Мало кто в США на сегодняшний день знает больше о короедах, которые и в этой стране превращают в пыльно-серые скелеты миллионы гектаров хвойных лесов, чем Диана СИКС, профессор лесной энтомологии и патологии Университета Монтаны (США). Сегодня эта женщина-ученый вместе с коллегами пытается понять, почему генетика отдельных деревьев позволяет им выжить, даже когда вокруг очаг за очагом стремительно рыжеют и погибают соседние. Благодаря современным технологиям нам удалось связаться с авторитетным американским лесопатологом, и в эксклюзивном интервью «БЛГ» она рассказывает о коренных причинах поражения лесов короедами и объясняет, почему ключом к борьбе с этим бедствием является способность деревьев генетически адаптироваться к новым климатическим условиям.
Так, по словам Дианы, для жителей севера США и Канады глобальное потепление давно перестало быть абстрактным понятием. Это реальность, с которой они сталкиваются в виде миллионов гектаров погибших в результате заражения вредителями сосен и елей. Диана Сикс говорит, что в той или иной степени вредители атакуют леса по всему миру, крупные вспышки зафиксированы в Европе и даже в Африке. Однако, по словам ученого, самые удручающие последствия на сегодняшний день можно наблюдать на североамериканском Западе, где короеды быстро распространяются на новые территории и атакуют хвойные деревья, растущие в горах, которые ранее не подвергались воздействию жука.
— Единственный способ помочь нашим лесам в долгосрочной перспективе — укрепление их генетических способностей для адаптации, — считает лесной энтомолог. — Нужно учиться радикально новым способам мышления.
— Диана, расскажите о наиболее масштабных примерах усыхания сосны в США.
— За последние два десятилетия было зафиксировано несколько крупных вспышек вредителей в Северной Америке. Безусловно, самой серьезной из них стала вспышка численности горного соснового лубоеда (Dendroctonus ponderosae; семейство короедов, подсемейство лубоедов; ближайший его родственник в Беларуси — большой еловый лубоед, правда, в нашей стране этот жук не получил широкого распространения). По оценкам экспертов, эта вспышка в десять раз превышает известные нам ранее случаи и затрагивает миллионы гектаров соснового леса. Ее масштабы в некоторых областях были усилены масштабными лесозаготовками или подавлением пожаров, но в целом основной причиной, на мой взгляд, является изменение климата. Некоторые области, которые я изучала, потеряли 90 процентов сосен в течение трех лет после начала заражения. Конечно, у нас много других насекомых, которые каким-то образом могут влиять на сосны, и каждый реагирует на изменения в лесных условиях по-своему. Но большинство из них не являются причиной серьезных вспышек. Однако изменение климата привело к тому, что некоторые «не-вредители» теперь стали вредителями, причем численность отдельных из них выросла многократно, то есть произошла так называемая вспышка. Как, например, сосновый гравер на юго-западе США. Исторически этот жук не был здесь проблемой, но не так давно сильная засуха спровоцировала очень большую вспышку его численности. В целом же в период с 2000 года усыхание лесов, связанное с вредителями, охватило, по некоторым данным, примерно 85 тысяч квадратных миль (22 млн га) на западе США и около 65 тысяч квадратных миль (17 млн га) в Британской Колумбии на западе Канады. Когда мертвые деревья разлагаются, они выбрасывают накопленный углерод обратно в атмосферу. Поэтому, когда миллионы деревьев уничтожаются жуками, это не просто разрушительно для дикой природы — поверьте, это также не проходит бесследно и для климата.
— То есть насекомые — это своеобразные барометры климата, не так ли?
— Правильно. Насекомые хладнокровны, они очень быстро реагируют на температуру. Более прохладная погода уменьшает их репродуктивную скорость, скорость их кормления. С другой стороны, с повышением температуры все процессы ускоряются. Так что даже потепление на градус или на полтора может способствовать увеличению показателей их воспроизводства и развития, а это, в свою очередь, может привести к новым вспышкам численности.
— Какие методы борьбы с короедами используются Лесной службой США? Насколько эффективна эта борьба?
