Мёртвый жук лежит в траве под Одессой. Его панцирь покрыт зеленоватым налётом — будто кто-то припорошил тело изумрудной пылью. Год 1879-й. Молодой зоолог Илья Мечников поднимает находку и не подозревает, что держит в руках первое биологическое оружие против насекомых.
Жук — хлебный, Anisoplia austriaca. Его личинки пожирают корни пшеницы, а взрослые особи объедают колосья. В тот год они уничтожали урожай на юге Российской империи. Мечников заметил, что популяции жуков то взрываются, то резко падают — и падения совпадают со вспышками какой-то болезни. Он начал искать возбудителя. Нашёл гриб. Описал его как Entomophthora anisopliae — «губитель насекомых, поражающий анизоплию». Позже систематик Николай Сорокин переименует его в Metarhizium anisopliae, но имя первооткрывателя останется в скобках латинского названия навсегда.
Мечников не остановился на описании. Он предложил радикальную идею: выращивать гриб искусственно и заражать им полевых вредителей. В 1888 году его ученик Исаак Красильщик построил под Киевом первое в мире производство биологического пестицида — для борьбы со свекловичным долгоносиком. Это было за сорок лет до появления ДДТ, за полвека до синтетических инсектицидов. Мечников к тому времени уже уехал в Париж, в Институт Пастера, где через двадцать лет получит Нобелевскую премию за открытие фагоцитоза — механизма, которым клетки иммунной системы пожирают чужеродные организмы.
Ирония судьбы проявится позже. Гриб, который открыл отец иммунологии, убивает своих жертв именно через подавление их иммунитета.
Химическое оружие невидимой войны
Когда спора Metarhizium касается хитинового панциря насекомого, она выпускает коктейль ферментов — протеаз, хитиназ, липаз. Они растворяют кутикулу, пробивая в ней микроскопическое отверстие. Гифа проникает внутрь. И тогда начинается настоящая война.
Насекомые не имеют адаптивного иммунитета — у них нет антител и лимфоцитов. Но у них есть гемоциты — клетки гемолимфы, способные окружать и уничтожать патогены. У них есть антимикробные пептиды. У них есть система меланизации, которая запечатывает раны и изолирует инфекцию. Всё это Metarhizium отключает.
Главное оружие гриба — деструксины, циклические пептиды, открытые в 1961 году. Исследования последних лет показали механизм: деструксин А связывается с гемоцитином — ключевым белком, который запускает агрегацию гемоцитов вокруг чужеродного тела. Без гемоцитина клетки не могут собраться в защитную капсулу. Гриб распространяется по телу беспрепятственно. Параллельно деструксины подавляют синтез антимикробных пептидов и нарушают работу кальциевых каналов в мышцах. Насекомое слабеет, перестаёт питаться, но ещё живёт — несколько дней служа инкубатором для гриба.
На пятый-седьмой день хозяин погибает. Если влажность достаточно высока, из трупа прорастают конидиеносцы — тонкие стебельки, покрытые миллионами спор. Тело становится бледно-зелёным или оливковым. Это и есть «зелёная мускардина» — болезнь, которую описывали ещё в XVIII веке, не понимая её природы.
Два миллиона гектаров
В шестидесятых годах XX века на северо-востоке Бразилии пеногубки — мелкие цикадки из семейства Cercopidae — начали уничтожать плантации сахарного тростника. Личинки пьют сок из корней, взрослые особи впрыскивают в листья токсичную слюну. Потери достигали тридцати процентов урожая. Инсектициды работали плохо: пеногубки прячутся в пенистых комках собственных выделений, и химикаты до них не добираются.
Тогда вспомнили о Мечникове. Точнее — о его грибе.
Бразильские энтомологи начали искать местные штаммы Metarhizium, патогенные для пеногубок. Ключевую роль сыграл американский учёный Дональд Робертс, много лет работавший в Бразилии и получивший за это несколько государственных наград страны. К девяностым годам технология была отработана. Споры выращивают на рисовых отрубях, высушивают, смешивают с маслом и распыляют над плантациями.
Сегодня Metarhizium anisopliae — энтомопатоген с наибольшим количеством зарегистрированных препаратов в Бразилии. По оценкам 2019 года, грибом обрабатывают около двух миллионов гектаров сахарного тростника ежегодно. Это крупнейшая программа биологического контроля с использованием энтомопатогенного гриба в мире. Сахарная и этаноловая промышленность даёт двенадцать процентов ВВП Бразилии и обеспечивает работой четыре с половиной миллиона человек. Зелёная пыль из украинской степи стала частью экономики тропической страны на другом конце планеты.
