Проект по изучению австралийских навозных жуков (1965–1985), задуманный и возглавляемый доктором Джорджем Борнемиссой из Организации по научным и промышленным исследованиям Содружества (CSIRO), был международным научно-исследовательским и биологическим проектом, главной целью которого был контроль загрязняющего воздействия навоза крупного рогатого скота.
Прибыв в Австралию из Венгрии в 1951 году, доктор Борнемисса, энтомолог и эколог , отметил, что австралийские сельскохозяйственные угодья покрыты большим количеством навозных подушек крупного рогатого скота. [1] Это контрастировало с полями Европы , где навоз удалялся и перерабатывался обратно в почву различными видами навозных жуков (копридов). Местные австралийские виды жуков эволюционировали вместе с сумчатыми, такими как кенгуру и вомбат , которые производят небольшие, твердые, сухие и волокнистые шарики навоза. Крупный рогатый скот был сравнительно недавно завезен в Австралию европейскими поселенцами в 1880-х годах и производит большие, мягкие, влажные навозные подушки. Местные жуки, за некоторыми исключениями, не приспособлены к использованию этого типа навоза в качестве источника пищи или места размножения, и поэтому без такой фауны навозные подушки остаются на пастбище и разлагаются в течение месяцев или даже лет. Крупный рогатый скот не будет питаться на территории пастбища, окружающего навозную подушку, а с большим количеством производимого навоза (до 12 подушек на животное в день) это сокращает площадь земли, доступной для выпаса крупного рогатого скота, на целых 200 000 гектаров (2 000 км 2 ) в год. [1] Навоз крупного рогатого скота также является основным местом размножения нескольких видов вредных мух и паразитических червей. В 1960 году Борнемисса предположил [2] , что завоз в Австралию иностранных видов навозных жуков, которые коэволюционировали вместе с коровами и крупными травоядными , будет полезен для удаления навоза, тем самым улучшая выпас скота и переработку питательных веществ, а также сокращая количество мух и червей. [3]
Общей целью проекта «Австралийский навозный жук» было создание «минифауны», то есть подсекции естественной фауны навозных жуков, интродуцированных на материковой части Австралии и в Тасмании . [2] После интродукции навозные жуки в Австралии изучались с целью определения их воздействия на:
Необходимо было проявить осторожность и ввести только те виды, которые были бы наиболее совместимы с австралийским климатом и типами почв, которые не подвергались бы большой угрозе со стороны хищников или сами не могли бы стать вредителями, и которые эффективно распространяли бы навозные кучи в течение идеального периода времени в 48 часов, чтобы свести к минимуму успешное размножение мух и червей, нарушая их репродуктивные циклы. [3]
Было подсчитано, что в Австралию необходимо будет импортировать до 160 видов навозных жуков, чтобы создать минифауну жуков, которая будет соответствующим образом адаптирована к различным австралийским климатам и типам почв. [3] Однако также было важно, чтобы никакие другие потенциальные вредители не «присосались» к жукам и не попали в Австралию. Поэтому были введены строгие карантинные меры, чтобы гарантировать, что ни один вредный вид не проникнет в Австралию.
