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.
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]
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:
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]
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]
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]
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:
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]
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]
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]
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]