stringtranslate.com

Проект австралийского навозного жука

Проект «Австралийский навозный жук» (1965–1985), задуманный и возглавляемый доктором Джорджем Борнемиссой из Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO), представлял собой международный проект научных исследований и биологического контроля , основной целью которого было контролировать загрязняющее воздействие крупного рогатого скота. навоз.

Предыстория и начало

По прибытии в Австралию из Венгрии в 1951 году доктор Борнемисса, энтомолог и эколог , заметил, что австралийские сельскохозяйственные угодья были покрыты большим количеством навозных подушечек крупного рогатого скота. [1] Это отличалось от полей 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 маленькие, твердые, сухие и волокнистые шарики навоза. Крупный рогатый скот был завезен в Австралию европейскими поселенцами относительно недавно в 1880-х годах и дает большие, мягкие и влажные навозные подушечки. Местные жуки, за некоторыми исключениями, не приспособлены к использованию этого типа навоза в качестве источника пищи или места размножения, поэтому без такой фауны пометные подушечки остаются на пастбище, и на разложение уходят месяцы или даже годы. Скот не будет питаться на пастбищах, окружающих навозную площадку, а при большом количестве производимого навоза (до 12 подушечек на животное в день) это сокращает площадь земли, доступной для выпаса скота, на целых 200 000 гектаров. (2000 км 2 ) в год. [1] Навоз крупного рогатого скота также является основной питательной средой для нескольких вредоносных видов мух и паразитических червей. Борнемисса предположил в 1960 году [2] , что интродукция в Австралию иностранных видов навозных жуков, которые эволюционировали вместе с быками и крупными травоядными животными , будет полезна для удаления навоза, что улучшит выпас скота и переработку питательных веществ, а также сократит количество мух. и черви. [3]

Цели проекта

Общая цель Австралийского проекта по навозным жукам заключалась в создании «минифауны», то есть подраздела естественной фауны навозных жуков, интродуцированных навозных жуков на материковой части Австралии и на Тасмании . [2] После завоза навозных жуков в Австралии изучали, чтобы определить их влияние на:

Качество почвы
Эксперименты были проведены в Южной Африке [4] для оценки скорости, с которой навозные жуки возвращают навоз в почву, чтобы способствовать переработке питательных веществ. Было обнаружено, что навозные жуки возвращают более 90% фекального азота , выделяемого каждым бычком в течение летнего пастбищного сезона. Дальнейшие эксперименты показали, что поглощение растениями основных минералов азота, фосфора и серы было более чем на 80% выше в почвах, где навозные жуки были активны, по сравнению с теми, где они не были активны. [3] Кроме того, туннелирование навозных жуков способствует проникновению корней и улучшению инфильтрации воды в почву, тем самым уменьшая сток , который может привести к загрязнению водных путей [5]
Управление полетом
Введение навозных жуков в качестве средства контроля популяций мух было впервые использовано на Гавайях в качестве биологического средства борьбы с мухой-рогосом ( Haematobia irritans irritans ). [6] [7] Было обнаружено, что на Гавайях из навозных подушечек на открытых пастбищах с фауной навозных жуков появилось на 96% меньше мух по сравнению с контролем. Было высказано предположение, что интродукция навозных жуков в Австралию также окажет сокращение численности кустарниковых мух ( Musca vetustissima ) и кровососущих буйволовых мух ( Haematobia irritans exigua ). [8] Помимо навозных жуков, в Австралию были завезены хищные жуки семейства Histerid, менее чувствительные к изменениям влажности почвы, как еще одно средство контроля популяций мух в периоды относительной неактивности навозных жуков. [9] Однако было обнаружено, что эти жуки мало влияют на численность мух, поэтому их внедрение было прекращено в 1971 году. [3]
Борьба с червями
В экспериментах в Претории было показано, что навозные жуки эффективны в борьбе с популяциями инфекционных червей, размножающихся в навозе. Активность комплекса не менее 20 видов копридов в навозе крупного рогатого скота и овец привела к снижению численности глистов в среднем на 85%. [3]

Необходимо было позаботиться о том, чтобы интродуцировать только те виды, которые были бы наиболее совместимы с австралийским климатом и типами почв, которые не подвергались серьезной угрозе нападения хищников или превращения в вредителей и которые эффективно рассеивали навозные подушечки в идеальные сроки в 48 лет. часов, чтобы свести к минимуму успешное размножение мух и червей за счет нарушения их репродуктивных циклов. [3]

Карантин

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 было также важно, чтобы никакие другие потенциальные вредители не «пробирались» в Австралию вместе с жуками. Поэтому были установлены строгие карантинные меры, чтобы гарантировать, что никакие виды чумы не попадут в Австралию.