— Это очень сложный вопрос со сложными ответами! К каждому виду жука у нас конкретный подход. Лесопатологическая ситуация США в основном контролируется воздушными съемками. А что касается вариантов регулирования численности жуков, то мы способствуем усилению древостоя путем прореживания, еще до того как лес будет заражен вредителем, ведется работа по своевременному выявлению и уничтожению запаса жуков, а также вырубка уже пораженных очагов. Однако, по нашим наблюдениям, на вспышки короедов, вызванные засухой, вырубка не оказывает такого большого влияния, как хотелось бы. Все-таки основная проблема, вызывающая рост численности жуков, не устраняется путем удаления зараженных или даже живых деревьев. Лично я сейчас не вижу резкого сокращения масштабов поражения в естественных лесах и уменьшения в них проблем, вызванных климатом. Граница заражения продвигается дальше на север. Всего за четыре года горный сосновый лубоед продвинулся вплоть до Юкона (территория на северо-западе Канады), где раньше ему было бы слишком холодно. Затем жук появился на восточной стороне Скалистых гор в Канаде, где он также никогда прежде не встречался. К сожалению, жуки прекрасно адаптировались на новой территории и теперь перешли через Альберту (западная часть Канады). Я знаю, что сегодня их фиксируют даже в некоторых частях Саскачевана (юг центральной части Канады).
— Какие новые способы мышления в борьбе с этими вредителями вы предлагаете?
— Я рассматриваю проблему немного с другого ракурса, который отличается от взглядов большинства энтомологов и экологов, работающих с короедами. Раньше методы управления ситуацией не включали генетику, и они, конечно же, не включали адаптацию. Как правило, все были больше сосредоточены на сопротивлении, пытаясь заставить лес оставаться в определенном состоянии. Но я вижу, что это просто не работает. Пока существуют базовые условия (климат) и жизнедеятельность населения, способствующая изменению климатической обстановки, думаю, и в лесах планеты какое-то время будет все не так просто. В стремлении избавиться от жуков мы иногда удаляем больше деревьев, нежели жуки, которые выборочно убивают наиболее слабые в данной климатической ситуации деревья. Я изучаю деревья, которые выживают после массовых атак вредителей, и использую эти данные для нашей лесной службы. Деревья, которые выживают, оказываются генетически разными и обладают ценной информацией, расшифровка которой способна стать ключом к поддержке леса в условиях меняющегося климата. Если же проходить вырубкой все деревья и в очаге, и рядом с ним без разбора, мы можем стереть этот так называемый естественный отбор для тех деревьев, которые нам нужны.
— То есть вы считаете, что выжить деревьям поможет генетика?
— Впервые в истории у нас есть инструменты, которые позволяют утвердительно ответить на этот вопрос. К примеру, когда мы заходим в лес, деревья вокруг выглядят для нас примерно одинаковыми. Но, на мой взгляд, на самом деле деревья — это один из самых генетически изменчивых организмов на планете. Когда мы изучаем некоторые выстоявшие после многочисленных короедных атак сосны, даже по древесным кольцам фиксируем наиболее интенсивный рост в более теплых и засушливых условиях. Так, и среди деревьев тоже есть долгожители, крепыши, умеющие приспособиться и выжить в различных условиях. Гены таких экземпляров особенно ценны. Сейчас мы работаем над проектом, который использует генетику для обнаружения деревьев, способных отбить атаку короедов, а также обладающих повышенной толерантностью к засухе. Мы надеемся, что сможем определить генетические маркеры, которые помогут отыскать легкий и, что не менее важно, дешевый способ идентификации перспективных и устойчивых в будущем деревьев, а также тех, от которых в перспективе придется отказаться. То есть деревья, оставшиеся в живых, генетически исследованные, смогут дать нам более устойчивое к жукам потомство, а также наиболее адаптированное к новой климатической обстановке. Я верю, что борьба с усыханием должна вестись и на генетическом уровне тоже, ведь рубки, с которыми наша лесная служба приходит в лес, пока скорее ликвидируют последствия пиршества жука. Вырастить саженец, устойчивый к проблемной среде, подобрать генетически верный образец для климата региона — это важный задел на будущее.
