Вчимося під час пандемії

Вебінари ІЮФРО з питань захисту лісу.

Чим далі розвивається лісова наука, тим більше виникає запитань, які необхідно вирішити якомога швидше, особливо в умовах стрімкого погіршення стану лісів.

У 2020–2021 рр., у зв’язку з епідемією COVID-19, значну частину наукових конференцій проведено онлайн під егідою ІЮФРО (Міжнародної Спілки Лісових Дослідницьких Організацій) – неурядової міжнародної мережі науковців і наукових організацій, які досліджують різні аспекти лісової науки, зокрема, екології лісу, захисту лісу та ведення лісового господарства в умовах глобальної зміни клімату та антропогенного навантаження.

Останнім часом зміни природного середовища та наші знання про нього розвиваються так стрімко, що навіть за допомогою сучасних комп’ютерних технологій неможливо охопити увесь обсяг нової інформації. Наприклад, якщо набрати в пошуковій системі scholar.google.com.ua вираз «bark beetles» («короїди») та обмежити часовий проміжок 2021 роком, одержимо більше 1530 найменувань, а для сполучення «bark beetles» та «pine» («сосна») – 997 найменувань. Зазвичай фахівці, які вивчають споріднені питання, зустрічаються на наукових конференціях, беруть участь у спільних міжгалузевих і міжнародних проєктах, що полегшує обмін науковими знаннями стосовно різних аспектів росту і стану лісів, координацію досліджень у різних регіонах земної кулі, стимулює використання наукових знань для прийняття політичних рішень, найменш шкідливих для навколишнього природного середовища.

Організації таких зустрічей та обміну інформацією сприяє діяльність ІЮФРО (IUFRO – International Union of Forest Research Organizations), яка включає окремі підрозділи та робочі групи. Так питання стану лісів, або здоров’я лісу (Підрозділ 7 «Forest Health» (координатор Е. Брокергоф) вирішують у секціях «Ентомологія» (М. Клапвійк) та «Патологія» (Т. Рамсфилд), а в кожній із них виділено кілька робочих груп.

Серед нещодавніх онлайн конференцій з питань захисту лісу заслуговує на особливу увагу серія вебінарів, яка тривала у два етапи – 17 вересня – 12 листопада 2020 року («осінні») та 21 січня – 1 квітня 2021 року («зимово-весняні»). Ініціаторами були координатори нещодавно утвореної робочої групи 7.03.16 «Поведінкова та хімічна екологія лісових комах» – Дж. Алісон (Канада), А. Рітцель (Уругвай) і З. Незерер (Австрія). Кожен із вебінарів включав виступ організаторів і три-чотири презентації на тему дня. У кожному вебінарі брали участь понад 100 слухачів. Після години слухання презентацій упродовж 30 хвилин тривало обговорення. Питання можна було ставити як в усній формі, так і в письмовій – у чаті.

Більшість презентацій присвячена короїдам, яким характерні унікальні механізми розпізнавання хімічних сигналів від дерев та від інших комах, що дало їм змогу максимально пристосуватися до мінливого стану насаджень. Короїди є зручним об’єктом для вивчення особливостей комунікації комах. Короїдів можливо утримувати в камеральних умовах, штучно заселяти відрізки стовбурів, а у польових умовах – дерева різних категорій санітарного стану. Поселення короїдів можливо рахувати в ловильних колодах, розміщених на різній відстані від узлісся і на сторонах зрубу різних експозицій. Жуків можливо мітити різними кольорами, а потім оцінювати далекість їхніх міграцій.

«Осінні» вебінари мали такі назви: «Нюх комах у лісі» (Б. Ханссон); «Екологія симбіозу короїдів і деревинників із грибами» (П. Бідерман); «Взаємодія хижак – жертва та живитель – паразитоїд» (М. Бранко); «Хімічно опосередковані взаємодії рослини з фітофагами та мікроорганізмами в лісах» (А. Хаммербахер); «Поведінкова і хімічна екологія Sirex noctilio» (Б. Сліперс).