Первые жуки, завезенные в Австралию, прибыли с Гавайев. Здесь навозные жуки, особенно вид Onthophagus gasella , уже были успешно завезены из Африки , чтобы помочь биологически контролировать численность мух-рогаток. [6] [7] Считалось, что эти жуки будут безопасным источником, поскольку единственный паразит , присутствующий на Гавайях, который еще не существует в Австралии, - это гигантский печеночный сосальщик Fasciola gigantean , яйца которого не выживают после проглатывания жуками. . Образцы O. gasella были отправлены на исследовательскую базу CSIRO в Канберре , где они содержались под карантином и наблюдались перед возможным выпуском. К сожалению, прямой импорт с Гавайев оказался нецелесообразным, поскольку было обнаружено, что жуки заражены потенциально опасными пиемотидными клещами . По этой причине именно этих жуков никогда не выпускали на австралийские пастбища. [3]

Однако зараженные клещами жуки не были уничтожены, а вместо этого использовались для разведения новых поколений жуков в стерильных условиях. Яйца навозных жуков погружали в 3%-ный формалин на 3 минуты для их стерилизации, а затем упаковывали в скрученные вручную шарики из навоза для инкубации. Эти яйца успешно превратились во взрослых жуков и были среди первых партий, выпущенных в дикую природу 30 января 1968 года в Лэнсдауне, недалеко от Таунсвилля , Квинсленд . Этот карантинный метод впоследствии был принят на исследовательской базе CSIRO в Претории, Южная Африка, с дополнительным этапом транспортировки яиц по воздуху в герметичных контейнерах со стерильным торфяным мхом. [3]

Первые знакомства

В первые годы реализации проекта вид навозных жуков O. gasella , способный удалять навозные подушечки всего за 24 часа, показал себя наиболее перспективным для закрепления в Австралии. После того, как первые стада были выпущены на пастбища в Северном Квинсленде в 1968 году, данные о повторной поимке жуков показали, что этот вид распространился со скоростью 50–80 км за сезон, включая колонизацию двух островов, Магнетик-Айленд и Палм-Айленд , на 10 км и 30 км от берега соответственно. К апрелю 1970 г. O. gasella прочно обосновалась на площади 400 км 2 . [3]

Однако эти показатели не были одинаково превосходными во всех районах Австралии в любое время года и сезона и, таким образом, показали, что Австралии понадобится ряд других видов навозных жуков, чтобы заполнить пробелы в активности O. gasella . [3]

Исследовательский отдел австралийского проекта по навозным жукам в Претории

Чтобы найти подходящую минифауну жуков для Австралии, Борнемисса основал исследовательское подразделение австралийских навозных жуков в Претории, Южная Африка, чтобы найти виды, которые дополнили бы работу O. gasella . Южная Африка была выбрана местом 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 эволюционировали вместе с крупными быками (например, африканскими буйволами ) на протяжении многих тысяч лет. [8] Существуют также сходства между субтропическим климатом территорий двух стран. Политический климат в других частях Африки и более продвинутый характер научных исследований в Южной Африке также сделали это место идеальным. 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:

