Остановить шелкопряда
Открытие новосибирского энтомолога Сергея ПАВЛУШИНА может спасти леса от нашествия вредителей и при этом не навредить природе
Сергею Павлушину 36 лет, родители — известные в Новосибирске художники-анималисты Виктор и Наталья Павлушина. Страсть к рисованию животных сыну не передалась, но интерес к живой природе был с раннего детства. Интерес же к науке привила Наталья Викторовна Богомолова, в 2004 году она организовала экологическую школу при Институте систематики экологии животных (ИСиЭЖа) СО РАН. В этой группе были старшеклассники лицея №9, где учился Сергей, и ребята из «Юниора». Они постигали азы микробиологии и биологии в целом, выезжали на биостанцию в Карасук, наиболее способные ребята участвовали в научной работе. И потом, учась в аграрном университете, Сергей продолжал заниматься и диплом писал на тему, с которой они работали в ИСиЭЖ.
— Наталья Викторовна Богомолова, к сожалению, ушла из жизни. Это она наладила поток школьников в ИСиЭЖ, который затем перетекал в студенчество, многие выбрали биологию профессией и состоялись в ней. К примеру, Илья Долгов сейчас идёт по стопам Николая Дроздова, ведущего телепередачи «В мире животных», — ведёт блог и передачи на телеканале «Живая планета». Одним из учеников Натальи Викторовны был Вячеслав Викторович Мартемьянов, заведующий нашей лабораторией экологической физиологии, — рассказывает Сергей Павлушин, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ИСиЭЖ СО РАН. — А дочь Натальи Викторовны Смирнова Наталья Валентиновна сейчас сама привлекает школьников к научной работе в институте почвоведения, где она работает.
Начиналось всё с президентской программы. В 2005 году Сергей Павлушин и ещё два ученика экошколы прошли отборочные этапы и были приглашены на конференцию школьников в Москву, стали там лауреатами и вернулись в Новосибирск победителями. Это были первые шаги в науке, такая победа, конечно, окрыляет. Насекомые, крылатые и не только, всегда привлекали внимание Сергея. Почему именно непарный шелкопряд, спросите вы? Во-первых, он относительно крупных размеров, на нём удобно изучать физиологию. Во-вторых, тема действительно актуальная.
«Несмотря на ясное, солнечное утро, окружающая нас картина была чрезвычайно мрачной. Мы пробирались сквозь погибший лес… Местные промышленники рассказывали нам о мертвой тайге и причинах гибели леса. Вдруг появились вредители: пихтовая пяденица, “монашенка” и непарный шелкопряд… И откуда только взялась ее такая масса, негде ногою ступить, на ветках, на коре, на земле — всюду гусеницы. Они ползают, едят, точат. Словно густым туманом окутала паутина тайгу, поредела и пожелтела на деревьях хвоя. Лес заглох. К осени тайга покрылась пятнами погибшего леса. На следующий год вредителя появилось во много раз больше. Шел он стеною, оставляя позади себя обреченные на смерть пихтовые деревья…», — из книги писателя, инженера-геодезиста Григория Федосеева «Мы идём по Восточному Саяну».
Шелкопряд как бабочка — вполне безобидное существо, самки и самцы внешне очень различаются, этим и объясняется название. Опасность представляет именно гусеница, и здесь есть разница: гусеницы непарного шелкопряда предпочитают листья, повреждают почти все лиственные породы, часть хвойных, многие виды кустарников; а гусеницы сибирского шелкопряда питаются хвоей почти всех хвойных пород.
— Если лиственные леса к непарному шелкопряду более-менее устойчивы (просто на один-два года «ставится на паузу» функциональность леса из-за временного отсутствия листьев и нарушения фотосинтеза), то хвойники гибнут на корню, — рассказывает Сергей Павлушин. — А сибирский шелкопряд, если идёт крупная вспышка, уничтожит всё — эти территории могут быть потеряны. 20 лет назад проводились мониторинги, и выяснилось, что в результате вспышек вредителей было потеряно до пяти процентов всех хвойных лесов Сибири. Это не считая пожаров, источниками которых часто становятся такие леса.
Только за 2023 год, по официальным данным, сибирским шелкопрядом было повреждено около 1,7 млн га лесных территорий, это порядка 45% повреждений всеми видами вредителей. Больше 30% приходилось на непарного шелкопряда.
