Биологиялық әдісі дамуының негізгі кезеңдері


Ауыл шаруашылығына көшу және оның неолитте дамуы, шамамен 10 мың жыл бұрын, адамзатты тамақ үшін жәндіктермен бәсекелестік проблемасына тікелей душар етті. Өсімдік шаруашылығы мен дара дақылды егісінің пайда болуымен өсімдіктердің жекелеген түрлеріне толы учаскелер пайда болды және сөзсіз осы өсімдіктерді жем ретінде пайдаланатын жәндіктер зиянкестерінің жергілікті кластерлері құрылды.

Жыртқыштардың жәндіктерді жоюы бұрыннан байқалып, белгілі болған. Мәдени өсімдіктердің зиянкестерімен күресу үшін жыртқыш жануарларды қолдану идеясы көптен бері қолданыс тапқан. Жәндіктерді биологиялық басу әдісін пайдаланудың алғашқы мысалы ретінде қытайлықтардың цитрусты өсімдіктерге жыртқыш құмырсқаларды енгізуін айтуға болады. Шамамен 900 жылы пайда болған Қытайдың ежелгі «Оңтүстік Қытайдан келген ғажайыптар» кітабы жергілікті базарларда апельсин ағаштарын «құрт жемістерінің пайда болуынан» қорғау үшін қолданылған сары құмырсқаларды сатып алуға болатындығын хабарлайды. 1939 жылы Кантон базарларында құмырсқалардың ұяларын (Oecophylla smaragdina F.) сатып ала алды. Биологиялық реттеуді ерте қолданудың тағы бір мысалы – Таяу Шығыстағы, Йемендегі құрма тоғайларының иелерінің тәжірибесі, онда жыл сайын пайдалы құмырсқалар колониялары жәндіктер зиянкестерін басу үшін таулардан тоғайларға ауысады.

1602 жылы Улисса Альдровандидің «De Animalibus Insectis» атты еңбегі жарық көрді, онда бұрын жәндіктер туралы жазылғандардың бәрі жинақталған, сонымен қатар жәндіктердегі паразитизм туралы алғаш рет айтылған. Альдрованди, атап айтқанда, Pieris rapae (L.) көбелегіне Apanteles glomeratus (L.) паразитінің шабуылын сипаттады, бірақ ол паразиттің пілләлерін жұмыртқалары деп қабылдап, байқаған құбылысты дұрыс түсіндірмеді. 1608 жылы итальяндық Франческо Реди дәл осындай құбылысты, сондай-ақ бітелердегі «шыбынның» (шабандоздың) паразитизмін сипаттады. Айта кету керек, тек    1706 жылы Валисснери жәндіктердегі паразитизмге қатысты барлық алғашқы бақылауларды дұрыс түсіндірді [1].

XVIII ғасырдағы әдебиетте жәндіктер-жыртқыштар мен паразиттер туралы көптеген жаңа мәліметтер пайда болды. 1701 жылы голландиялық микроскопшы Левенгук тал үгінділерінің паразитоидын суреттеп сипаттады. Гедерт, Де Геер, Бонне, Жоффруа және Реомюрдің керемет жұмыстары жарық көрді. Реомюр өз жазбаларында зиянкестерді биологиялық жолмен басу идеясын жасау үшін көп жұмыс жасады. Ол зиянкестерді биологиялық жолмен басуды ұсынады, ол жылыжайға бітелерді, яғни торқанаттыларды жейтін «шыбындар» жұмыртқаларын салуды ұсынады.

1760 жылы Де Геер «біз ешқашан басқа жәндіктердің көмегінсіз жәндіктерден қорғана алмаймыз» деп мәлімдеді.