1. Настоящие навозные заводчики
Навозным жукам для интродукции в Австралию необходимо было размножаться исключительно в навозе и без каких-либо других источников пищи, чтобы избежать превращения этого вида в вредителей в других средах обитания и исключить возможность того, что они вообще будут избегать навоза крупного рогатого скота.
2. Преимущественно бычьи навозоразводчики.
Навозные жуки, как правило, отдают предпочтение определенному типу навоза. Чтобы интродуцированные навозные жуки не вытесняли аборигенные австралийские виды копридов, которые отдают предпочтение другим типам навоза, интродуцированные виды должны были отдавать предпочтение навозу крупного рогатого скота другим типам.
3. Эффективность захоронения навоза
Критерием было установлено, что навозные жуки, отобранные для ввоза в Австралию, должны быть способны закапывать не менее 25 мл навоза на пару в день пропорционально размеру жука и уровню активности.
4. Простота в обращении
Для экспорта были выбраны жуки, которые могли легко размножаться в инсектариях и выдерживать строгие карантинные процедуры, установленные австралийской таможней.
5. Быстрый заводчик
Предпочтение отдавалось видам навозных жуков, способным быстро размножаться, чтобы поддерживать большие запасы жуков для выпуска на пастбища.
6. Совместимость
Чтобы свести к минимуму межвидовую конкуренцию , навозные жуки, отобранные для экспорта в Австралию, должны были быть совместимы друг с другом. Предпочтение отдавалось жукам, которые одновременно эволюционировали и сосуществовали (обычно обитали на одних и тех же навозных площадках).
7. Диапазон распространения
Предпочтение отдавалось жукам, адаптированным к широкому географическому ареалу, поскольку это указывало на то, насколько хорошо они приживутся в различных климатических условиях большого австралийского континента.
8. Таксономия
Хотя это не всегда было возможно, исследователи предпочитали выбирать жуков, которых можно было легко идентифицировать с точки зрения их таксономии , чтобы иметь возможность правильно идентифицировать их в последующих экспериментах по мечению, выпуску и повторной поимке . [3]

Хотя большая часть этих исследований проводилась в Южной Африке, было признано, что дальнейшие исследования в других регионах мира будут полезны при выборе видов навозных жуков для интродукции в австралийский климат, который не соответствует 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 интродукции в более прохладные южные районы Австралии. [11]

Обзоры коллекции жуков

В Претории были проведены два типа полевых исследований с целью выявления жуков, пригодных для экспорта в Австралию. Во-первых, исследователи предприняли ознакомительные поездки в места по всей Южной Африке, чтобы собрать данные о биоразнообразии и экологическом изобилии фауны жуков в данном районе, а также об условиях окружающей среды, предпочитаемых различными видами. Во-вторых, виды, отмеченные как потенциальные кандидаты на биологический контроль, затем были собраны и доставлены обратно в лабораторию исследовательской базы , где проводились эксперименты для определения таких факторов, как биология жуков, их повадки, способность удалять навоз, репродуктивные циклы и способность выдерживать карантин. процедуры. [3] Необходимо было разработать и записать методы массового размножения навозных жуков, и эта информация была отправлена ​​на исследовательскую базу в Австралии. Кроме того, были проведены обширные исследования в естественной среде обитания жуков, чтобы изучить вероятные закономерности их распространения в Австралии и, таким образом, помочь в выборе мест для их интродукции. [10] Более поздние исследования [3] [12] показали, что соответствие специфичности среды обитания является одним из наиболее важных факторов, определяющих успешность приживления интродуцированного вида.

Для дальнейшего изучения также были собраны образцы жуков, которые уже были успешно завезены в Австралию. Это было важно для обогащения генофонда видов жуков в Австралии и уменьшения вероятности вымирания какого-либо одного вида из-за болезни или случайной мутации . Генетические варианты также были импортированы на Гавайи, чтобы обогатить генетическое разнообразие в этом регионе и в качестве благодарности острову за сотрудничество в исследованиях. [10]

База исследования навозных жуков CSIRO в Канберре

По прибытии в исследовательский центр в Канберре яйца жуков были помещены в навозные шарики и инкубированы. Затем взрослых жуков разводили в инсектариях в течение двух или более поколений в стерильных условиях, чтобы исключить возможность совместного размножения паразитических клещей или болезней, эндемичных для Африки, таких как ящур. [1] Некоторые виды жуков были отвергнуты на этом этапе и впоследствии не выпускались на пастбища, поскольку возникли трудности с выращиванием тех, кто вступил в период покоя, а некоторые просто не выдержали строгих процедур карантина.

