5.10 Метод стерильных насекомых

При использовании инсектицидов речь обычно не идёт о полном уничтожении вредителей – это экономически нецелесообразно и нежелательно с точки зрения сохранения биоценозов. Так, например, если обработка инсектицидами привела к снижению численности вредителей на 90 %, то расходы на уничтожение оставшихся 10 % окажутся сопоставимыми с расходами на обработку с неполным уничтожением вредителей.

Однако есть также насекомые, которые надо было бы уничтожить полностью, исправив ошибку создавшей их Природы. Одним из таких вредителей является американская мясная муха – Cochliomyia (Callitroga) hominivorax, личинки которой развиваются в живых тканях теплокровных. Самки этого насекомого используют для яйцекладок ранки на теле животных и человека или даже слизистые ткани носоглотки, ротовой полости и глаз. Личинки мясной мухи могут мигрировать в живой ткани, вызывая болезненное состояние, известное как кохлиомиаз.

Урон, наносимый этим вредителем животноводству, был настолько серьёзен, что в США был разработан достаточно дорогостоящий способ уничтожения этого вредителя, известный как метод стерильных самцов. Этот исключительно экологичный и предельно избирательный способ уничтожения вредителей основан на том, что мухи спариваются только один раз. Понятно, что спарившиеся со стерильным самцом мухи откладывают нежизнеспособные яйца, из которых не выводятся личинки. Для стерилизации самцов можно использовать химические мутагены, например, этиленимиды кислот фосфора, но более эффективным и легко дозируемым стерилизатором является жесткое электромагнитное излучение.

В определённом термическом режиме из яйцекладок мух выводятся только самцы. Их стерилизуют рентгеновским излучением так, чтобы они сохраняли репродуктивное поведение, и выпускают в природу. Однократное проведение этой операции приводит лишь к снижению численности вредителя, но повторение её в течение нескольких лет завершается тем, что в природе остается так мало способных к воспроизводству самцов и самок, что существование вида прекращается. Таким способом в Северной Америке была полностью уничтожена популяция мясной мухи.

В меньших масштабах метод стерильных насекомых используется, например, на островах Карибского моря для борьбы с плодовыми мушками, а попытки уничтожить с его помощью популяцию мухи цеце на африканском континенте привели лишь к снижению численности этого переносчика сонной болезни.

В небольшом островном государстве Маврикий с участием МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии) и ФАО ООН была запущена в эксплуатацию установка для выращивания в неделю около 15 млн стерильных самцов плодовых мух, повреждающих плодово-ягодную продукцию сельхозпроизводителей. Стерилизацию насекомых на этой установке проводят с помощью γ-излучения от кобальта 60. До начала её работы дынные и фруктовые мухи на Маврикии наносили ущерб около 6 млн долл США в год.

Заключение

В настоящее время человек может входить в контакт примерно с 50000 природных или синтетических химических соединений, что вероятнее всего лежит в основе отмечаемого всеми исследователями снижения иммунитета, расширения спектра аллергических и аутоиммунных заболеваний, тератогенных и онкогенных эффектов. Выявление взаимосвязи воздействия токсических факторов в окружающей среде и в продуктах питания с нарушениями нормального течения метаболических, регуляторных и репродуктивных процессов лежит в основе создания условий для полноценной жизни человека и общества в целом. В широком спектре ксенобиотиков особое внимание уделяется веществам, которые предназначены для использования в сельском хозяйстве. Пестициды или в более широком понимании агрохимические препараты стали обязательной составляющей современного интенсивного землепользования. Они позволяют выращивать культурные растения в условиях интенсивного земледелия, снижают риск потерь сельскохозяйственной продукции, защищают собранный урожай и снижают энергоматериальные и трудовые затраты на его производство. Так называемые органические продукты, выращенные без использования удобрений и агрохимических препаратов, ни по качеству, ни по цене, ни по объёму производства не могут обеспечить полноценное существование человечества. Речь может идти только о совершенствовании технологий интенсивного землепользования с включением в него эффективных и безопасных агрохимических препаратов.

Мировой рынок химических средств защиты растений приближается к 60 млрд долл. США. На сегодняшний день Россия является наиболее быстро растущим рынком этой продукции в мире. По данным экономических исследований в 2019 году российские сельскохозяйственные производители увеличили закупки готовых препаративных форм и сырьевых компонент для их производства на 28 %, превысив уровень 160 млрд рублей.

Постоянно ужесточающиеся требования к безопасности и к остаточным количествам этих ксенобиотиков в продуктах питания и появление рас и штаммов вредителей, резистентных по отношению к используемым в течение многих лет агрохимическим препаратам, лежат в основе постоянной работы синтетиков по обновлению их ассортимента. Создание и введение в практику новых действующих начал этих средств воздействия на живую природу занимает более десяти лет. За это время из нескольких аналогов выбирают оптимальную с точки зрения доступности и активности формулу нового пестицида, изучают механизм его действия, безопасность самого активного вещества и продуктов его превращения в целевых организмах и в окружающей среде, разрабатывают технологию его производства и препаративную форму для его практического применения и, наконец, проводят его регистрацию в качестве агрохимиката. Расходы на эти исследования составляют до 350 млн долл. США. Заниматься разработкой новых пестицидов могут только крупные компании производители этой продукции, поскольку инвестиции в разработку нового агрохимического препарата по экономическим соображениям не могут превышать порог 10 % годового дохода.

Если основными производителями агрохимических препаратов в мире стали китайские компании, то в области разработок новых действующих веществ одну из лидирующих позиций занимает Япония. В настоящее время из 363 агрохимикатов основного списка 114 препаратов разработаны японскими исследователями.

В основе дизайна новых биологически активных соединений лежит в первую очередь точное представление о биохимической мишени, на которую должно быть направлено регуляторное или блокирующее действие разрабатываемого вещества. Важную роль играет также биорациональный синтез, учитывающий накопленные предыдущими исследованиями знания зависимостей активности от строения и механизмов действия полученных ранее биологически активных веществ. При таком подходе упрощается разработка новых патентноспособных препаратов для организации их производства в нашей стране и для представления их сельхозпроизводителям других стран.

При этом надо отметить, что тенденции в мировой экономике могут существенно изменить подход к производству агрохимических препаратов в нашей стране. Вероятнее всего в ближайшей перспективе произойдёт резкое сокращение предложений по поставкам сырьевых продуктов для производства препаративных форм, и наши сельхозпроизводители будут вынуждены покупать более дорогую готовую продукцию компаний монополистов в этой области. Это приведёт к ликвидации наших производств, специализирующихся на выпуске препаративных форм, к росту цен и к снижению конкурентоспособности сельскохозяйственной отрасли нашей экономики. В соответствии с этим появляется необходимость в организации собственных производств агрохимических препаратов с подготовкой специалистов для создания научных и прикладных основ для таких производств.