Перелетная саранча | |
---|---|
Самка перелетной саранчи | |
Научная классификация | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | Анималия |
Тип: | Членистоногие |
Сорт: | Насекомые |
Заказ: | Прямокрылые |
Подотряд: | Целифера |
Семья: | Acrididae |
Подсемейство: | Эдиподины |
Племя: | Локустини |
Род: | Локуста Линнея , 1758 |
Разновидность: | L. migratoria |
Биномиальное имя | |
Мигрирующая саранча | |
Синонимы | |
|
Перелетная саранча , Locusta migratoria (Linnaeus, 1758), является единственным видом в роде Locusta. Она принадлежит к саранчовым — виду кузнечиков с полиморфизмом фазиса — так же, как пустынная саранча или красная саранча . Перелетная саранча может образовывать плотные, мобильные стаи взрослых особей и огромные полосы личинок. Это наиболее широко распространенный вид саранчи во всем Старом Свете, от уровня моря до более чем 4000 м в горах Центральной Азии. Перелетная саранча является крупным вредителем во многих регионах, в основном в тропиках, и считается самым важным сельскохозяйственным вредителем в некоторых странах (Lecoq, 2023).
Перелетная саранча обладает одним из самых больших известных геномов среди насекомых , размером 6,5 Гбн [1] . [2]
Согласно Файлу видов прямокрылых, в настоящее время различают два подвида: Locusta migratoria migratoria (Linnaeus, 1758) и Locusta migratoria migratorioides (Reiche & Fairmaire, 1849).
В прошлом были описаны многочисленные подвиды (до двадцати, см. ниже), некоторые из которых никогда не назывались, а просто упоминались по их географическому происхождению. С 1980-х годов различные авторы подвергали сомнению эти различия и продемонстрировали, что простая морфометрия, распределение, количество поколений и т. д. являются неподходящими критериями для определения подвидового статуса данной популяции перелетной саранчи. Недавние анализы молекулярной биологии (в частности, Ma et al., 2012 на основе большой географической выборки) четко разделили Locusta migratoria всего на два подвида, L. m. migratoria (в умеренных зонах) и L. m. migratorioides (пантропический).
Перелётная саранча — наиболее распространённый вид саранчи. Она встречается по всему Старому Свету, от уровня моря до высот более 4000 м в горах Центральной Азии. Два подвида охватывают различные климатические регионы, причём важную роль играют географические барьеры и температура. Подвид Locusta m. migratoria распространён по всем умеренным зонам Евразийского континента: его северная граница примерно совпадает с южной границей хвойных лесов Европы и Азии. L. m. migratorioides распространён в тропических районах Африки, Южной Европы, Аравии, Индии, Южного Китая, Юго-Восточной Азии и Австралии.
Перелетная саранча в основном злакоядна. В умеренных зонах подвид L. m. migratoria обычно ассоциируется с поймами и дельтами рек (реки Янцзы и Хуанхэ в Китае, дельты Волги, Кумы и Терека на юге России, дельты Амударьи и Сырдарьи в Казахстане и дельта Дуная в Румынии). В тропиках подвид L. m. migratorioides также часто ассоциируется с поймами (внутренняя дельта Нигера в Мали, бассейн озера Чад, дельта Окаванго в Ботсване). В других регионах, таких как Мадагаскар, местообитаниями являются травянистые саванны, которые становятся благоприятными в теплое время года под воздействием муссонных дождей.
Мигрирующая саранча полифенична . Она переходит между двумя основными фенотипами в ответ на плотность популяции: одиночная фаза и стадная фаза. По мере увеличения плотности популяции саранча постепенно переходит из одиночной фазы в стадную фазу с промежуточными фазами:
Пигментация и размер перелетной саранчи различаются в зависимости от ее фазы (стадная или одиночная форма) и ее возраста. Стадные нимфы имеют желтовато-оранжевый покров с черными пятнами; одиночные нимфы зеленые или коричневые. Стадная взрослая особь коричневатая с желтым, причем последний цвет становится более интенсивным и обширным по мере созревания. Одиночная взрослая особь коричневая с различной степенью зеленого цвета в зависимости от цвета растительности. Стадные взрослые особи различаются по размеру от 40 до 60 мм в зависимости от пола; они меньше, чем одиночные взрослые.
