Муравьиный биоконтроль спешит сельскому хозяйству на помощь

Маленькие санитары леса готовы оказать ряд очень ценных услуг органическим садоводам, и не только им, причем, совершенно бесплатно. Маленький трудолюбивый лесной муравей может делать больше, чем просто строить высокие гнезда в еловых лесах, заявили исследователи Орхусского университета. Их недавно опубликованная в журнале Microbial Ecology статья показывает, как муравьи борются с целым рядом болезней растений, включая те, что поражают яблони. В то же время муравьи охотятся на вредителей яблони, таких как зимующие виды моли, и это все в совокупности открывает совершенно новые перспективы для биологического контроля в органических садах.

Проект «AntFarm»: Новые горизонты в биоконтроле

В свете этих новых результатов исследователи инициировали проект «AntFarm», целью которого является разработка методов выращивания лесных муравьев для использования в органических яблоневых садах.

Эволюционные стратегии муравьев

Муравьи живут невероятно близко друг к другу в очень больших сообществах. Как и во всех других плотных сообществах, существует высокий риск быстрого распространения болезней. Но против этой проблемы муравьи разработали эффективные меры в ходе долгой эволюции.

«Муравьи чрезвычайно чистоплотны, - объясняет старший научный сотрудник кафедры экологии Орхусского университета Иоахим Оффенберг, который много лет изучает сообщества муравьев и является соавтором научной статьи. - Муравьиные сообщества имеют кучи экскрементов, расположенные вдали от гнезда, и собственные команды сборщиков мусора. Некоторые виды даже обладают способностью удалять отходы из гнезда и сбрасывать их в ручьи. Более того, муравьи - единственные животные, у которых на теле развилась железа, выделяющая антибиотические вещества для устойчивой внутренней защиты».

Микроорганизмы на лапках муравьев

У муравьев есть еще козыри в рукаве. Ранее исследователи показали, что лесные муравьи снижают такие заболевания, как парша и гниль яблок в яблоневых садах. Однако они не были полностью уверены в том, что именно вызывает положительный эффект.

«Возможный ответ кроется в бактериях и грибах, которые живут на лапках муравьев», - говорит Ида Сесили Йенсен, аспирантка кафедры экологии Орхусского университета, которая руководила исследованиями.

С помощью относительно простых экспериментов исследователи показали, что можно предотвратить рост гриба яблочной гнили на пластинах с агаром, если по пластинам ходили муравьи. Они также промывали муравьев водой и обнаружили, что эта «промывочная вода» аналогично эффективна против патогена. Агаровые пластины, показывающие результаты:

• A — активность живых муравьев: Левая сторона агаровой пластины показывает контрольный отсек без муравьев, а правая сторона показывает отсек с муравьями, где три муравья бродили в течение 24 часов.
• B — экстракт измельченных муравьев: Два вертикальных листа фильтровальной бумаги были обработаны экстрактом измельченных муравьев; они показывают рост колоний грибов и бактерий из экстракта. Два горизонтальных листа фильтровальной бумаги были обработаны стерилизованной водой Milli-Q и были заросли M. fructigena (белый, пушистый гриб, растущий по кругу на агаровых пластинах).
• C — промытый экстракт муравьев: Вертикальные листы фильтровальной бумаги были обработаны промытым экстрактом муравьев, в то время как заросшие горизонтальные листы фильтровальной бумаги были контролями Milli-Q. Правая сторона C показывает увеличенное изображение зон ингибирования вокруг фильтровальной бумаги и микробного роста на бумаге.

Исследователям удалось выделить пять видов микроорганизмов, живущих на лапках муравьев. Два из них борются как с гнилью яблок, так и с паршой яблони - заболеваниями, которые оказывают существенное экономическое влияние на производство.

Польза для различных культур

Но не только яблоне муравьи могут принести пользу. Один из этих микроорганизмов борется с двумя другими важными болезнями растений: серой гнилью и фузариозом колоса, которые поражают сотни различных культур. Многообещающие эффекты муравьев против различных болезней, а также их воздействие на вредителей делают их перспективными кандидатами для биологического контроля болезней и вредителей.

Экономические и экологические преимущества

Ежегодно в мире тратятся миллиарды на химические пестициды для борьбы с болезнями растений, что вызывает опасения для здоровья окружающей среды и человека.

«Если мы используем муравьев и связанные с ними микроорганизмы для борьбы с вредителями и болезнями растений, мы обеспечиваем гораздо более устойчивое и благоприятное для климата производство», - говорит Йенсен, который также отмечает, что в противном случае производители органических фруктов имеют доступ лишь к нескольким инструментам для борьбы с болезнями и вредителями.

Перспективы проекта AntFarm

Исследователи инициировали проект AntFarm, чтобы выяснить, возможно ли выращивать лесных муравьев в больших масштабах для переселения в органические яблоневые сады.

«Мы ожидаем, что производители органических фруктов смогут добиться более высоких и стабильных урожаев с помощью муравьев, а также увеличить биоразнообразие в садах», - говорит Йенсен.

Таким образом, муравьиный биоконтроль открывает новые горизонты для устойчивого сельского хозяйства, предлагая экологически чистые и эффективные методы борьбы с болезнями и вредителями растений.