Энтомофаги — это полезные насекомые, которые питаются другими насекомыми. Они включают хищников, паразитов и паразитоидов. Энтомофаги помогают в защите растений, снижая популяцию вредителей и поддерживая естественный баланс экосистемы.
Вредители сельскохозяйственных культур — это тля, колорадский жук и другие насекомые. Пестициды не всегда эффективны для защиты растений, поэтому энтомофаги — полезные насекомые, питающиеся другими насекомыми и клещами, — приходят на помощь.
В Древнем Китае люди использовали муравьёв для защиты своих апельсиновых садов от вредителей. Биологический метод борьбы с вредителями стал применяться на научной основе лишь во второй половине XIX века. В 1880-х годах в Калифорнии возникла проблема с вредителем — австралийским червецом, уничтожавшим апельсиновые плантации.
Учёные изучили, какие хищники питаются этим вредителем в Австралии, и обнаружили жука родолию (божью коровку). Небольшую партию этих насекомых завезли в Америку без особой надежды на успех, но жуки успешно размножились и решили проблему с вредителем. Этот случай является классическим примером биологического контроля, когда борьба с вредителями ведётся с использованием их естественных хищников или паразитов.
На начальном этапе работы с энтомофагами учёные выбирают подходящий вид и определяют самую эффективную популяцию внутри него. Затем этот вид вводится в культуру и проходит тестирование по ряду экологических и поведенческих параметров: прожорливость, поисковая активность, плодовитость, устойчивость к высоким и низким температурам.
Если вид оказывается успешным, насекомые отправляются из лаборатории на биофабрики, где их разводят в промышленных масштабах. Годовой оборот европейского рынка энтомофагов составляет около 2 миллиардов долларов. Однако в мире используется всего 120 видов энтомофагов, и только половина из них успешно выращивается в крупных объёмах.
Сегодня основная задача в области использования энтомофагов заключается в поиске новых видов для применения в современном сельском хозяйстве. В связи с развитием технологий растениеводства, энтомофаги преимущественно используются в теплицах. Эти современные теплицы являются инновационными объектами, где есть искусственный свет, отсутствует почва, а воздух проходит через фильтры, позволяя растениям развиваться независимо от времени года и климатических условий.
Однако вредители всё равно проникают в закрытую среду и начинают бесконтрольно размножаться. Использование пестицидов в теплицах запрещено, так как химические вещества могут попасть на продукты и затем на столы людей. Поэтому для современных теплиц необходимы энтомофаги.
В настоящее время существует 40 видов энтомофагов для теплиц, однако этого недостаточно. Для новых сортов растений необходимо разрабатывать индивидуальные системы защиты и нормы выпуска энтомофагов. Глобализация также играет значительную роль: из-за активного товарооборота между странами и миграционных процессов возникают новые инвазионные вредители, которые проникают в теплицы и представляют серьёзную угрозу, поскольку универсальных методов борьбы с ними не существует.
Поэтому учёные занимаются поиском универсальных энтомофагов, способных временно обеспечивать защиту, до тех пор пока не будут найдены специализированные энтомофаги.
Учёные определили, каким требованиям должен соответствовать универсальный энтомофаг. Это насекомое должно быть устойчивым к длительному голоданию, иметь широкий спектр питания и легко переключаться с одного вредителя на другого.
Однако часто виды с такими характеристиками также питаются растительным соком. Чем эффективнее многоядный хищник, тем больше вероятность, что он может нанести вред растениям, поэтому перед применением таких насекомых важно оценить потенциальную опасность и эффективность.
С помощью геномного редактирования можно создать универсального энтомофага, но эта технология ещё находится в стадии разработки. Чтобы отредактировать геном, необходимо тщательно изучить частную генетику целевого вида.
Генетика энтомофагов изучена не так глубоко, как у человека. Сначала нужно исследовать геном, расшифровать его и только после этого приступать к редактированию. Это перспектива будущего, но пока учёные используют традиционные методы, такие как селекция.
Исследования хищных насекомых находятся на начальном этапе. Хотя первичный анализ энтомофагов уже проведён, мы используем только 2–3 % видов, потенциально эффективных в качестве энтомофагов, а остальные ресурсы ещё предстоит изучить.