Паразитоидни оси: видове, биология и роля в биоконтрола
Паразитоидни оси: открийте видовото разнообразие, биологията и ключовата им роля в ефективен, екологичен биоконтрол на вредители в земеделието.
Много по-голям брой оси (над 500 000 вида само в надсемейство Chalcidoidea) са особен вид паразити. Те са паразитоиди, които снасят яйцата си във или върху телата на други видове насекоми (обикновено ларви, например гъсеници). Освен Chalcidoidea, голямо разнообразие от паразитоидни оси принадлежи и към семейства като Braconidae и Ichneumonidae; всички те показват изключителни адаптации към търсене и използване на гостоприемници.
Различните видове се специализират в търсене на гостоприемници от различни разреди насекоми, най-често Lepidoptera, въпреки че някои избират бръмбари, мухи или бръмбари; паякообразните оси (Pompilidae) нападат изключително паяци. Тази специализация често е много стеснена — някои паразитоиди използват само един или няколко близкородствени вида гостоприемници — докато други са по-общи и могат да използват широк спектър от видове.
Почти всеки вид насекомо вредител има поне един вид оса, която се храни с него или паразитира върху него. Това прави осите изключително важни за естествения контрол на броя на вредителите (биоконтрол). Паразитните оси се използват все по-често в борбата с вредителите в селското стопанство, тъй като самите те не нанасят почти никакви вреди на културите. Фермерите купуват тези паразитни оси за контрол на насекомите в полетата си. В практиката най-често използваните родове включват тръхограма (Trichogramma) срещу яйцата на пеперуди, Aphidius срещу листните въшки и Encarsia срещу белокрилка.
Видове и начин на живот
Паразитоидните оси се класифицират и по начина, по който развиват потомството си:
- Ендопаразитоиди (endoparasitoids) — ларвите се развиват вътре в тялото на гостоприемника и го използват като храна отвътре.
- Ектопаразитоиди (ectoparasitoids) — ларвите се развиват върху повърхността на гостоприемника, често прикрепени и защитени с пашкул или слюнкови секрети.
- Идиобионти — убиват или парализират гостоприемника при оплождане/яйцеснасяне, след което ларвите се хранят от статично тяло.
- Коинобионти — допускат гостоприемника да продължи да се развива и расте, докато ларвите им се развиват вътре; това позволява на гостоприемника да осигури повече ресурси за паразитоидите.
Жизнен цикъл и поведение
При повечето видове самите възрастни паразитни оси не получават хранителни вещества от плячката си. Подобно на пчелите, пеперудите и молците, тези, които се хранят като възрастни, обикновено получават цялата си храна от нектар. Възрастните оси също могат да се хранят с медени капки (honeydew) или с други течни храни, които им осигуряват енергия за летене и търсене на гостоприемници.
Паразитните оси са изключително разнообразни по отношение на навиците си. Много от тях снасят яйцата си в инертни стадии на гостоприемника (яйце или какавида). Ако жертвата е гъсеница, те я парализират, като я инжектират с отрова през яйцеполагалото си. След това поставят едно или повече яйца в гостоприемника или ги отлагат върху него външно. Гостоприемникът остава жив, докато ларвите на паразитоидите узреят, и умира по-късно, когато паразитоидите се окучат или когато се появят като възрастни. По принцип гостоприемниците се изяждат живи.
Много паразитоиди използват сложни стратегии за откриване на гостоприемници: химични сигнали (кайромони и феромони), зрителни ориентири и дори вибрации. Някои оси откриват мястото на яйцеснасяне или повреда върху листа чрез летливи органични съединения, отделяни от растенията при нападение. Други използват химически следи, оставени от самите гостоприемници.
Молекулярни и физиологични адаптации
Някои групи паразитоиди (особено в семейство Braconidae) носят асоциирани вирусоподобни частици, известни като полиднавируси, които се инжектират в гостоприемника заедно с яйцето. Тези вируси потискат имунната система на гостоприемника и подпомагат оцеляването на ларвите. Други видове отделят ензими или токсини, които парализират или модифицират физиологията на гостоприемника, за да направят хранителната среда по-подходяща за тяхното потомство.