— Вы уже отметили, что подходите к своей работе над короедами с разных ракурсов. Какие еще существуют тенденции в изучении этой проблемы?
— Да, действительно я и сотрудники моей лаборатории, базирующейся в Университете Монтана, достаточно узко специализированы. Мы не работаем со всеми насекомыми, мы, как лесные энтомологи, работаем только с насекомыми, которые влияют на деревья. При этом короеды — одни из основных вредителей, затрагивающих леса по всему миру. Сейчас в числе наиболее важных вопросов, которые мы изучаем, — это то, что мы можем ждать от них в свете меняющегося климата. И на сегодняшний день самое интересное в науке и самая захватывающая тенденция для меня — это опять же геномика. Удивительно, но даже самые большие проблемы можно решить на молекулярном уровне. Поэтому важно разобраться не только в геноме растения, но и в геноме организма, поражающего его. Я начала заниматься только короедами и их симбиозами с грибами около двадцати трех лет назад. И тогда мы даже не могли сказать, с какими грибами мы работаем. Сегодня же благодаря геномике, космически шагнувшей вперед, мы можем узнать очень многое. Мы можем упорядочить весь геном организма и многое рассказать о том, на что он способен и что было на его эволюционном пути. Мы секвенировали геном dendroctonus brevicomis, а ученые из Канады упорядочили геном горного соснового лубоеда. Секвенирование обошлось нам примерно в 6 тыс. долларов. За эти деньги у нас есть миллионы бит данных, которые мы можем использовать для ответа на множество вопросов. Могу точно сказать, что эти издержки невелики по сравнению с тем, сколько стоило секвенирование всего несколько лет назад.
— Вы можете спрогнозировать дальнейшую ситуацию? Неужели усыхание лесов по всему миру будет прогрессировать?
— Очевидно, нам нужно сделать все возможное, чтобы сократить выбросы парниковых газов и хоть немного замедлить поезд, несущийся по маршруту глобального потепления. Понятно, что мы не способны на 100 процентов управлять нашей планетой, мы не можем включить спринклеры и термостат и тотчас же исправить ситуацию. Уже спрогнозировано, что к 2060 году, например, район северных лесов центральных Скалистых гор, где я живу, потеряет 80 процентов сосны желтой, 90 процентов сосновых болот и 66 процентов ели. Виноват в этом, по мнению экспертов, будет вовсе не горный сосновый лубоед или еще какой-то жук из семейства короедов. Просто для них здесь исчезнет подходящая среда обитания. Это большие перемены, и, конечно, стоит задуматься, какими по составу будут леса будущего. Мы должны осмыслить наше отношение к лесу, если собираемся помочь процессу адаптации природы к будущему.
Диана Сикс, профессор лесной энтомологии и патологии в Государственном университете штата Монтана, руководитель лаборатории, ассоциированный редактор четырех научных журналов. Ее научные интересы сосредоточены почти на всех аспектах изучения короедов — от геномики и эктосимбиозов до экологии и эволюции, включая исследования влияния короедов на способность восстановления и адаптации лесов к меняющейся климатической обстановке. В настоящее время Диана активно работает по проблемам вспышек численности горного соснового лубоеда, а также усыхания сосны белокорой на севере США. Список рабочих проектов ученого также включает изучение усыхания деревьев в Швеции, Азии, Австралии и Мексике. Не так давно коллеги из Африки попросили у нее помощи в борьбе с жуками, убивающими гигантское дерево Euphorbia на юге Африки — в Зимбабве и Намибии. О деятельности лаборатории Дианы Сикс писали такие авторитетные издания, как «National Geographic» и «New York Times», а на телевидении вышли документальные фильмы «Жизнь сосны» и «Жуки наступают».
Автор: Евгения ПЕСТУНОВА,
Сбт, 17/02/2018 - 13:44
БелПСХАГИ работает сразу с тремя сегментами — снимками из космоса, с пилотируемых и беспилотных аппаратов
Карты в формате 3D дают полное ощущение реальности.