Фазовый переход может быть опосредован метилированием ДНК в мозге. Экспрессия гена ДНК-метилтрансферазы Dnmt3 высока в мозге стадной формы, снижается у стадной саранчи, когда она изолирована, и повышается у одиночной саранчи, когда она скучена. Нокдаун снижает фазозависимую локомоторную активность. [3] Транскрипционно Dnmt3 связан с фазоядерным транскрипционным фактором, гормональным рецептором HR3. [3]
В тропических районах подвид L. m. migratorioides развивается непрерывно, давая 4-5 поколений в год в одиночной фазе и только 3 поколения в стадной фазе. Яйца откладываются в почву, предпочтительно влажную. Легкие песчаные почвы являются наиболее благоприятными для откладки яиц. В теплое время года эмбриональное развитие длится около 10 дней (до 50 в зависимости от температуры или засушливых условий). Существует пять нимфальных возрастов (редко 6 или даже 7), и развитие нимфы завершается примерно за 3 недели (немного дольше в стадных популяциях, в зависимости от температуры). Молодые одиночные взрослые особи совершают ночные миграции, чтобы найти области, где условия благоприятны для размножения. Когда условия окружающей среды оптимальны, половое созревание происходит быстро, и первые яйца откладываются примерно через 15 дней после последней линьки нимфы. В дикой природе каждая самка откладывает всего от 1 до 3 яйцевых коробочек (6 — это максимум, редко достигаемый в дикой природе). Эти кубышки откладываются с интервалом от 5 до 30 дней, в зависимости от температуры. Количество яиц на самку варьируется в зависимости от фазы: 66-116 у одиночных самок, 39-66 у стайных самок. Весь жизненный цикл в тропиках (от яйца до первой кладки) занимает около 2 месяцев. Взрослые особи живут до 3 месяцев.
В умеренных зонах подвид L. m. migratoria завершает одно поколение в год и претерпевает эмбриональную диапаузу. В популяциях между умеренными и тропическими зонами диапаузирующие и недиапаузирующие яйца могут присутствовать в одной и той же яйцевой коробочке. Откладка яиц происходит в августе-сентябре в легкой песчаной почве. Яйца проводят зиму в диапаузе. На одну самку приходится не менее 1-3 яйцевых коробочек (2-3 в южных частях ареала и только 1 в северных частях). Каждая яйцевая коробочка содержит 60-80 яиц (в крайних случаях 40-120). Инкубационный период яиц зависит от широты и года, в частности от степени затопления. В среднем яйца остаются в земле около 9 месяцев, прежде чем вылупляются следующей весной. Они вылупляются в период с начала мая по начало июня (с конца апреля по середину июля в зависимости от области и температуры). Существует 5 нимфальных возрастов, которые развиваются в среднем от 40 до 45 дней на севере ареала и от 35 до 40 дней на юге. Взрослые особи появляются с июня по начало июля, иногда оставаясь до ноября в более теплых регионах. Спаривание начинается через 2–4 недели после появления имаго, а самки начинают откладывать яйца через 2–3 недели (обычно в конце июля). В зависимости от продолжительности и суровости зимы может появиться второе поколение, но обычно все нимфы этого второго поколения умирают к поздней осени. Продолжительность жизни взрослых особей составляет около 90 дней в северной части ареала вида и 120–150 дней в южных частях. Популяции L. m. migratoria считаются относительно малоподвижными. Большинство миграционных перелетов локальны, и откладка яиц происходит в одном и том же районе, но иногда, в зависимости от погодных условий, могут происходить массовые перемещения стай, которые могут распространяться на сотни километров на близлежащие территории. В прошлом расстояния, преодолеваемые за одно поколение стаями L. m. migratoria в умеренной Европе — от района вылупления в дельте Дуная (важный район сегрегации), — достигали 2500 км и были сопоставимы с расстояниями, преодолеваемыми L. m. migratorioides в тропической Африке.
Хойл в 1953 году обнаружил, что повышенный внеклеточный K + вызывает деполяризацию мембраны в мышцах, активирующих нервы. Это, в свою очередь, снижает нервный потенциал , что в конечном итоге приводит к снижению выходной силы указанной мышцы. Он также обнаружил, что хронические холодные температуры увеличивают K + в гемолимфе . Эти изменения влияют на нервные состояния L. migratoria , поскольку, как и у насекомых и животных в целом, нервные клетки имеют высокую проницаемость K, что позволяет трансмембранному распределению K + определять большую часть клеточного диффузионного потенциала . Это формирует и будет продолжать формировать распределение ареала L. migratoria в условиях изменения климата. [4]
Саранча очень подвижна и обычно летает по ветру со скоростью около 15–20 километров в час (9,3–12,4 миль в час). Стаи могут преодолевать от 5 до 130 км и более за день. Стаи саранчи могут иметь площадь от менее одного квадратного километра до нескольких сотен квадратных километров с численностью от 40 до 80 миллионов особей на квадратный километр. Взрослая саранча может потреблять в день столько свежей пищи, сколько весит сама (несколько граммов). На каждый миллион саранчи приходится одна тонна пищи.