Мурахожук їсть короїда

Лісові дерева продукують певні речовини, які забезпечують їхній ріст за висотою та діаметром, а також інші речовини, які захищають їх від проникнення шкідливих організмів: луб стає несмачним або отруйним. Інші речовини, які продукують дерева («летючі речовини»), слугують сигналом для деяких комах, що «можна спробувати» заселити дерево. Здорові дерева виділяють один набір і обсяг цих речовин, а ослаблені – інший. Комахи, що заселяють дерева та живляться під корою (зокрема, короїди), також виділяють різні речовини. Значною мірою склад цих речовин залежить від хімічного складу лубу, яким вони живляться. Спочатку комахи дають сигнал «своїм», що шлях до заселення дерева відкритий, а за високої щільності поселень, що «сюди вже не можна!».

Деякі комахи, зокрема, деревинники, не можуть виростити потомство лише годуючи його лубом, тому що деякі личинки неспроможні засвоювати целюлозу. Батьки заносять у ходи спори грибів, а міцелій, що розвивається з них, споживають личинки. Інші комахи, які є ворогами короїдів, – хижаки та паразитоїди – певним чином реагують на речовини, які виділяє дерево, і на речовини, які виділяє короїд, і таким чином знаходять свої жертви.

На використанні запахів, які виділяють дерева чи комахи, базується дія так званих феромонних пасток. Феромони застосовують для сигналізації про появу деяких комах після зимівлі або у новому регіоні, а також для вивчення теоретичних питань, які можуть стати у пригоді надалі у практиці захисту лісу. Також за допомогою феромонних пасток вивчають поширеність хижих комах і застосовують їх у програмах біологічного методу захисту рослин. Слід зауважити, що феромонні пастки у зарубіжних країнах не ламають і не крадуть, а бухгалтерія не вимагає здавати їх на склад після використання. Виробничники у країнах Південної Америки, Азії, у Новій Зеландії, не кажучи вже про Європу, сумлінно виконують прохання науковців збирати та зберігати у фіксаторі для подальшого аналізу всіх зловлених комах окремо за пунктами обліку та датами.

Для успішного використання феромонних пасток мають значення і розміщення пасток, і їхній колір, і багато інших параметрів. Вчені виявили, що навіть представники одного роду комах надають перевагу пасткам різного кольору. Денні комахи надають перевагу жовтому кольору, нічні – бурим і темним. Це є одним із пояснень швидкого розселення комах на новій території за допомогою транспортних засобів яскравих відтінків. Так ясенова смарагдова вузькотіла златка може швидко перебратися з Луганської області, куди вона нещодавно проникла, у Харківську. Комахи, які живляться на квітах, також надають перевагу жовтому кольору.

На початку 2021 року спільно робочими групами 7.03.16 (яка вже мала досвід) і 7.03.05 («Екологія та управління стовбуровими комахами») проведено нову серію вебінарів «Поведінкова та хімічна екологія стовбурових комах».

«Зимово-весняні» вебінари мали назви: «Захисні речовини рослин, біотичні та абіотичні стресори» (Н. Ербілгін); «Візуальна екологія стовбурових комах» (Й. Спесе); «Запахи рослини та феромони у лісі» (Р. Карде); «Вплив зміни клімату на поширення ареалу короїдів, угруповання та динаміку спалахів» (Б. Бентц); «Поведінкова, хімічна та інвазійна екологія Hylurgus ligniperda» (Е. Брокергоф); «Хімічна екологія короїда-типографа» (З. Незерер).

Збільшення температури повітря, тривалості й інтенсивності посух, ураганів і пожеж останніх десятиліть має наслідком погіршення стану дерев. Дослідження свідчать, що відпад дерев не є прямим наслідком посух. Посуха впливає на фізіологічні процеси дерева, внаслідок чого зменшується продукування захисних речовин (терпеноїдів, фенолів), які запобігають його заселенню короїдами. За відсутності таких речовин короїди масово заселяють дерева. Короїди часто заселяють дерева разом із офіостомовими грибами. Ці гриби руйнують захисні речовини дерев і допомагають продукувати деякі речовини, важливі для живлення та спілкування короїдів.