XVIII ғасырдың әйгілі еуропалық биологы Карл Линней тек таксономияға ғана қызығушылық танытпады. Ол сонымен қатар тәжірибелі натуралист және эколог болды, өсімдіктерден кейінгі екінші үлкен махаббаты жәндіктер болды. Реомюр идеяларын дамыта отырып, Линней (К. Н. Нелин лақап атымен) Calosoma sycophanta (L.) жер қоңызының көмегімен бақша зиянкестерінің санын азайтып, оларды орманда ұстап, бақшаға өткізуді ұсынды. Бітелерді басу үшін ол қызыл қоңыздарды, алтынкөздерді және паразиттік жарғаққанаттыларды қолдануды ұсынды. 1760 жылы Линней «табиғи тепе-теңдік» идеясын алға тартып,  «өсімдік қоректі жануарлар әрқашан басқалармен байланысты, егер олар тым көп болса, оларды жояды» және «осылайша барлығына қарсы соғыс болады» деп атап өтті.

1762 жыл бір елден екінші елге зиянды жәндіктерді басу үшін жыртқышты жылжытудың алғашқы бағдарламасының (интродукцияның) пайда болған жылы деп санауға болады. Үнді Мұхитындағы Маврикий аралында ауылшаруашылық дамуының басынан бастап, қант қамысының ең қауіпті зиянкестерінің бірі қызыл шегіртке Nomadacris septemfasciata Serr. болды. Онымен күресу үшін майна құсы (Acridotheres tristis L.) әкелінді. Идея жемісті болып, қызыл шегірткенің зияны азая бастады және 1970 жылы бұл зиянкестер қауіпті болуын тоқтатты [1].

XVII–XVIII ғасырларда ғылыми ой барған сайын қарқынды дамып, түпнұсқа бақылаулар мен эксперименттердің саны артты. Алайда, тек XIX ғасырда зиянкестер популяциясын басудағы өлімнің әртүрлі факторларының ықтимал маңыздылығы толық түсіндірілді.

1800 жылы Эразм Дарвин жылыжайларды бітелерден босатуға сол жерге қызыл қоңыздарды орналастыруды ұсынды. Ол сондай-ақ, егер «қырыққабат құрттарының жартысы жыл сайын кішкентай шаншармен жойылмаса», олардың  көп зиян келтіретінін байқады.

Жаңа әлем ғалымдары жыртқыш жәндіктер мен жәндіктердің аурулары туралы білім жинақтауға өз үлестерін қосты. 1823 жылы Митчелл бірқатар паразиттік жарғаққанатты жәндіктерді сипаттады. Джейкоб Сист 1824 жылы Cordyceps саңырауқұлақтарымен мамыр заузақоңызын жеңуі туралы алғашқы бақылауларының бірін жариялады. 1840 жылы Геррик гессен шыбыны жұмыртқасының және дернәсілінің паразиттерін, мүркөбелек жұмыртқа паразитін сипаттады.

1860 жылдары Бенджамин Уэлш АҚШ-қа Еуропадан паразиттік жәндіктерді әкелу идеясын алға тартты: «Бұл жалпы қағида: зиянды еуропалық жәндік біздің жерлерде кездейсоқ тамыр жайғаннан кейін, біз оны өз отанында қорек ететін паразиттер мен жыртқыштарды дереу әкелуіміз керек». Бірақ мұндай организмдердің партиясын алған алғашқы ел Франция болды, ал бұл партия Америкадан әкелінді. Филлоксераға шабуыл жасаған американдық Tyroglyphus phylloxerae Riley жыртқыш кенесі 1873 жылы осы жүзім зиянкестерімен күресу үшін Францияға жіберілді. Алғашқы сәтті интродукция Rodolia cardinalis (Muls.) қызыл қоңызын Австралиядан Калифорнияға әкелу болып саналады.

Ресейде биологиялық күрес әдістерін қолдану бойынша алғашқы тәжірибелер тек жетпісінші жылдардың аяғында – өткен ғасырдың сексенінші жылдарының басында жүргізілді. Бұл жұмыстар Anisoplia austriaca Hrbst. астық қоңызының саңырауқұлақ және бактериялық ауруларының қоздырғыштарын ашқан тамаша орыс ғалымы          И. И. Мечниковтың есімімен байланысты және патогендік микроорганизмдерді тәжірибелік қолдану көріністерін негіздеді.