В Африке последняя серьезная широкомасштабная чума L. m. migratorioides произошла в 1928–1942 годах. С тех пор изменения окружающей среды сделали маловероятным развитие стай африканской перелетной саранчи. Тем не менее, потенциальные вспышки постоянно отслеживаются, поскольку чума может быть разрушительной. Обследование и борьба с саранчой являются основной обязанностью Министерства сельского хозяйства в странах, пораженных саранчой, и представляют собой операции, проводимые национальными подразделениями по борьбе с саранчой. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) предоставляет информацию об общей ситуации с саранчой всем заинтересованным странам и дает предупреждения и прогнозы тем странам, которым грозит вторжение.
Лучший способ контролировать стаи перелетной саранчи — попытаться предотвратить их развитие в первую очередь. Мониторинг известных очагов имеет жизненно важное значение, если меры раннего контроля, такие как целенаправленный химический контроль, должны использоваться для удержания популяции ниже порогового значения вспышки. Стаи перелетной саранчи могут перемещаться на сотни километров всего за несколько дней, что часто делает их международной проблемой. Поэтому, где это необходимо, системы раннего оповещения и стратегии контроля должны включать тесное сотрудничество между заинтересованными странами.
В настоящее время борьба с перелетной саранчой по-прежнему основана на химических пестицидах, причем основным методом применения является распыление ультрамалого объема ( ULV ). Несмотря на множество естественных врагов перелетной саранчи, только два из них были разработаны в качестве биологических агентов контроля: микроспоридийное простейшее Nosema locustae и дейтеромицетный гриб Metarhizium acridum . Они уже широко используются в некоторых странах, таких как Китай, и применяются в полевых условиях как традиционные пестициды. Кроме того, Группа экспертов по пестицидам для борьбы с саранчой (LPRG), созданная ФАО, выпускает рекомендации по пестицидам, эффективным против саранчи, и дозам, которые следует использовать либо в качестве барьерной обработки, либо для полного покрытия перелетной саранчи и других видов саранчи. Она также учитывает их воздействие на окружающую среду и риски для нецелевых диких животных. ФАО также опубликовала руководства по передовой практике, которые доступны в Интернете и помогают организовать кампании по борьбе с саранчой и снизить риски для людей и окружающей среды.
В целом, в настоящее время перелетная саранча, по-видимому, контролируется лучше, чем в прошлом, однако крупные вспышки продолжают регулярно происходить в различных частях Старого Света, несмотря на многочисленные профилактические и контрольные операции.
Перелетная саранча — съедобное насекомое . [5] [6] Она является частью местного рациона во многих странах в пределах своего географического ареала, в основном в Африке и Азии. В Европе перелетная саранча официально одобрена для использования в пищевых продуктах в Швейцарии (с мая 2017 года). [7] 2 июля 2021 года Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов опубликовало научное заключение, в котором говорится, что употребление перелетной саранчи в замороженном, сушеном или измельченном виде безопасно для человека. [8] 12 ноября 2021 года государства-члены ЕС дали зеленый свет Комиссии ЕС на разрешение размещения на рынке перелетной саранчи в качестве пищевого продукта. Это один из последних шагов в новой процедуре выдачи разрешений на продукты питания. В качестве следующего шага Комиссия теперь примет правовой акт. [9]
L. migratoria встречается в обширной географической области, а его ареал охватывает множество различных экологических зон. По этой причине многие подвиды — до двадцати — теперь сгруппированы всего в два подвида: L. m. migratorioides и L. m. migratoria (см. «Таксономия» выше). Названия прежних подвидов все еще иногда используются в разных частях света (тем самым поддерживая некоторую путаницу), но больше соответствуют возможности указания географического происхождения, чем биологической реальности. [10] Обзор приведен ниже:
Л. м. migratoria (Linnaeus, 1758) – Синонимы: cinerascens (Fabricius, 1781); australis (Соссюр, 1884); brasiliensis (Walker, 1870); даника (Линней, 1767 г.); Галлика Ремодьер, 1947 год; ремадиерай Гарц, 1962 г.; россика Уваров и Золотаревский, 1929; Солитария Карти, 1955.
Л. м. migratorioides (Reiche & Fairmaire, 1849) – Синонимы: affinis (Sjöstedt, 1931); бирмана Рамме, 1951 г.; капитон (Соссюр, 1884 г.); manilensis (Meyen, 1835); морио (Шёстедт, 1931); punctifrons (Дирш, 1961); тибетский Чен, 1963; арабский вид. (КОПР, 1982 г.); индийский вид. (КОПР, 1982 г.); австралийский вид. (КОПР, 1982).
Другие виды прямокрылых, которые ведут стадный и миграционный образ жизни, называются саранчовыми . К ним относятся:
Сенегальский кузнечик ( Oedaleus senegalensis ) также часто ведет себя подобно саранче в регионе Сахеля.