Первые жуки, импортированные в Австралию, прибыли с Гавайев. Здесь навозные жуки, в частности вид Onthophagus gazella , уже были успешно завезены из Африки , чтобы помочь биологически контролировать численность мухи-рогача. [6] [7] Считалось, что эти жуки будут безопасным источником, поскольку единственным паразитом, присутствующим на Гавайях, которого еще нет в Австралии, является гигантская печеночная двуустка Fasciola gigantean , яйца которой не выживают после употребления в пищу жуками. Образцы O. gazella были отправлены на исследовательскую базу CSIRO в Канберре , где они содержались на карантине и наблюдались перед потенциальным выпуском. К сожалению, прямой импорт с Гавайев оказался нецелесообразным, поскольку было обнаружено, что жуки были заражены потенциально опасными пиэмотидными клещами . По этой причине эти конкретные жуки никогда не выпускались на австралийские пастбища. [3]
Однако зараженные клещами жуки не были уничтожены, а вместо этого использовались для выведения новых поколений жуков в стерильных условиях. Яйца навозных жуков были погружены в 3% формалин на 3 минуты для стерилизации, затем упакованы в скрученные вручную шарики из навоза для инкубации. Эти яйца успешно развились во взрослых жуков и были среди тех, что были в первых партиях, выпущенных в дикую природу 30 января 1968 года в Лансдауне, недалеко от Таунсвилла , Квинсленд . Этот метод карантина был впоследствии принят на исследовательской базе CSIRO в Претории, Южная Африка, с дополнительным этапом транспортировки яиц по воздуху в герметичных контейнерах со стерильным торфяным мхом. [3]
В первые годы проекта вид навозного жука O. gazella , который был способен удалять навозные подушечки всего за 24 часа, показал наибольшие перспективы для закрепления в Австралии. После того, как первые стада были выпущены на пастбища в Северном Квинсленде в 1968 году, цифры повторного отлова жуков показали, что вид распространялся со скоростью 50–80 км за сезон, включая колонизацию двух островов, острова Магнетик и острова Палм , в 10 км и 30 км от берега соответственно. К апрелю 1970 года O. gazella прочно обосновался на площади 400 км 2 . [3]
Однако эти показатели не были одинаково высокими во всех районах Австралии в любое время сезона или года, и поэтому показали, что Австралии понадобится ряд других видов навозных жуков, чтобы заполнить пробелы в активности O. gazella . [3]
Чтобы найти подходящую минифауну жуков для Австралии, Борнемисса создал Австралийский исследовательский центр навозных жуков в Претории, Южная Африка, чтобы найти виды, которые дополнили бы работу O. gazella . Южная Африка была выбрана в качестве места для изучения навозных жуков по нескольким причинам. Во-первых, существует большое количество различных видов, из которых можно выбирать (около 800 видов только к югу от рек Замбези и Кунене ), [10] и эти виды ко-эволюционировали вместе с крупными полорогими (например, африканским буйволом ) в течение многих тысяч лет. [8] Также существуют гомологии между субтропическим климатом областей двух стран. Политический климат в других частях Африки и более продвинутый характер научных исследований в Южной Африке также сделали ее идеальным местом. Научно-исследовательский институт защиты растений в Южной Африке финансировал большую часть работы на этой исследовательской базе. [8] [10] Дополнительные полевые станции также поддерживались в Кейптауне в 1978–1980 годах и в заповеднике Хлухлуве в 1981–1986 годах. [8]
Целью было найти жуков, которые максимально соответствовали бы 8 критериям отбора:
Хотя большая часть этих исследований проводилась в Южной Африке, было признано, что дальнейшее изучение в других регионах мира будет полезным для выбора видов навозных жуков для внедрения в австралийский климат, не соответствующий климату Южной Африки. С этой целью в Монпелье , Франция , было создано еще одно исследовательское подразделение в качестве базы для изучения европейских видов, которые могут быть более подходящими для внедрения в более прохладные южные районы Австралии. [11]
В Претории были проведены два типа полевых исследований для выявления жуков, которые могли бы быть пригодны для экспорта в Австралию. Во-первых, исследователи совершили обзорные поездки в места по всей Южной Африке, чтобы собрать данные о биоразнообразии и экологическом изобилии фауны жуков в регионе, а также об условиях окружающей среды, предпочитаемых различными видами. Во-вторых, виды, отмеченные как потенциальные кандидаты для биологического контроля, затем были собраны и доставлены обратно в лабораторию исследовательской базы , где проводились эксперименты для определения таких вещей, как биология жуков, привычки, способность утилизации навоза, репродуктивные циклы и способность выдерживать процедуры карантинирования. [3] Необходимо было разработать и зарегистрировать методы размножения навозных жуков в больших количествах, и эта информация была отправлена на исследовательскую базу в Австралии. Кроме того, были проведены обширные исследования в родной среде обитания жуков, чтобы изучить их вероятные закономерности распространения в Австралии и, таким образом, помочь в выборе мест для их интродукции. [10] Более поздние исследования [3] [12] показали, что соответствие специфике среды обитания является одним из важнейших факторов, определяющих, сможет ли интродуцированный вид успешно прижиться.