И. И. Мечниковтың идеяларын жалғастырушы И. М. Красильщик болды, ол әлемде алғаш рет астық қоңызының жасыл мускардинасын тудыратын саңырауқұлақтың жаппай өндірісін жүзеге асырды.       И. М. Красильщик Ресейдегі зиянды жәндіктермен күресудің микробиологиялық әдістерінің негізін қалаушысы болып саналады.

Қазіргі жүз жылдықтың басында көптеген ғалымдардың        (Ф. Кеппен, И. А. Порчинский, Н. А. Холодковский,       С. А. Мокржецкий, А. А. Силантьев, Я. Ф. Шрейнер және т. б.) зерттеулерінің нәтижесінде жәндіктер арасында паразитизм мен жыртқыштық туралы кең материал жинақталып, өсімдіктерді биологиялық қорғау үшін энтомофагтарды қолданудың көптеген жолдарын анықтаған. Сонымен, И. В. Васильев 1903 жылы Түркістаннан Харьков губерниясына бақалшақ қандаланың жұмыртқа жегіштерін – теленомустарды алып келді. Біраз уақыттан кейін      А. Ф. Радецкий Астраханьнан Түркістанға алма көбелегінің паразитін – трихограмманы тасымалдады [1].

Биологиялық әдістердің қарқынды дамуы 1939 жылға дейін жалғасты. Сол уақытта «Гейги» швейцариялық химия компаниясының қызметкері Пауль Мюллер ДДТ-нің – 1874 жылы неміс химигі Отмар Цейдлер синтездеген заттың керемет инсектицидті қасиеттерін тапты.

ДДТ және кейіннен ашылған инсектицидті қасиеттері бар тұрақты органикалық заттар 40–50 жылдары өте кең тараған. Оларды қолдану нәтижелері өте көрнекі және сәтті болды. Осыған байланысты жәндіктер зиянкестерін биологиялық бақылау әдістеріне аз көңіл бөліне бастады.

Алайда уақыт өте келе ғалымдар мен қоғам пестицидтерді қолданумен байланысты әртүрлі мәселелерге жолыға бастады. Бұл мәселелер ауыл шаруашылығындағы мамандардың, өндірісшілердің, энтомологтардың және өкімет қызметкерлерінің арасында талқылауға түсті. Тек 1962 жылы  Рейчел Карсонның «Үнсіз көктем» кітабы жарық көрген кезде әртүрлі пікірталас жүргізуші топтардың өкілдері, шын мәнінде, пестицидтерді қолданудағы кемшіліктер және зиянды жәндіктерді жою сияқты сұрақтар толғандырды. Көпшіліктің қоршаған ортаға деген жаңа назары бүкіл адамзатқа қажет денсаулықты, тамақ пен өсімдік талшықтарын қорғаудың қауіпсіз тәсілдерін іздеуді тездетіп, күшейтуді талап етті.

Соңғы жылдары авторлар қазіргі ауыл шаруашылығында химиялық заттарды қолданудың маңыздылығы мен салдарын талқылауды жалғастыратын бірқатар жұмыстар пайда болды. Биологиялық күрес әдісіне және оның жеке аспектілеріне арналған тарихи очерктер пайда болды. Осы және басқа да көптеген жұмыстар жақында зиянкестерді биологиялық басу теориясы мен тәжірибесінен туындаған белгілі бір қызығушылықты көрсетеді.

Зиянкестермен күресудің биологиялық әдісі үшін қызмет ететін екі қуатты көпұлтты ұйым құрылды: бүкіл әлемге таралған көптеген дала станциялары бар Тринидадтағы Ұлттар Ынтымақтастығының биологиялық күрес институты және бүкіл әлемдегі биологиялық күрес туралы идеялар мен ақпарат алмасудың ең қуатты арнасы болып табылатын биологиялық күрес жөніндегі халықаралық ұйым.