Роля в биоконтрола и земеделие
Паразитните оси са ключови агенти в биоконтрола. Те могат да намалят числеността на вредителите значително без използване на химически препарати. Предимствата им включват:
- Ефективност срещу специфични вредители при ниски нива на нежелани странични ефекти върху полезни организми и култури.
- Възможност за интегриране в агроекосистеми — освобождаване на биологични агенти (инундация) или стимулиране на естествените популации чрез консервационни мерки.
- Намаляване на резистентността и остатъците от пестициди в продукцията.
В практиката фермерите и специалистите по растителна защита използват различни подходи: масови изпущания от рода на Trichogramma за контрол на пеперудите, освобождаване на хищни оси срещу листни въшки, или създаване на хабитати, богати на нектарни растения, за да се поддържат популации от полезни оси. Въпреки това, успешната употреба изисква внимателно планиране — познаване на биологията на таргетния вредител, времето на освобождаване и условията на околната среда.
Ограничения и екологични взаимодействия
Има и предизвикателства при използване на паразитоидни оси: някои видове са много специализирани и не контролират широк кръг вредители; съществуват и хиперпаразитоиди, които нападат самите паразитоиди и могат да намалят ефективността на биоконтролните програми. Климатът, селскостопанските практики и употребата на широкоспектърни инсектициди също влияят върху успеха на биологичната борба.
От екологична гледна точка паразитоидните оси влияят върху структурирането на общностите от насекоми и играят важна роля в хранителните мрежи като естествени регулатори на популациите. Изследванията продължават да разкриват сложни взаимовръзки, включително коеволюция между паразитоиди и техните гостоприемници.
Практически съвети за градинари и фермери
- Създавайте и поддържайте цветни и нектарни ръбове около културите, за да поддържате възрастните оси.
- Избягвайте широкоспектърни инсектициди по време на активност на полезните оси; използвайте селективни методи и биологични агенти.
- Информирайте се кои паразитоиди са подходящи за вашите конкретни вредители и кои методи на освобождаване са най-ефективни.
Паразитоидните оси са не само биологична любопитност, но и практически инструмент за устойчиво управление на вредителите. Разбирането на тяхната биология и екология е ключово за използването им по най-ефективен и щадящ околната среда начин.
Браконидна оса Aleiodes indiscretus, снасяща яйца в гъсеница
Megarhyssa macrurus (Ichneumonidae), паразитоид, който се вмъква в гостоприемника си през дървесината на дърво. Дължината на тялото на женската е около 50 mm, а дължината на яйцеполагалото - около 100 mm.
Браконидна паразитоидна оса Apanteles с пашкули върху гъсеница
Ichneumons
Ichneumonoidea е надсемейство на паразитоидните оси. То има две основни семейства:
- Ichneumonidae: това е далеч най-голямото семейство. Това е много специфичен паразит, като всеки вид се храни само с един или два вида жертви.
- Braconidae: това са по-всеобхватни паразити, които имат широк спектър от гостоприемници, които могат да паразитират.
Полиднавирус (PDV)
Полиднавирусите са уникална група вируси на насекоми, които имат взаимозависими отношения с паразитни оси.
Вирусът предпазва паразитната ларва в гостоприемника, като отслабва имунната му система. Той също така променя клетките на гостоприемника по начин, който помага на паразита. Полиднавирусът, както всички вируси, се нуждае от гостоприемник, за да се възпроизвежда. Това става в яйцепроводите на женската оса.
Връзката между тези вируси и осата е задължителна: всички индивиди са "заразени" с вирусите; вирусът е добавен към генома на осата.
Двата основни рода полиднавируси са ихновируси (IV) и браковируси (BV). Ихновирусите се срещат при ихнеумонидните видове оси, а браковирусите - при браконидните оси.
Защита на домакина
Жертвите на паразитоидите имат защитни механизми, които могат да използват. Много от тях се опитват да се скрият от осите. Черупките на яйцата и кутикулите на жертвите се удебеляват, за да не могат осите да проникнат в тях. Когато осата пристигне, жертвата може да падне от растението, на което се намира, или да се върти и мята, за да изтласка женската. Някои от тях се нахвърлят върху осата, за да я заплетат. Извиването понякога може да помогне, като накара осата да пропусне да снесе яйцето върху гостоприемника и вместо това да го постави наблизо. Въртенето на какавидите може да накара осата да изгуби хватката си върху гладката твърда какавида или да се заплете в копринените нишки. Някои гъсеници хапят осите, които се приближават към тях. Някои отделят отровни съединения, които убиват или прогонват паразитоида. Мравките, които са в симбиоза с гъсеници, акари или люспести насекоми, ги защитават от нападенията на осите.