Образцы жуков, которые уже были успешно завезены в Австралию, также были собраны для дальнейшего изучения. Это было важно для обогащения генофонда видов жуков в Австралии и снижения вероятности вымирания любого вида из-за болезни или случайной мутации . Генетические варианты также были импортированы на Гавайи для обогащения генетического разнообразия в этом регионе и в качестве благодарности острову за сотрудничество в исследовании. [10]
По прибытии в исследовательский центр в Канберре яйца жуков переносились в навозные шарики и инкубировались. Затем взрослых жуков разводили в инсектариях в течение двух или более поколений в стерильных условиях, чтобы исключить возможность совместного размножения паразитических клещей или эндемичных для Африки заболеваний, таких как ящур. [1] Некоторые виды жуков были отбракованы на этом этапе и впоследствии не выпускались на пастбища, поскольку возникали трудности с выращиванием тех, которые входили в период покоя, а некоторые просто не выдерживали строгих процедур карантина.
Жуки, которые успешно выжили и размножились, отправлялись по воздуху или по дороге сотрудничающим фермерам или сотрудникам CSIRO. [13] Их упаковывали в вентилируемые ящики с влажным торфом, и тысячи за раз просто высыпали на свежие навозные подушки в выбранных местах выпуска. Было замечено, что большинство жуков мгновенно зарывались в навоз. [10] С тех пор фермеры помогали контролировать распространение и активность жуков и возили идентификационные карточки в своих транспортных средствах, чтобы иметь возможность отслеживать активность жуков. [1]
В оригинальной обзорной статье Борнемиссы говорится, что к 1975 году было выпущено 23 вида навозных жуков, включая 3 генетических варианта. [3] К 1984 году это число составило 43 вида, [14] хотя было обнаружено, что 20 из них не смогли прижиться. Помимо первоначальной «звезды» программы, Onthophagus gazella , прижившись хорошо, другие виды, такие как Euoniticellus intermedius , Onthophagus binodis и Liatongus militaris, как было показано, размножались тысячами и стали достаточно многочисленными, чтобы позволить перенос субпопуляций определенных колоний для приживания в новых районах. [15]
Проект «Австралийский навозный жучок» завершился в 1986 году, когда Австралийский комитет по исследованиям мяса (AMRC), который затем стал Австралийской корпорацией по исследованиям и развитию мяса и животноводства, прекратил финансирование из-за смещения фокуса своей работы с производства на ферме на маркетинг за ее пределами. [1] [15]
В 1998 году интерес к проекту возродился, когда Джон Фихан, менеджер Soilcam, был приглашен группой по уходу за навозом Taroom Shire Landcare Group для проведения семинара по использованию навозных жуков. Это привело к тому, что Soilcam возглавила двухнедельное исследование фауны навозных жуков в юго-восточном Квинсленде. В следующем декабре группы заинтересованных сторон, включая скотоводов, ученых, правительственные учреждения и общественные группы, встретились в Брисбене, чтобы обсудить будущее направление деятельности по борьбе с навозными жуками в Австралии, и это, в свою очередь, привело к формированию Национального руководящего комитета по борьбе с навозными жуками под председательством Мика Александра. Этот комитет предложил осуществить проект по борьбе с навозными жуками в Квинсленде, что стало реальностью благодаря финансированию Национального фонда наследия в октябре 2000 года. [15]
Целью проекта Queensland Dung Beetle Project было проведение первого всеобъемлющего и количественного исследования распределения и численности навозных жуков по всему Квинсленду с момента первоначального проекта CSIRO, а также перераспределение успешных интродуцированных видов в другие районы, где они могли бы быть полезны. Этот проект назывался « Улучшение устойчивых систем управления земельными ресурсами в Квинсленде с использованием навозных жуков » и продолжался два года с января 2001 по декабрь 2002. [15]