Эти два изучаемых вида берут на себя большую часть наносимых повреждений. В Новосибирской области непарный шелкопряд просыпается в мае, когда из осенних кладок начинают вылупляться гусеницы, и это время — с мая по июль — самый пик работы для исследований. Дачники и любители леса наверняка видели и бабочек, и гусениц на дачных участках и в лесу, но массовую вспышку пропустить трудно. На этих вредителей практически нет хищников, птицы их не едят из-за волосков, опасных и для человека.
— На Алтае, где непарный шелкопряд — большая проблема, он повреждает всё подряд. Выходишь на заправке и видишь на асфальте «дорожки» из бабочек и яйцекладок, и вокруг всё залеплено ими, — продолжает Сергей. — Плюс ко всему и непарный шелкопряд, и особенно сибирский вызывают аллергию. Не стоит их брать в руки. Волоски гусеницы очень ломкие, чешуя и пушок бабочек при вдыхании и попадании на открытые участки тела вызывают раздражение, у человека может очень быстро развиться аллергия. Для нас самих аллергия — профессиональная вредность, работаем в масках и перчатках.
Вспышка непарного шелкопряда на Алтае.
Работа Сергея Павлушина и его коллег была направлена на то, чтобы оценить, насколько быстро непарный шелкопряд адаптируется, как формируются вспышки. Проведённые исследования позволили впервые в мире показать влияние затяжного весеннего развития насекомых на их физиологические параметры и чувствительность к вирусным и бактериальным заражениям. Наука в одиночку не делается, это всегда командная работа. И, получив награду из рук Президента Владимира Путина, в своём выступлении Сергей Павлушин заметил: «Конечно, без тесного сотрудничества с другими коллективами, не только Новосибирска, но и других городов, получить столь значимые результаты было бы невозможно, поэтому особая благодарность всем нашим коллегам».
Вручение премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых учёных за 2023 год.
Наблюдая за скоростным распространением непарного шелкопряда, новосибирские учёные выезжали в разные регионы и доехали до Ханты-Мансийска. Вредитель дошёл до границы бореальных лесов — 61-й параллели, из-за глобального потепления ареал его распространения отодвинулся на север на 400 километров только за последние 10 лет.
Сейчас против непарного шелкопряда применяются химические препараты, территории, заселённые гусеницами непарного шелкопряда, обрабатывают пестицидами, разрешёнными к применению на территории Российской Федерации. Однако их нельзя использовать в водоохранных зонах, вокруг населённых пунктов и вдоль рек. По результатам весенних обследований в 2023 году только в Новосибирской области требовалось обработать от непарного шелкопряда 58 тысяч гектаров леса — это территории Доволенского, Карасукского, Каргатского, Куйбышевского, Купинского и Татарского лесничеств.
По информации Рослесинфорга, площадь наземных работ по локализации и ликвидации очагов вредных организмов с 2019 года выросла почти в 4 раза. Самый безопасный для экологии способ защиты лесов — это биометод, когда с насекомыми борются не химическими средствами, а с помощью естественных врагов, например, бактериального происхождения.
Главная ценность открытия Сергея Павлушина и его коллег — найден вирусный штамм, который помогает бороться с массовыми вспышками вредителей и сокращать их численность на протяжении нескольких лет. Этот штамм уже запатентован, на его основе будет создан инсектицидный препарат.
— Как биологам нам важен подход наименьшего вмешательства в экосистему. Сейчас наше изобретение проходит заключительные стадии для регистрации, это длительная процедура, тут мы никак не можем повлиять. Вирусный штамм поражает гусениц сибирского и непарного шелкопряда. Были получены хорошие результаты на капустной белянке, луговом мотыльке и табачном бражнике. Ещё предстоит понять, какие экономически значимые виды можно включить, — говорит учёный.
Если при массовой вспышке непарного шелкопряда использовать инсектицид на основе вирусного штамма, как предлагает Сергей Павлушин, вирусы могут передаваться в следующем поколении вредителей, потомство на следующий год уже будет с немалым количеством носителей, через год их будет ещё больше, в итоге это приведёт к значительному снижению численности и не потребуется многократной обработки. Остаётся заметить, что для человека вирусы насекомых безвредны.
В истории, которую мы рассказали, возможно, мало лирики, но она есть в жизни молодого учёного Сергея Павлушина. Это увлечение музыкой, игра на гитаре, дайвинг в тёплых морях, дружба с коллегами-астрофизиками, которые снимают сериал из короткометражек о Марсе. На самом деле от микрокосмоса до макрокосмоса не такой уж большой путь. Всё дело — в глазах смотрящего и в желании успеть сделать что-то стоящее.
