Но что, если эта гусеница заражена личинками крошечной паразитической осы — еще одного средства биологической борьбы с вредителями?. За кого сейчас болеть, за птицу или за осу?
Новое исследование ученых из Мичиганского университета предполагает, что садовник должен болеть за них обоих, а точнее — за борьбу между хищником и паразитом.
Ученые из UM обнаружили, что такое соревнование — даже когда оно включает в себя убийство и поедание одного существа другого в ходе того, что экологи называют внутригильдийным хищничеством, — усиливает и стабилизирует системы биологического контроля.
«Конкуренция между агентами по борьбе с вредителями может фактически помочь подавить проблемы с вредителями, действуя как система сдержек и противовесов, ограничивая чрезмерную эксплуатацию любым из них», — сказала Тереза Онг, докторант UM и ведущий автор статьи, которую планируется опубликовать в Интернете. 20 в журнале Nature Communications.
«Таким образом, соединение двух нестабильных систем приводит к противоречивому результату создания стабильной, более разнообразной системы», — сказал Онг. Соавтором статьи является научный руководитель Онга Джон Вандермейр с кафедры экологии и эволюционной биологии Университета штата Мичиган.
Онг и Вандермейр говорят, что результаты их исследования компьютерного моделирования имеют потенциальное применение для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, особенно в органическом сельском хозяйстве, где использование синтетических пестицидов запрещено.
«Многие традиционные фермеры и защитники окружающей среды разделяют популярную идею о том, что мир природы предлагает экосистемные услуги, которые способствуют стабильности, продуктивности и устойчивости сельского хозяйства», — сказал Вандермер. "Это резко контрастирует с более индустриальным взглядом на ферму как на поле битвы, на котором необходимо побеждать врагов производства."
Онг и Вандермейр утверждают, что для достижения эффективного контроля в сельском хозяйстве без использования пестицидов «мы должны отказаться от редукционистского анализа в пользу более целостных подходов, учитывающих сложную природу экосистем."
На протяжении десятилетий фермеры пытались бороться с вредителями сельскохозяйственных культур, выпуская естественных врагов этих вредителей в качестве агентов биологической борьбы. В Соединенных Штатах, например, небольшие паразитические осы, божьи коровки, златоглазки и клопы-девицы были выпущены на поля люцерны для нападения на личинок люцернового долгоносика.
Но системы биологического контроля оказалось трудно стабилизировать. Часто специализированные агенты борьбы, которые могут включать различных хищников, паразитов и патогенов, слишком хороши в своей работе.
Они уничтожают вредителей, которые их кормят, и в конечном итоге вымирают, что приводит к возрождению вредителей.
Экологи называют это парадоксом биологической борьбы: самые эффективные средства борьбы иногда вызывают самые экстремальные вспышки вредителей.
Ситуация усложняется, когда за вредителей борются несколько агентов борьбы.
Многие экологи полагают, что конкуренция между хищниками, паразитами и патогенами ослабляет и дестабилизирует системы биологического контроля.
Но в своей статье Nature Communications Онг и Вандермейер показывают, что отдельно нестабильные агенты контроля могут объединяться для создания эффективной программы борьбы с вредителями со стабильностью, напоминающей естественные системы.
"В Мексике, где наша группа работала над биологическим контролем на кофейных фермах в течение последних 20 лет, одно из основных насекомых-вредителей кофе, очевидно, контролируется хищником — божьей коровкой — и грибковым патогеном, который соответствует базовые рамки, которые мы установили в этой теории ", — сказал Вандермейер. "Изменчивость, которую мы видим в этой системе из года в год, возможно, отражает своего рода одновременную изменчивость и стабильность, предлагаемую этой базовой теорией."
Примером системы биологического контроля, включающей хищника, паразита и вредителя, является огород на заднем дворе, где гусеницы питаются растениями, крошечные паразитические осы откладывают яйца внутри гусениц, а синицы с черными шапками поедают гусениц.
Птицы и осы соревнуются за имеющихся гусениц. Иногда цикады непреднамеренно поедают гусениц, содержащих личинки ос, убивая при этом потенциальных конкурентов. Это хищничество внутри гильдии.
Другой пример хищничества внутри гильдии можно найти в Йеллоустонском национальном парке, где волки иногда убивают койотов, которые охотятся на те же ресурсы, что и волки: лосиных телят и оленят-мулов.
Экологи предположили, что хищничество внутри гильдий и другие формы конкуренции препятствуют усилиям по биологическому контролю.
Но исследование Онга и Вандермеера показывает, что это не всегда так.
«Когда два агента борьбы объединяются в саду на заднем дворе, птица не дает осе чрезмерно использовать ресурсы вредителей, поедая ос внутри гусениц», — сказал Онг. "И оса помогает снизить скорость роста гусениц до уровня, с которым птицы могут в достаточной мере справиться."