообразны, как следы из детской игры в лотки и лестницы. Следы маленькие - ватная палочка может с трудом пройти через прямой участок, - но Диско говорит, что они пронзили всё дерево, в конечном итоге убив его. «Если вы видите много жуков, то в следующем году вы, вероятно, увидите, что большинство деревьев начнёт разрушаться», - говорит Диско.
Так случилось со многими ясенями на трассе 50, соединяющей Вашингтон и Аннаполис. Их легко пропустить, если вы их специально не ищете. Дубы и клёны по-прежнему покрыты пышными летними кронами из листьев, но постоянно появляются скопления голых веток. В отличие от массивных насаждений болиголова и каштана, которые в свою очередь уничтожаются шерстистым адельгидом и инвазивным грибком, ясень редко составляет большинство древесных пород в естественных лесах.
В этом смысле, говорит Венди Клоостер, садовод из Университета штата Огайо, биологам повезло с ясенелистом. Страна, возможно, теряет большую часть своих ясеней, но изумрудный ясенелист не уничтожает в одиночку целые леса, как, например, шерстистый адельгид.
Но это не означает, что не будет ощущаться экологическое воздействие мотылей. Помимо финансовых последствий, потеря ясеня в густых лесах открыла навес, прокладывающий путь для инвазивных растений, которые процветают на солнечном свете. По словам Клоостер, поскольку ясени часто живут вдоль ручьев и болот, их внезапная потеря сделала эти районы более влажными и более подверженными эрозии. «Это может иметь каскадные последствия для других растений и животных в этих областях», - говорит она. «Мы только начинаем изучать и понимать последствия».
Коренные американцы сильно пострадали от отмирания ясеня, поскольку эти виды имеют решающее значение для многих местных практик, таких как плетение корзин, говорит Энтони Д’Амато, лесной эколог из Университета Вермонта. Дерево также лежит в основе историй о происхождении некоторых племен. Для народа вабанаки, говорит Д’Амато, с деревом существует глубокая связь. «Когда мы говорим о воздействии ясенелиста, мы не можем упускать из виду его культурное значение», - говорит он.
Как выглядит успех
Большое количество ясеней растет вдоль ручьёв, впадающих в реку Чоптанк, поэтому Диско надеется, что S. galinae поможет спасти оставшиеся ясени Мартинака. В частности, она нацелена на одно дерево, одинокий ясень возле катера, который только в прошлом году начал подавать признаки заражения. Несколько нижних ветвей мертвы, но крона пока выглядит здоровой.
Она вешает прутики размером с карандаш, на которых обитают осы, надеясь, что взрослые нацелятся на ясенелистов с дерева. По её словам, осы оказались настолько успешными в других местах, что она с осторожным оптимизмом смотрит на оставшиеся ясени Мартинака.
В прошлом году команда Диско выпустила S. galinae на нескольких участках в Мэриленде, а в 2022 году она намеревается измерить, насколько далеко осы распространились за пределы места их выпуска - ключевой показатель их способности выживать в дикой природе. «Привлекая к экосистеме совместно эволюционировавшего естественного врага, мы надеемся восстановить крайне необходимый баланс с изумрудным мотыльком», - говорит Цзянь Дуань, энтомолог из Министерства сельского хозяйства США. «Я убеждён, что этот вид будет играть важную роль в регулировании или контроле над изумрудным ясеневым мотыльком».
Эксперты сходятся во мнении, что мотыль никуда не денется, и три вида ос из Китая, которые всё ещё используются, плюс относительный новичок из России, должны помочь выжить с инвазивным насекомым. Но поскольку Agrilus planipennis может сосуществовать с ясенями в своей естественной среде обитания, Диско и Дуань надеются, что они смогут сохранить достаточно деревьев в живых на достаточно долгое время, чтобы могла произойти такая адаптация.