Саранча и органическая говядина
После катастрофической вспышки пустынной саранчи в Африке в конце восьмидесятых, когда для борьбы с ней распылили тысячи тонн инсектицидов, международные организации начали искать альтернативу. Проект LUBILOSA — «Биологическая борьба с саранчой и кузнечиками» — сосредоточился на Metarhizium acridum, близком родственнике гриба Мечникова, специализирующемся на прямокрылых.
Результатом стал Green Muscle — препарат, зарегистрированный в ЮАР в 1998 году. Испытания показали: гриб убивает семьдесят-девяносто процентов саранчи за две-три недели. Это медленнее, чем химикаты. Но у гриба есть преимущество, которого нет у фенитротиона: он не трогает никого, кроме прямокрылых. Полевые исследования в Нигере показали, что Metarhizium не повлиял ни на одну группу нецелевых насекомых — в то время как после обработки химикатами пострадали несколько отрядов.
В Австралии аналогичный продукт называется Green Guard. С 2000 года им обработано более восьмидесяти тысяч гектаров. Одна из причин развития программы — экспорт органической говядины в Японию. Фермы в засушливых районах, где размножается саранча, перешли на органическое производство. Им нужен был способ защитить пастбища без синтетических пестицидов. Гриб стал единственным разрешённым средством контроля саранчи на органических землях.
MosquitoSphere
В 2019 году журнал Science опубликовал результаты эксперимента, проведённого в Буркина-Фасо. В деревне Сумуссо, в эндемичной по малярии зоне, построили сооружение под названием MosquitoSphere — шестьсот квадратных метров под москитной сеткой. Внутри — камеры с хижинами, растениями, водоёмами для размножения комаров. И чёрная хлопковая ткань на стенах, пропитанная кунжутным маслом.
В одних камерах масло содержало споры обычного Metarhizium pingshaense. В других — споры трансгенного штамма, вырабатывающего токсин из яда паука. В контрольных — только масло.
Через сорок пять дней в камерах с трансгенным грибом осталось менее одного процента комаров. Популяция рухнула с полутора тысяч особей до тринадцати. Обычный гриб тоже работал, но медленнее. Контрольные камеры кишели комарами.
Это был первый полевой эксперимент с трансгенным энтомопатогеном против переносчиков малярии. Заболевание убивает более четырёхсот тысяч человек ежегодно, преимущественно детей в Африке. Комары давно выработали устойчивость к большинству инсектицидов. Гриб предлагает обходной путь: он эволюционирует вместе с хозяином, и резистентность к нему развивается гораздо медленнее.
Клещи графства Датчесс
В штате Нью-Йорк, в графстве Датчесс, один из самых высоких уровней заболеваемости болезнью Лайма в США. Клещи Ixodes scapularis переносят боррелию, вызывающую болезнь, и с каждым годом их становится больше. Экологи Ричард Остфельд и Фелиция Кизинг из Института экосистемных исследований Кэри запустили масштабный эксперимент: обработку целых кварталов препаратом Met52 на основе Metarhizium brunneum.
Исследование, профинансированное фондом Стивена и Александры Коэн на пять миллионов долларов, охватило двадцать четыре жилых района. Результаты, опубликованные в 2022 году, показали: гриб снижает численность клещей и количество клещей на грызунах. Заболеваемость людей статистически значимо не снизилась — но снизилась заболеваемость домашних животных. Важнее другое: препарат не затронул нецелевых членистоногих. Восемьдесят процентов компаний по контролю вредителей в регионе никогда не слышали о грибных пестицидах — но девяносто семь процентов сказали, что дело не в цене. Просто никто не знает.
Зелёный круг
Мечников умер в 1916 году в Париже, в квартире Луи Пастера, которую ему предоставил Институт. Он просил, чтобы его тело вскрыли и кремировали, а урну поставили в библиотеке института. Так и сделали.
Он не дожил до того, чтобы увидеть, как его гриб защищает плантации в Бразилии, останавливает саранчу в Сахеле, убивает комаров в Буркина-Фасо. Он не узнал о деструксинах и их способности выключать иммунную систему насекомых — ту самую систему, аналог которой у позвоночных он изучал всю жизнь.
Но связь существует. Человек, открывший, как организмы защищаются от инфекций, первым описал организм, превративший разрушение этой защиты в эволюционную стратегию. Фагоцитоз и деструксины — две стороны одной войны, которая идёт на клеточном уровне миллионы лет.
Зелёная пыль на панцире жука под Одессой в 1879 году — и зелёная пыль над плантациями Сан-Паулу в 2025-м. Сто сорок шесть лет, два миллиона гектаров, сотни тысяч спасённых от малярии. Всё началось с мёртвого жука и человека, который решил понять, почему он умер.
📌 Друзья, помогите нам собрать средства на работу в феврале. Мы не размещаем рекламу в своих статьях и существуем только благодаря вашей поддержке. Каждый донат — это новая статья о замечательных грибах с каждого уголка планеты!