Зиянды жәндіктердің биологиялық басудың кең анықтамасына, яғни зиянды жәндіктерге зиян келтіру үшін әртүрлі ағзаларды немесе олардың өмірлік маңызды өнімдерін пайдалану көптеген жаңа бірегей және перспективалы әдістерге жатады, оларды біз, кем дегенде, кейбір кейінгі бөлімдерде қарастырамыз.

Аз немесе аз тұрақты мекендейтін жерлерде популяцияның орташа тығыздығының салыстырмалы тұрақтылығы барлық тірі организмдерге тән. Дегенмен, мұндай тұрақтылықтың салыстырмалылығын атап өткен жөн – іс жүзінде популяцияның тығыздығы үнемі өзгеріп отырады. Популяцияны құрайтын даралар қартайғаннан өледі, тамақ жетіспеушілігінен, жыртқыштардың шабуылынан, ауа-райы факторларының әсерінен немесе апаттардан өледі; сонымен бірге көбею жүреді, популяция жаңа даралармен толықтырылады, иммиграция және эмиграция орын алады. Шамасы, популяциялар бір уақытта тұрақты және өзгермелі болуы мүмкін.            Р. Смит пен Р. Даут бұл құбылысты түсіндіруде аналогияны берді. Теңіз деңгейі тұрақты деп саналады және одан жер бетіндегі барлық басқа да биіктіктерді өлшеуге болады. Алайда, мұхит беті тегіс және қозғалмайтын кезді өте сирек анықтау  мен табу мүмкін, яғни «теңіз деңгейі» – бұл ұзақ уақыт пен үлкен кеңістікте есептелген орташа тұрақты мән, оның жанында судың нақты деңгейі үнемі өзгеріп отырады.

Сол сияқты, кез-келген ағзаның популяциясының тығыздығы үнемі өзгеріп отыратындығын көреміз, бірақ оның мәні салыстырмалы түрде өзгермейтін орташа мәнге жақын өзгереді, алайда кейбір жағдайларда да өзгеруі мүмкін.

Бұл ереже табиғи реттеудің негізгі принциптерін қамтиды. Табиғи реттеу – популяцияға әсер ететін барлық қоршаған орта факторларының күрделі үйлесімінің әсерінен белгілі бір уақыт аралығында белгілі бір жоғарғы және төменгі шектерде динамикалық тепе-теңдікті сақтау. Әсіресе популяцияның «тығыздығы» маңызды, ол жасы келгенде және оң немесе теріс ауытқу кезеңдерінен кейін орташа тығыздығында көрінеді. Бірінші көзқарастан мұндай қабілет біртүрлі болып көрінсе де, оның қажет екенін түсіну оңай. Әйтпесе, біраз уақыттан кейін түрлер санының ұзаққа созылуы немесе азаюы оған қатты әсер етуі мүмкін. Бұл Линней кезінде айтылған «табиғи тепе-теңдік» деп аталады. Табиғи тепе-теңдік – бұл қоршаған ортада болатын табиғи реттеуші процестердің нәтижесі. Оның арқасында түрлердің саны жойылғанға дейін төмендемейді және шексіз көбеймейді.

Популяциялардағы сандық өзгерістерді зерттеуді әртүрлі авторлар популяция динамикасы, демология, ларитмика деп атайды, бірақ бұл іс жүзінде популяцияның сандық экологиясы болып саналады. Популяция динамикасын зерттеу түр популяциясының мөлшері уақыт пен кеңістікте қалай өзгеретінін бақылау және сипаттау ғана емес, сонымен қатар осы тербелістерді тудыратын процестерді нақтылау болып табылады. Популяция санының өзгеруіне әсер ететін ондаған факторлар анықталды. Бұл кешен екі топқа бөлінеді: біз аз әсер ете алатын түрлердің ерекшеліктері және адам зиянды жәндіктерге зиян келтіретін қоршаған орта факторлары. Қоршаған орта факторларына жататын өлім факторлары екі топқа бөлінеді: тығыздыққа тәуелді емес күштер – ауа-райы мен климаттың қыңырлығы және тығыздыққа тәуелді күштер – көбінесе паразиттер, жыртқыштар, жұқпалы аурулардың әсерінен немесе шектеулі азық-түлік немесе шектеулі кеңістік үшін бәсекелестік.