В проекте Queensland Dung Beetle использовались ловушки-ямки на участках по всему Квинсленду для отлова навозных жуков, которые затем были идентифицированы и зарегистрированы. Из 29 видов, завезенных в Квинсленд в ходе проекта Australian Dung Beetle Project 1965–1985 годов, 15 из них были повторно пойманы в 2001–2002 годах. Наиболее многочисленными и широко распространенными из них были Onthophagus gazella и Euoniticellus intermedius . Некоторые виды, включая Copris diversus и Onitis westermanni , выпущенные в ходе первоначального проекта CSIRO, вообще не были обнаружены в проекте Queensland Dung Beetle Project, что позволяет предположить, что они не прижились. Другие, например Onthophagus obliquus и Sisyphus infuscatus, были обнаружены с момента их первоначального выпуска, но также не были обнаружены в ходе этого исследования. Проект определил три вида, а именно Onitis caffer , Copris elphenor и Onitis vanderkelleni , как кандидатов на перераспределение в другие районы Квинсленда. Они были выбраны потому, что, хотя они не были широко распространены в Квинсленде, они успешно обосновались в районах, где были обнаружены, и имели желаемые быстрые возможности закапывания навоза. [15]
Проект по навозным жукам Квинсленда пришел к выводу, что одним из результатов исследования стало подтверждение «выдающегося успеха» первоначального проекта CSIRO по отбору и внедрению навозных жуков в Австралию, и « воздействие этого на почву, воду и здоровье пастбищ, а также на контроль вредных мух, несомненно, стоит многих миллионов долларов в год ». [15] В дополнение к этому, успех австралийского проекта по навозным жукам, как утверждается, является причиной того, что австралийцы теперь могут наслаждаться культурой кафе, поскольку вплоть до 1950-х годов кустарниковые мухи были настолько проблематичными, что ресторанам и кафе было незаконно предлагать обеды на открытом воздухе, если специально отведенная зона не была огорожена сеткой от мух. [1] [16] Однако меньший эффект был оказан на сокращение популяции буйволовой мухи . Этот вид кровососущих мух остается вредителем для скота в Австралии, хотя они присутствуют, но не являются вредителями в Южной Африке. Были высказаны предположения [17] , что Австралии необходимо дополнительно заселить виды хищных жуков (например, гистерид), чтобы помочь сократить численность этих мух.
Отчет Пенни Эдвардс из Landcare Australia в 2007 году [14] показал, что 23 вида жуков, которые были завезены в Австралию во время проекта CSIRO, все еще были укоренившимися видами, тогда как 20 не смогли укорениться (см. таблицу 1). В отчете рекомендовалось, чтобы для завершения работы, начатой в рамках проекта Australian Dung Beetle Project, необходимы дальнейшие действия для:
Проект Dung Beetle Ecosystem Engineers начался в 2017 году и продлится до 2022 года. Основной целью проекта было расширение ареала обитания навозных жуков в Австралии и анализ их эффективности для производителей скота. Финансирование проекта было предоставлено Министерством сельского хозяйства и водных ресурсов правительства Австралии в рамках его программы Rural R&D for Profit, компанией-донором MLA и различными партнерами проекта.
В 2018 году Джон Фихан зафиксировал в Канберре первое лето без мух, что он объяснил появлением навозных жуков. [18]
Разновидность | Страна происхождения | Всего выпущено | Первый выпуск | Последний релиз | Районы выпуска | Установлены области | Тип пастбища |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Бубас бизон | Франция, Испания | 1,613 | Апрель 1983 г. | 1996 (не CSIRO) | Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Западная Австралия | Зимние осадки |
Коприс элфенор Клуг | ЮАР | 2,287 | Январь 1977 г. | Май 1983 г. | Квинсленд | Квинсленд | Летние осадки |
Copris hispanus Линнея | Испания | 294 | Октябрь 1983 г. | Июнь 1994 г. | Вашингтон | Вашингтон | Зимние осадки |
Euoniticellus africanus Гарольд | ЮАР | 49,009 | Октябрь 1971 г. | Февраль 1984 г. | Новый Южный Уэльс, Квинсленд, Южная Австралия, Тасмания, Виктория, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Квинсленд | Летние осадки |