Дерева, що ростуть в умовах, де посухи є частими, адаптують свої фізіологічні та біохімічні процеси до нестачі вологи. Тому чергова посуха не спричиняє збільшення заселення дерев короїдами в таких регіонах. Для порівняння можемо згадати останній спалах верхівкового короїда, який охопив соснові ліси Полісся, і лише пізніше поширився у східні та південні регіони України. Насадження, які росли в умовах постійного дефіциту вологи, мають глибокі й розвинені корені, які спроможні всмоктати воду за її мінімального вмісту у ґрунті. Натомість у регіонах із близьким розташуванням ґрунтових вод дерева виявилися «непідготовленими» до посух і не змогли швидко адаптувати до нових умов свою систему захисту від шкідливих організмів.

За будь-якого спалаху масового розмноження короїдів, як і за будь-якої епідемії (у людей), епізоотії (у тварин) чи епіфітотії (у рослин), залишаються екземпляри, які не пошкоджуються і не уражуються. Ці екземпляри знищують під час санітарної рубки, що збіднює генофонд і зменшує стійкість насаджень. Саме тому не завжди вірним є рішення Європейської та Середземноморської організації карантину і захисту рослин стосовно ліквідації всіх дерев, заселених або уражених інвазійними шкідниками, або збудниками хвороб. Таке рішення може бути логічним на острові або іншій ізольований території, тоді як в умовах можливості вільного поширення збудника чи шкідника (вітром, на транспортних засобах) зупинити його неможливо. Уявіть собі вирубання всіх плодових дерев як захід боротьби з американським білим метеликом. Але подібне нас очікує, якщо будемо вирубати ясен для запобігання поширенню халарового некрозу чи ясенової смарагдової вузькотілої златки.

Факт поширення осередків короїдів на північ і вище в гори у міру потепління вже доведений. Водночас при цьому відрізняються зміни фенології дерева, короїдів та їхніх природних ворогів, порушується синхронність їхнього розвитку, й тому наслідки для динаміки популяцій шкідників і стану дерев не є однозначними. Деякі види хижаків реагують на феромони або інші речовини, які виділяють дерево чи короїд. Є ще вторинні ентомофаги, які паразитують на первинних паразитоїдах короїдів і конкурують між собою.

Певним аналогом взаємодії дерева та короїдів за зміни клімату є межа зі зрубом. В окремому проєкті були відібрані відрізки на освітленому боці узлісь завдовжки по 50 м. Жуків короїда-типографа підсаджували на дерева ялини у семи повтореннях із травня до серпня. Визначали частку успішних поселень, потенціал ґрунтової вологи, інтенсивність виділення живиці деревами, склад летючих речовин, показники мікроклімату. Доведено, що дерева на межі зі зрубом жуки заселяли інтенсивніше, ніж у контролі, причому варіювання фізіологічних показників і вмісту захисних речовин серед окремих дерев було дуже високим. Найбільш значні зміни цих показників відмічені через три місяці після утворення зрубу.

Інтересні дослідження проведені з ентомофагами, зокрема, добре знайомим нам мурахожуком, якого вирощують на ДСЛП «Харківлісозахист» і успішно вносять в осередки верхівкового короїда. Відомо, що мурахожук є спроможним живитися короїдами 27 видів, реагує на пахучі речовини і короїдів (феромони), і дерева (монотерпени). Літ жуків хижака триває 4 місяці, тобто збігається з льотом різних видів і поколінь короїдів. Жуки цього хижака сідають на заселені дерева і поїдають імаго короїдів, які виходять із-під кори. Самки мурахожука відкладають яйця на кору. Личинки проникають у ходи короїдів, живляться їхніми личинками та лялькуються в зовнішній корі. В експерименті мурахожуків утримували в посудинах, у які вміщували відрізки стовбурів із «нарощеною» товщиною кори за допомогою пап’є-маше. Доведено, що саме неспроможність лялькування мурахожука у деревах із тонкою корою обмежила застосування його у біометоді в окремих регіонах.

Таким чином короїди є й залишаться у лісі завжди. Завдання лісівників вирощувати стійкі ліси, а якщо так вже трапилося, що короїди заселили сосну чи ялину, ці дерева все одно приречені, і треба вчасно забирати деревину, поки не вилетіло нове покоління. Листяні породи, за певними винятками, витримують заселення стовбуровими шкідниками та відновлюють стан.

Валентина МЄШКОВА,
зав. лабораторії
захисту лісу УкрНДІЛГА,
“Лісовий і мисливський журнал”