Специалисты отделений энтомологии, инженерных наук, химии и наук о материалах Университета штата Пенсильвания, а также Институтов защиты растений и защиты леса Венгерской Академии наук совместно создали искусственную самку жука. Они постарались сделать так, чтобы она оказалась очень привлекательной для самцов этого вида жуков, но наделили ее одним особым свойством. Как только самец, привлеченный видом этой самки, пытается сблизиться с ней, он получает смертельный разряд электрического тока.
Против какого жука направлен столь коварный замысел? Его латинское название – Agrilus planipennis, а русское выглядит непривычно многословным – ясеневая изумрудная узкотелая златка. Жук этот действительно выдающийся, он по праву попал на страницы книги «Жизнь замечательных жуков». (О ней Полит.ру рассказывал, представляя книги, ставшие кандидатами на получение премии «Просветитель» этого года).
Как и многие другие представители семейства златок, этот жук наделен яркой окраской с металлическим блеском. Как и у остальных златок, личинка этого жука питается древесиной. Родина ясеневой изумрудной узкотелой златки – леса Кореи, северо-восточной части Китая, есть он и на севере Японии, в Монголии, да и в России: в Приморском и Хабаровском краях. Интересно, что познакомил европейскую науку с этим жуком знаменитый ученый и миссионер Арман Давид, работавший в Китае в 1862 – 1875 годах. Он наиболее знаменит, как человек, описавший большую панду и оленя Давида, но на жуков ученый тоже обращал внимание. Блестящего зеленого жука он поймал в Пекине и привез во Францию. Там научное описание насекомого составил энтомолог Леон Фэрмэр.
Ясеневая изумрудная узкотелая златка (Agrilus planipennis)
Длина тела жука от 7 до 14 миллиметров, а ширина – всего около трех миллиметров. Появляются на свет взрослые жуки чаще всего в июне. Живут недолго: самки до 20 дней, а самцы – до 13. Через 7 – 10 дней после вылета жуки спариваются, а еще через такой же срок самки начинают откладывать яйца в трещины коры ясеней. Иногда жуки выбирают другие виды деревьев: маньчжурский орех или вяз. Проходит еще примерно столько же времени, из яиц появляются белые червеобразные личинки и проникают под кору. Они обитает между корой и древесиной, питаясь лубом (флоэмой) – проводящей тканью растений, по которой транспортируются продукты фотосинтеза. Под корой личинки проделывают длинные зигзагообразные ходы. Ног у личинок нет, зато имеются две твердые «мозоли» на верхней и нижней сторонах переднегруди. Упираясь ими в стенки своего тоннеля, личинка может перемещаться.
Личинки живут под корой год или два в зависимости от климатических условий. Перед последней зимовкой личинка выгрызает себе особую камеру для окукливания, расположенную всего в 5 – 10 миллиметрах от поверхности коры. Проснувшись весной, личинка превращается в куколку, из которой затем появляется взрослые жуки. Жуки проводят в своих камерах еще недели две, а потом прогрызают отверстия и вылезают на свет. Кстати, по форме этих отверстий, легко отличить дерево, пораженное жуками из семейства златок, от дерева, которое заселили короеды, долгоносики или усачи. У этих семейств выходные отверстия круглые (у усачей – побольше, у прочих – поменьше диаметром), а у златок они имеют овальную форму.
Личиночные ходы под корой ясеня
Если степень поражения дерева личинка невелика, угрозы для его жизни нет. Но когда личинок становится много и ясень в течение двух – трех лет заселяют всё новые поколения златки, появляются признаки ослабления дерева. Так как с разрушением луба нарушается ход воды и питательных веществ, его ветви постепенно сохнут и дерево погибает.
Так выглядит пораженное златкой дерево
Когда ясеневая изумрудная златка жила у себя в Китае и Приморье, она не представляла большой угрозы. Численность этого вида сдерживалась его естественными врагами: хищниками и паразитами. Но златке удалось проникнуть далеко от первоначального ареала, и там жук разгулялся вовсю. История ее распространения красочно описана авторами книги «Жизнь замечательных жуков».
Сначала ясеневую изумрудную златку обнаружили в США. Предполагается, что это произошло благодаря деревянной таре, в которой в страну были привезены товары из Китая. В 2002 году златка была обнаружена в Мичигане, затем ее встретили в штатах Огайо, Миннесота и в канадской провинции Онтарио. Американские виды ясеня (Fraxinus pennsylvanica, F. americana, F. nigra) пришлись жукам по вкусу, а вот естественных врагов этого вида вокруг не было. К 2013 году 99% ясеневых лесов штата Мичиган погибли, пораженные златкой. Карантинные меры, срочно предпринятые правительством, не помогли. По состоянию на сентябрь 2013 года, златка была обнаружена уже в 21 штате США и двух провинциях Канады. Лесная служба Министерства сельского хозяйства США (U.S. Department of Agriculture Forest Service) назвала ясеневую изумрудную златку самым разрушительным вредителем лесов, когда ли встречавшимся в Северной Америке.