Жуки, которые успешно выжили и размножились, были отправлены по воздуху или по дороге сотрудничающим фермерам или сотрудникам CSIRO. [13] Их упаковывали в вентилируемые ящики из влажного торфа и тысячами за раз просто сбрасывали на свежие навозные площадки в выбранных местах выпуска. Было замечено, что большинство жуков мгновенно зарываются в навоз. [10] С тех пор фермеры помогали следить за распространением и активностью жуков и носили в своих автомобилях удостоверения личности, чтобы они могли следить за активностью жуков. [1]

В оригинальном обзорном документе Борнемиссы говорится, что к 1975 году было выпущено 23 вида навозных жуков, включая 3 генетических варианта. [3] К 1984 году это число составляло 43 вида, [14] хотя было обнаружено, что 20 из них не удалось установить. Помимо первоначальной «звезды» программы, Onthophagus gasella , которая хорошо прижилась, было показано, что другие виды, такие как Euoniticellus intermedius , Onthophagus binodis и Liatongus militaris, размножались тысячами и стали достаточно многочисленными, чтобы обеспечить возможность перемещения субпопуляций определенных видов. колонии для создания новых территорий. [15]

Дальнейшие исследования навозных жуков

Проект «Австралийский навозный жук» подошел к концу в 1986 году, когда Австралийский комитет по исследованию мяса (AMRC), который затем стал Австралийской корпорацией исследований и разработок в области мяса и животноводства, прекратил финансирование из-за смещения фокуса своей работы с «навозных жуков». сельскохозяйственного производства к внесельскохозяйственному сбыту. [1] [15]

В 1998 году интерес к проекту возобновился, когда Джон Фихан, менеджер Soilcam, был приглашен Taroom Shire Landcare Group провести семинар по использованию навозных жуков. Это привело к тому, что компания Soilcam провела двухнедельное исследование фауны навозных жуков на юго-востоке Квинсленда. В декабре следующего года 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, что, в свою очередь, привело к формированию Национального руководящего комитета по борьбе с навозными жуками под председательством Мик Александр. Этот комитет предложил реализовать проект по борьбе с навозными жуками в Квинсленде, который стал реальностью благодаря финансированию Фонда национального наследия в октябре 2000 года. [15]

Целью проекта «Навозные жуки в Квинсленде» было проведение первого комплексного и количественного исследования распространения и численности навозных жуков в Квинсленде со времени первоначального проекта CSIRO, а также перераспределение успешных интродуцированных видов в другие районы, где они могли бы быть полезными. Этот проект назывался « Улучшение устойчивой системы управления земельными ресурсами в Квинсленде с использованием навозных жуков » и длился два года, с января 2001 года по декабрь 2002 года. [15]

В рамках проекта «Квинслендский навозный жук» использовались ловушки-ловушки на участках по всему Квинсленду для ловли навозных жуков, которые затем были идентифицированы и зарегистрированы. Из 29 видов, завезенных в Квинсленд в ходе Австралийского проекта по навозным жукам в 1965–1985 гг., 15 из них были повторно пойманы в 2001–2002 гг. Наиболее многочисленными и широко распространенными из них были Onthophagus gasella и Euoniticellus intermedius . Некоторые виды, в том числе Copris diversus и Onitis westermanni , которые были выпущены во время первоначального проекта CSIRO, вообще не были обнаружены в проекте Квинслендского навозного жука, 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 данного исследования. В рамках проекта были определены три вида, а именно Onitis caffer , Copris elphenor и Onitis vanderkelleni, как кандидаты на перераспределение в другие районы Квинсленда. Они были выбраны потому, что, хотя они и не были широко распространены по всему Квинсленду, они успешно прижились в тех районах, где были обнаружены, и обладали желательно быстрой способностью закапывать навоз. [15]

Квинслендский проект «Навозные жуки» пришел к выводу, что одним из результатов исследования было подтверждение «выдающегося успеха» первоначального проекта CSIRO по селекции и интродукции навозных жуков в Австралию, а также « влияние этого на здоровье почвы, воды и пастбищ, а также на Борьба с мухами-вредителями, несомненно, стоит многие миллионы долларов в год ». [15] Кроме того, успех австралийского проекта «Навозные жуки» считается причиной того, что австралийцы теперь могут наслаждаться культурой кафе, поскольку до 1950-х годов кустовые мухи были настолько проблематичными, что для ресторанов и кафе это было незаконно. предлагать обеды на свежем воздухе, если специально отведенное место не было огорожено проволокой. [1] [16] Однако меньший эффект был оказано на сокращение популяции буйволиной мухи . Этот вид кровососущих мух остается вредителем домашнего скота в Австралии, хотя они и присутствуют, но не являются опасными в Южной Африке. Были высказаны предположения [17] , что Австралия нуждается в дальнейшем интродукции видов 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 в ходе проекта CSIRO, все еще оставались устоявшимися видами, тогда как 20 видов не удалось прижиться (см. Таблицу 1). В отчете рекомендуется, чтобы для завершения работы, начатой ​​Австралийским проектом по навозным жукам, необходимы дальнейшие действия:

Проект «Инженеры экосистемы навозных жуков» начался в 2017 году и продлится до 2022 года. Основной задачей проекта было расширение ареала навозных жуков в Австралии и анализ их эффективности для животноводов. Финансирование проекта было предоставлено Департаментом сельского хозяйства и водных ресурсов правительства Австралии в рамках его программы исследований и разработок в сельских районах для получения прибыли, компанией-донором MLA и различными партнерами по проекту.

