Есть на Земле живые существа, которым для счастья не нужно ничего кроме… пшеницы. Узнав об образе жизни мучного хрущака, стрекоза, которая «лето красное пропела», а к зиме вынуждена расплачиваться за легкомыслие, просто лопнула бы от зависти: для него главное – найти место, где люди хранят зерно.
Фото: AmirBenlakhlef, unsplash.com
Но отношения с людьми у амбарных вредителей изначально складывались не столь радужно. Древним египтянам, грекам и римлянам не приходило в голову употреблять их в пищу. Мало того, люди активно путешествовали, воевали и торговали пшеницей, расселяя вредителей по просторам Ойкумены. А те, со своей стороны, бесчинствовали: выедая зародыши семян, губили будущий урожай, загрязняли муку и зерно чешуйками хитинового покрова, экскрементами и мочевой кислотой, отчего те становились не только несъедобными из-за отвратительного запаха и вкуса, но и токсичными. Некоторые амбарные клещи сами по себе вызывали отравления и тяжелую аллергию…
О том, что наши предки осознали проблему еще в далекой древности, узнаем от «ученейшего римлянина» Марка Теренция Варрона (116–27 годы до н. э.). В своем труде Res rusticae («Сельское хозяйство») он пишет о том, как правильно подготовить амбар к хранению зерна: «Стены и пол следует одеть в „цементную кольчугу“ или, по крайней мере, обмазать составом из глины с мякиной, замешанным на масляном отстое. Этот состав не позволит завестись мышам и червям…» Рассказывает он и о других способах обустроить зернохранилище: «Некоторые устраивают амбары в подземных пещерах, которые называются sirus; так делают в Каппадокии и Фракии; другие, например, в Карфагенской и Оскской областях, в Восточной Испании, ссыпают хлеб в колодцы. Дно их они устилают соломой и стараются, чтобы влага и воздух не могли туда проникнуть (кроме случаев, когда зерно оттуда достают): куда воздух не доходит, там хлебный долгоносик не заводится. Ссыпанная таким образом пшеница сохраняется лет пятьдесят…» Судя по тому, что человечество не погибло от голода, эффект от предпринимаемых мер был значительным, но… Наберите в поисковике «жуки в муке», и масштабы явления на сегодня станут очевидны.
Мучной хрущак – один из самых распространенных вредителей зерна на планете, представленный двумя видами – Tenebrio и Tribolium – большим и малым мучным хрущаком соответственно. Большой мучной хрущак – довольно крупный продолговатый жук длиной 12–18 мм. Спинка черно-бурая, брюшко красновато-бурое. Надкрылья с ясными бороздками, крылья хорошо развиты. Длина малого мучного хрущака – чуть больше 3 мм, по строению тела он очень напоминает своего крупного собрата, но отличается красновато-коричневой окраской. Личинки обоих хрущаков в народе именуются мучными червями. То, насколько они приспособились жить там, где хранится зерно, заслуживает особого внимания.
В природе жук (имаго) появляется летом и живет примерно 4 месяца. Выбирая пару, он совершает полеты ночью. После встречи с самцом самка в июле-августе откладывает 150–200 белых яиц. Пока вызревают яйца, амбары наполняются свежей пшеницей. На 10–14-й день из яиц выходят личинки – мучные черви, способные питаться как зерном и отрубями, так и мукой. Неурожайный год или неправильно выбранное место для кладки не станут фатальными. Личинки, как в доисторические времена, смогут вырасти, питаясь прелой древесиной, сушеным мясом, целлюлозой, тканью или шерстью. Набирая объем, они полиняют 4 раза. Когда запас питательных веществ достигнет нужного уровня – окуклятся. Далее сработает новый защитный механизм. В теплую погоду личинка превратится в имаго уже через 6 дней, а если условия для полета жука будут неподходящими, куколка сохранит его в себе в течение нескольких месяцев.
gambarunikbos.blogspot.com
Проживая свою полную превращений жизнь в амбаре среди зерен пшеницы, на складах или в забитых мукой мельничных конструкциях, хрущаки повреждают и отравляют зерно. Нередко их личиночные формы и имаго вызывают у человека гельминтозное заболевание, поскольку сами становятся промежуточными хозяевами крысиного цепня (Hymenolepis diminuta), но… Совсем недавно выяснилось, что после нескольких тысяч лет обитания рядом с человеком вредный мучной хрущак не только начал приносить пользу в хозяйстве, но и готов к выполнению особой миссии по охране окружающей среды.
Во-первых, благодаря всеядности и легкости разведения личинок мучного хрущака активно используют в качестве белковой подкормки для домашних питомцев и сельскохозяйственных животных – от кур до рыб и креветок, а также как рыболовную наживку.
Во-вторых, с помощью прожорливых личинок можно получить наглядное пособие для кабинета биологии или музейный экспонат: для этого достаточно поместить в контейнер с личинками труп небольшого животного. Вскоре от него останется лишь гладкий скелет.
В-третьих, уже сейчас ученые с помощью хрущаков решают проблему биопереработки пластика, а точнее – полистирола. Направляемая на свалки десятками миллионов тонн полистирольная упаковка наносит серьезный вред природе из-за добавления в ее состав токсичного гексабромциклододекана. Несколько лет назад группа ученых из Бэйханского и Стэнфордского университетов обнаружила, что личинки мучного хрущака способны поедать пенополистирол без всякого ущерба для собственного здоровья. Работа была опубликована в виде двух статей в Environmental Science & Technology в мае 2021 года.
Мучные хрущаки прогрызают ходы в пенопласте. Фото: YuYang, Stanford University news.stanford.edu
Исследования показали, что пенополистирол разлагается в их кишечнике в течение 24 часов. Особый состав микрофлоры, содержащий бактерии рода Exiguobacterium, позволяет мучным червям проводить быструю биопереработку полистирола: 47,7 % преобразуется в CO2, а остаток (около 49,2 %) выделяется в виде сравнительно низкомолекулярных биоразлагаемых органических соединений и бактерий.
Ядовитый гексабромциклододекан, используемый для теплоизоляции и при производстве текстиля, также не проблема для этих насекомых. В организме личинок остается не более 0,27 % поглощенного токсина, а значит, личинками можно смело кормить сельскохозяйственных животных, птиц, креветок и рыб.
Бактерии, «поедающие» пластик, были выделены из кишечной микрофлоры хрущевика и выращены in vitro (в стекле, вне организма личинок). Теперь ученые работают над тем, чтобы на основании своих исследований предложить современному обществу жизнеспособную и масштабно работающую технологию.
Добавим, что эксперименты с переработкой пластика мучными червями проводят не только американцы, но и наши соотечественники. Ученые технопарка «Якутия» пытаются выделить расщепляющие пластик ферменты и извлечь бактерии, которые в этом участвуют. Результатом научной работы должен стать синтез необходимого фермента. Его раствором можно будет поливать пластиковые отходы, обеспечивая их полную биопереработку. В этом случае мучной хрущак навсегда будет исключен из списков вредителей, поскольку его экологическая миссия будет выполнена.
В качестве ложки дегтя к пафосному финалу истории о хрущаке-герое и его эпическом превращении из вредителя в спасителя человечества от пластикового мусора почему-то вспомнился один из возможных сценариев будущего, описанный писателем-фантастом Сергеем Лукьяненко. В серии его романов о путешествиях по разным измерениям есть мир, в котором люди уже много лет живут вообще без пластика. Кроссовки, синтетическая одежда и гаджеты, проносимые сюда путешественниками, исчезают за несколько часов – их уничтожают созданные людьми бактерии… Интересно, да?
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