Euoniticellus fulvus Гёзе | Франция, Турция | 76,944 | Март 1978 г. | Февраль 1983 г. | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Тасмания, Виктория, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Тасмания, Виктория, Вашингтон | Зимние осадки |
Euoniticellus intermedius Reiche | ЮАР | 248,637 | Ноябрь 1971 г. | Февраль 1984 г. | АКТ, Новый Южный Уэльс, Северная Каролина, Квинсленд, ЮАР, Вик, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд, Южная Австралия, Виктория, Вашингтон | Летние осадки |
Euoniticellus pallipes Фабрициус | Иран, Турция | 46,642 | Март 1977 г. | Сентябрь 1982 г. | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Западная Австралия | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Виктория, Вашингтон | Зимние осадки |
Geotrupes spiniger Маршам | Франция | 12,082 | Апрель 1979 г. | Декабрь 1983 г. | ACT, Новый Южный Уэльс, Тасмания, Виктория | ACT, Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Тасмания, Виктория | Зимние осадки |
Liatongus militaris Кастельно | Южная Африка (через Гавайи) | 70,450 | Январь 1968 г. | Ноябрь 1979 г. | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд | Летние осадки |
Онитис Алексис Фабрициус | ЮАР | 186,441 | Август 1972 г. | Февраль 1984 г. | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд, Южная Австралия, Виктория, Вашингтон | Осадки, летние осадки, зимние осадки |
Онитис айгалус Фабрициус | ЮАР | 18,682 | Январь 1977 г. | Январь 1982 г. | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Западная Австралия | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Виктория, Вашингтон | Зимние осадки |
Онитис кафер Богеман | ЮАР | 8,738 | Октябрь 1979 г. | Апрель 1984 г. | Вашингтон | Квинсленд, Новый Южный Уэльс, Южная Австралия | Летние осадки, зимние осадки |
Onitis pecuarius Лансберга | ЮАР | 11,395 | Ноябрь 1976 г. | Май 1979 г. | Новый Южный Уэльс, Квинсленд | Новый Южный Уэльс, Квинсленд | Летние осадки |
Онитис Вандеркеллени Лансберге | Кения, Руанда, Заир | 10,852 | Октябрь 1974 г. | Февраль 1982 г. | Новый Южный Уэльс, Квинсленд | Квинсленд | Летние осадки |
Онитис виридулус Бохеманна | ЮАР | 8,008 | Сентябрь 1976 г. | Июль 1980 г. | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд, Вашингтон | Летние осадки |
Онтофагус бинодис Тунберг | ЮАР | 173,018 | Октябрь 1971 г. | Февраль 1982 г. | Новый Южный Уэльс, Квинсленд, ЮАР, Тас, Вик, Вашингтон, остров Норфолк | Новый Южный Уэльс, Квинсленд, ЮАР, Тас, Вик, Вашингтон, остров Норфолк | Зимние осадки |
Газель Фабрициус | ЮАР | 420,415 | Февраль 1968 г. | Февраль 1984 г. | АКТ, Новый Южный Уэльс, Северная Каролина, Квинсленд, ЮАР, Тас, Вик, Вашингтон, остров Норфолк | АКТ, Новый Южный Уэльс, Северная Каролина, Квинсленд, ЮАР, Вашингтон, остров Норфолк | Летние осадки |
Onthophagus nigiventris d'Orbigny | Восточная Африка | 29,960 | Май 1975 г. | Март 1983 г. | Новый Южный Уэльс | Новый Южный Уэльс | Летние осадки |
Онтофагус косой | Нигерия, Сенегал, Заир | 9,300 | Январь 1976 г. | Ноябрь 1977 г. | Квинсленд, Северная Каролина | Квинсленд | Летние осадки |
Онтофагус стрелец | Шри-Ланка (через Гавайи) | 9,075 | Январь 1968 г. | Март 1977 г. | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Северная Территория | Летние осадки |
Онтофагус таурус Шребера | Испания, Греция, Италия, Турция | 164,499 | Февраль 1975 г. | Январь 1984 г. | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Тасмания, Виктория, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Южная Австралия, Тасмания, Виктория, Вашингтон | Зимние осадки |
Sisyphus rubrus Paschalidis | ЮАР | 85,933 | Март 1973 г. | Февраль 1980 г. | Новый Южный Уэльс, Квинсленд, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Квинсленд | Летние осадки |
Сизиф колючий | ЮАР | 36,125 | Март 1972 г. | Декабрь 1978 г. | Новый Южный Уэльс, Северная Территория, Квинсленд, Вашингтон | Новый Южный Уэльс, Квинсленд | Летние осадки |
Общий: | 1,680,399 | ||||||
Ключ: § изменено на основе таблицы Эдвардса (2007) [14] с некоторой дополнительной информацией из Эдвардса и др. (2007) [5] и African Dung Beetles Online [19] |