Biegaczowate pomogą nam w walce ze ślimakami i innymi szkodnikami
Na całym świecie ślimaki stanowią poważne zagrożenie dla upraw rolnych – ziemniaków, pszenicy, kapusty, truskawek i soi, powodując jednocześnie znaczące szkody gospodarcze, w szczególności w krajach, w których panuje umiarkowany i wilgotny klimat. Obecnie wykorzystywane środki do ich zwalczania są drogie i często toksyczne dla innych organizmów oraz środowiska, w wielu przypadkach nie da się ich stosować na bardziej rozległych obszarach, natomiast inne rozwiązania sprawdzają się tylko w walce z wybranymi gatunkami. Co więcej, wiele ślimaków przebywa w glebie, co paradoksalnie chroni je same przed środkami ochrony roślin, które w rezultacie trzeba stosować wielokrotnie dla zapewnienia pełnej skuteczności działania. Projekt CaraSlug, który otrzymał wsparcie w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”, zajmował się badaniem chrząszczy z rodziny biegaczowatych, czyli naturalnych drapieżników ślimaków, pod kątem możliwości wykorzystania ich jako biologicznego środka ochrony upraw. „Niestety, wskaźniki drapieżnictwa biegaczowatych na ślimakach były rozczarowująco niskie, jednak uzyskane wyniki były znacznie bardziej obiecujące w przypadku zwalczania innych szkodników takich jak gąsienice i larwy koziółkowatych”, wyjaśnia Inga Reich, stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie” z Narodowego Uniwersytetu Irlandii w Galway, który jest gospodarzem projektu. W czasopiśmie naukowym „Insects” pojawiło się już jedno opracowanie skupiające się na wykorzystywaniu biegaczowatych do walki z różnymi szkodnikami, w tym skoczogonkami oraz dżdżownicami, a trzy kolejne są w trakcie opracowywania.
Chrząszcze w pracy
Badacze realizujący projekt CaraSlug zdecydowali się na wybór biegaczowatych ze względu na fakt, że są naturalnymi drapieżnikami ślimaków, ale również dlatego, że występują licznie w agroekosystemach, a różne chrząszcze z tej rodziny są aktywne w różnych porach roku. Ze względu na fakt, że ślimaki stanowią problem przez cały rok, takie rozwiązanie niesie ze sobą oczywiste korzyści. W ramach badań, badacze projektu CaraSlug przyglądali się grupom chrząszczy z rodziny biegaczowatych w stanie Oregon w Stanach Zjednoczonych na dziesięciu różnych polach obsianych trawami, wykorzystujących metody upraw płużnych i zerowych, a także posiadających porośnięte i nieporośnięte miedze. Takie podejście pozwoliło zespołowi na ustalenie, w jakich warunkach chrząszcze z rodziny biegaczowatych żerujące na ślimakach, gąsienicach i larwach koziółkowatych radziły sobie najlepiej. Pobieranie próbek odbywało się co dwa tygodnie, a cały proces trwał 15 miesięcy. Chrząszcze chwytano za pomocą pułapek żywołownych ustawionych w dwóch rzędach na każdym polu – jeden rząd znajdował się w pobliżu krawędzi pola, natomiast drugi około linii 70 metrów. W każdym rzędzie znajdowało się pięć punktów gromadzenia próbek, w których zostały zainstalowane po cztery pułapki żywołowne na chrząszcze i jedna pułapka pozwalająca na ustalenie występowania szkodników. Po zgromadzeniu próbek chrząszcze były zabijane przy pomocy suchego lodu, a następnie identyfikowane w laboratorium. Następnie z wnętrzności chrząszczy izolowano materiał genetyczny, który badano pod kątem występowania śladów DNA ślimaków i innych szkodników przy użyciu badania qPCR. Pozyskany w ten sposób materiał genetyczny był również poddawany sekwencjonowaniu następnej generacji w celu uzyskania informacji na temat ogólnej diety poszczególnych chrząszczy. W ten sposób badaczom udało się ustalić, że biegaczowate faktycznie zwalczają szkodniki, jednak z mniejszą niż oczekiwana częstotliwością. Dodatkowo naukowcy przeprowadzili próby karmienia na jednym z najpospolitszych chrząszczy z rodziny biegaczowatych – Nebria brevicollis, który według przeprowadzonych badań qPCR najskuteczniej radził sobie ze zwalczaniem ślimaków. Chrząszcze były głodzone przez 7 dni, następnie naukowcy dostarczali im młodych ślimaków i ich jaja, po czym pozostawiali je na 4 dni. Po czterech dniach ślimaki i jaja nie zostały zjedzone, co wskazuje, że pozytywne wyniki badań qPCR są raczej rezultatem nekrofagii niż drapieżnictwa. „Odkryliśmy, że chrząszcze Nebria brevicollis żywią się innymi szkodnikami, w tym gąsienicami i larwami koziółkowatych, gdy pojawiają się jesienią. Ze względu na to, że zbiega się to w czasie z wysiewem nasion traw, wypuszczenie chrząszczy na pola może pomóc w spowolnieniu wzrostu populacji tych szkodników do czasu, w którym działalność szkodników będzie mniej groźna dla upraw”, wyjaśnia Reich.
Zrównoważony sektor rolno-spożywczy
Pestycydy są szkodliwe dla środowiska naturalnego i ludzkiego zdrowia. Celem projektu CaraSlug jest wspieranie ambicji UE w zakresie budowy zrównoważonego przemysłu rolno-spożywczego oraz rozwoju alternatywnych sposobów walki ze szkodnikami upraw. Zespół zamierza skupić się na dalszych badaniach wpływu chrząszczy N. brevicollis na rodzimą faunę bezkręgowców występującą na polach traw w Oregonie. Co więcej, badacze zamierzają także podsumować prace realizowane w Irlandii, gdzie prowadzili badania na temat wpływu intensywności upraw na ślimaki i chrząszcze z rodziny biegaczowatych. Badania skupione na larwach zostały opóźnione przez trwającą pandemię koronawirusa.
Słowa kluczowe
CaraSlug, ślimak, biegaczowate, chrząszcz, szkodniki, ochrona, uprawy, drapieżnictwo, biologiczne środki ochrony, gąsienice, larwy koziółkowatych, nasiona traw, DNA, qPCR