В 2018 году Джон Фихан зафиксировал первое лето в Канберре, свободное от мух, что он объяснил появлением навозных жуков. [18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcdef Коллис Б (2002). «2». Области открытий: CSIRO Австралии . Австралия: Аллен и Анвин. п. 46. ​​ИСБН 1-865-08602-9.
  2. ^ аб Борнемисса Г.Ф. (1960). «Могут ли насекомые, питающиеся навозом, улучшить наши пастбища?». Журнал Австралийского института сельскохозяйственных наук . 26 : 54–56.
  3. ^ abcdefghijklmn Bornemissza GF (1976). «Проект австралийского навозного жука 1965–1975». Обзор Австралийского комитета по исследованию мяса . 30 : 1–30.
  4. ^ Хьюз, Р.Д. (1975), Оценка захоронения навоза крупного рогатого скота австралийскими навозными жуками, Журнал Австралийского энтомологического общества 14: 129-134.
  5. ^ аб Эдвардс, П. Б. и Паври, К. в Бейли, П. (2007), Вредители полевых культур и пастбищ, паб. CSIRO Publishing, Австралия, ISBN 0-643-06758-2 
  6. ^ ab Fullaway, DT (1921), Борьба с мухами-рогами, Гавайское лесное и сельское хозяйство, 18: 219-221.
  7. ^ ab Bornemissza, GF (1970), Инсектарные исследования по борьбе с навозными мухами с помощью деятельности навозного жука Onthophagus gasella F. (Coleoptera: Scarabaeinae), Журнал Австралийского энтомологического общества 9: 31-41)
  8. ^ abcd Doube, BM (1987), Dung "Down Under", Южноафриканский научный журнал 83, стр. 87
  9. ^ Борнемисса, Г. Ф. (1968), Исследования гистеридного жука Pachylister chinensis на Фиджи и его возможная ценность в борьбе с буйволиной мухой в Австралии, Австралийский журнал зоологии 16: 673-688
  10. ^ abcde Bornemissza GF (1979). «Австралийское исследовательское подразделение навозных жуков в Претории». Южноафриканский научный журнал . 75 (6): 257–260.
  11. ^ «Дом». dungbeetle.com.au .
  12. ^ Дубе и Маккуин (1991) Распространение экзотического навозного жука в Квинсленде: роль специфики среды обитания, Entomorphaga 36 353-360
  13. ^ Маккей, Эндрю (1976), Сюрприз и предприятие: пятьдесят лет науки в Австралии, паб. Издательство CSIRO.
  14. ^ abcd Эдвардс, П. (2007), Представлены навозные жуки в Австралии 1967-2007: текущий статус и будущие направления, Landcare Australia, ISBN 978-0-9806271-0-7 
  15. ^ abcdef Проект Квинслендского навозного жука (2002), Улучшение устойчивых систем управления земельными ресурсами в Квинсленде с использованием жуков: Заключительный отчет проекта Квинслендского навозного жука 2001-2002 гг., стр. 3
  16. ^ Крибб, Дж. (11 октября 2006 г.) Время полета, когда наступает засуха, The Australian
  17. ^ Дэвис АЛВ (1996). «Сезонная активность навозных жуков и распространение навоза в отдельных местах обитания в Южной Африке: последствия для улучшения пастбищ в Австралии». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 58 (2–3): 157–169. Бибкод : 1996AgEE...58..157D. дои : 10.1016/0167-8809(96)01030-4.
  18. Тистлтон, Джон (12 февраля 2015 г.). «Энтомолог Джон Фихан зафиксировал первое лето в Канберре без мух». Канберра Таймс . Проверено 9 сентября 2023 г.
  19. Африканские навозные жуки в Интернете. Архивировано 1 августа 2009 г. в Wayback Machine.

Внешние ссылки