Дори паразитоидните оси са уязвими от хиперпаразитоидните оси. Някои паразитоидни оси променят поведението на заразения гостоприемник, като изграждат копринена мрежа около кученцата на осите, след като те излязат от тялото му, за да ги предпазят от хиперпаразитоидите.
При ендопаразитоидите имунните клетки на гостоприемника могат да капсулират яйцата и ларвите на паразитоидните оси. При акарите вторичният ендосимбионт Buchnera aphidicola носи латентен фаг. Този фаг прави пчелите относително имунизирани срещу техните паразитоидни оси, като убива много от яйцата. Осите обаче противодействат на това, като снасят повече яйца в акари, които имат ендосимбионта, така че поне едно от тях да се излюпи и да паразитира върху акара.
Някои гъсеници ядат растения, които са токсични както за тях, така и за паразита, за да се излекуват. Ларвите на Drosophila melanogaster също се самолекуват с етанол, за да лекуват паразитизъм. Женските на D. melanogaster снасят яйцата си в храна, съдържаща токсични количества алкохол, ако открият наблизо паразитоидни оси. Въпреки че алкохолът забавя растежа на мухите, той ги предпазва от осите.
Еволюция
Паразитоидизмът е еволюирал само веднъж при Hymenoptera, през перма. Той води до един-единствен клъд - Apocrita. Почти всички паразитоидни оси произхождат от този клъд.
Паразитният начин на живот се е губил няколко пъти, включително сред мравките, пчелите и осите с жълта жилетка. В резултат на това в разред Hymenoptera има много семейства на паразитоиди, смесени с непаразитоидни групи. Разредите Hymenoptera, Apocrita и Aculeata са клади и във всеки от тях има както паразитни, така и непаразитни видове. Паразитоидните оси не образуват самостоятелен клад.
Паразитоидните оси включват някои много големи групи. Според някои оценки Chalcidoidea има 500 000 вида, Ichneumonidae - 100 000 вида, а Braconidae - до 50 000 вида. Насекомите-гостоприемници са развили редица защитни механизми срещу паразитоидните оси, включително криене, извиване и маскировъчни знаци.
Голямо увеличение на видовете при Hymenoptera е настъпило скоро след еволюцията на паразитоидността в разреда. Възможно е паразитоидността да е била основната причина за това. Еволюцията на "талията на осите" (стеснение в коремчето) е помогнала на Apocrita, тъй като е увеличила маневреността на яйцеполагалото (органът, използван за снасяне на яйца).
Въпроси и отговори
В: Кой вид оси са най-разпространени?
О: Досега най-разпространеният вид оси са специален вид паразити, наречени паразитоиди.
В: В какво обикновено снасят яйцата си паразитоидните оси?
О: Паразитоидните оси обикновено снасят яйцата си в или върху телата на други видове насекоми, обикновено ларви, като гъсеници.
В: С какво се хранят паразитните оси като възрастни?
О: Повечето паразитни оси не получават хранителни вещества от плячката си. Тези, които се хранят като възрастни, обикновено получават цялата си храна от нектар.
В: Как паразитната оса парализира своя гостоприемник?
О: Паразитната оса парализира своя гостоприемник, като му инжектира отрова през яйцеполагалото си.
В: Къде обикновено паразитните оси снасят яйцата си?
О.: Паразитната оса обикновено вкарва едно или повече яйца в гостоприемника или ги снася външно върху него.
В: Как умира гостоприемникът, когато е опаразитен от паразитна оса?
О: Гостоприемникът остава жив, докато ларвите на паразитоидите достигнат зрялост, и умира по-късно, когато се окучи или се появи като възрастен, като по същество е изяден жив от ларвите.
В: Защо земеделските стопани купуват тези видове паразити за борба с насекомите в полетата си?
О: Земеделските стопани купуват тези видове паразити за контрол на насекомите в полетата си, защото те самите нанасят малки или никакви щети на културите и могат да се използват за естествен контрол на броя на вредителите (биоконтрол).
обискирам