Ясень пенсильванский (Fraxinus pennsylvanica) – кормовое растение ясеневой изумрудной узкотелой златки.
Но вторжением в Америку ясеневая изумрудная златка не ограничилась. Летом 2004 года специалисты службы защиты растений Москвы начали отмечать проблемы у растущих в городе ясеней. У многих деревьев сохли верхние ветви, раньше срока опадали листья. Сначала подумали, что это последствия морозов предшествующей зимы, но однажды московский энтомолог, старший научный сотрудник сектора энтомологии Зоологического музея МГУ Николая Борисович Никитский поймал в Москве, оказавшегося никем иным как ясеневой изумрудной узкотелой златкой. Это был первый случай обнаружения этого жука в Европе.
Энтомологи начали исследования в городе и убедились, что очень многие московские ясени уже поражены личинками златки. Судя по всему, жук оказался в Москве еще в 1990-х. Есть два возможных пути проникновения златки в город. Либо, как и в американском случае, с деревянной тарой из Китая или Приморья. Либо с посадочным материалом – саженцами ясеня, которые в начале 1990-х часто закупались в США. На улицах Москвы растет довольно много деревьев вида ясень пенсильванский (Fraxinus pennsylvanica). Впрочем, ясеневая златка также поселяется и в местном ясене обыкновенном (Fraxinus excelsior). Из Москвы жук начал распространяться по Подмосковью и уже вышел за пределы Московской области. В 2012 году было установлено, что златкой поражены ясени в Обнинске (Калужская область).
Ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior). Он тоже поражается златкой.
Гибель огромных площадей ценных лесов, зеленых насаждений в городах США, серьезные экономические последствия для лесозаготовительных и деревообрабатывающих компаний Мичигана заставили энтомологов искать методы борьбы с ясеневой изумрудной златкой. Результаты исследований, рекомендации и последние сводки с фронта борьбы с жуком появляются на специальном сайте. За успехами американских и канадских исследователей напряженно следят из коллеги в России и Европе. Европейская организация по защите растений (ЕОЗР) внесла ясеневую изумрудную узкотелую златку в список карантинных видов.
Пока различные инсектициды не принесли решающего успеха в борьбе со златкой. Паразитические грибы рода боверия (Beauveria), поражающие многих насекомых и часто применяемые в сельском хозяйстве вместо химических средств защиты, также оказались малоэффективными.
Ученые установили, что на родине ясеневой изумрудной златки, ее численность контролирует ряд видов. Среди них Spathius agrili – наездник из семейства браконид, Tetrastichus planipennisi – представитель другого семейства наездников, эулофилид. Эти два вида заражают личинок жука. Есть также наездник Oobius agrili из семейства энциртид. Для него мишенью служат яйца златки. Эти виды акклиматизированы в США, и есть надежда, что они смогут сдержать наступление ясеневой златки.
В целях борьбы с ясеневой изумрудной златки и была разработана искусственная самка, которая должна привлекать самцов и поражать их насмерть электрическим током при попытке спаривания. На испытаниях были использованы разные модели. Одна модель была изготовлена из пластика методом 3D-печати с имитацией структуры поверхности надкрыльев самки. Другая была сделана на основе мертвых самок, методом напыления никеля, чтобы добиться по возможности максимально точного воспроизведения формы и поверхности тела, даже на наноуровне. Наконец, были приманки, изготовленные из мертвых самок златки.
Различные модели самок на испытаниях
Все модели вызвали интерес самцов. Однако приблизившись самцы делали попытки садиться только на мертвых самок и на те модели искусственных самок, где была воспроизведена структура надкрыльев на наноуровне. После посадки, самцы быстро понимали, что встретились не с живой самкой, и улетали, но даже короткое время оказывалось достаточным, чтобы они получили удар тока.
Исследователи планируют еще улучшить привлекательность своей приманки для жуков. Она будет применяться в первую очередь с целью обнаружения златок, проникающих в новые районы. Более того, планируется использовать интернет-технологии, чтобы о сработавшей ловушке мгновенно узнавали специалисты из службы защиты лесов, и им не приходилось периодически обходить расставленных в лесу искусственных самок, проверяя, не прилетали ли самцы. Отчет о проведенной работе был опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