Қазіргі уақытта популяцияны басу үшін адам ауа-райы немесе климат сияқты физикалық (абиотикалық) факторларға әсер ете алмайды. Алайда, ерекше жағдайлар бар – бұл микроклиматты немесе тіпті мезоклиматты өзгерту мүмкіндігін білдіреді. Сонымен, табиғи тепе-теңдікке жауап беретін элементтердің арасында тығыздыққа байланысты өлім факторлары да бар. Бұл топқа негізінен биотикалық факторлар кіреді және біз зиянкестер популяциясын басу үшін қолдануға болатын табиғи реттеуші механизмдерді іздеген кезде оларға жүгінеміз.

Сонымен, қазіргі уақытта табиғи реттеу механизмі күрделі процесс ретінде ұсынылған, оның байланыстарының біріне тығыздыққа байланысты кем дегенде бір фактор әсер етеді. Популяцияның қоршаған ортамен өзара әрекеттесуіне қатысатын қажетті элемент компоненттердің үш кең класын қамтиды:

1) популяцияға тән ерекшеліктер;

2) негізінен тығыздыққа тәуелді емес, бірақ белгілі бір популяция үшін ортаның ықтимал сыйымдылығының тығыз шеңберін қамтамасыз ететін ортаның қалыптастырушы әсері;

3) түрдің ерекшеліктеріне және орта шеңберіне байланысты популяция мөлшерін реттейтін тығыздыққа тәуелді басқарушы және тұрақтандырушы механизм.

Егер тұрақтандырушы механизм тек бір негізгі фактордан тұрса, онда тығыздыққа тәуелді (бірақ реттеуге қатыспайтын) басқа факторларды қоршаған ортаны қалыптастыратын әсердің ішкі компоненттері ретінде қарастыруға болады.

Табиғаттағы жәндіктердің басым көпшілігі популяцияның тығыздығымен сипатталады, бұл оларды зиянкестерге жатқызуға мүмкіндік бермейді. Тығыздығының артуы әдетте түрдің репродуктивті потенциалының толық жүзеге асуын алдын ала ұстап тұрған процесстердің кем тиімділігінен болады. Егер эволюциялық өзгерістер ескерілмесе, онда адамдар, зиянкестер мен оларға ортақ ортаның өзара әрекеттесуімен анықталатын экологиялық өзгерістерге байланысты түрлер әдетте зиянкестер мәртебесін алады деп айтуға болады.

Зиянкестердің пайда болуына адамның логикалық реакциясы зиянкестердің санын үнемі басуға немесе олардың экономикалық әсерін немесе екеуін де азайтуға бағытталған қоршаған ортаның қарама-қарсы өзгерісі болуы керек.

Зиянкестердің барлық биологиялық басу зиянкестердің өмір сүру жағдайларын нашарлатуға бағытталған қолайлы биологиялық немесе экологиялық процестерді өзгерту арқылы зиянкестердің көптеген түрлерінің тығыздығын азайтуға болады деген пікірге негізделген.

Биологиялық күрестің классикалық әдістері жағдайында табиғи реттеу теориясы тәжірибеге келесідей қосылады: тығыздыққа тәуелді реттеуші процестерге қатысатын немесе бұрыннан бар осындай агенттердің қызметін оңтайландыратын агенттер зиянкестердің қоршаған ортасына енгізіледі. Соңғысына паразитоидтар, қоздырғыштар немесе жыртқыштар жатады.

Егер таңдау дұрыс жасалса, онда зиянкестердің тығыздығын бұдан былай зиян келтірмейтін деңгейге дейін төмендетуге болады.

Биологиялық әдіс зиянкестер популяциясын басудың бірнеше бағытын қамтиды: жыртқыш және паразиттік жануарларды пайдалану, микробиологиялық, селекциялық, генетикалық әдістер, сондай-ақ гормоналды препараттар мен жәндіктердің феромондарын қолдану.