Популяционная экология термитов и их значение в естественных и урбанизированных экосистемах

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время вред, наносимый термитами по всему миру, растет с каждым годом. Если в Западной Африке вред, наносимый термитами зданиям, составляет 10% средств, выделяемых на текущий ремонт, то в США вред, наносимый термитами, составляет 1,5 млрд., а по всему миру-20 млрд, долларов в год»1.
Термиты наносят серьезный вред деревянным конструкциям культурноисторических памятников, объектам стратегического назначения, гидротехническим сооружениям, населенным пунктам и административным зданиям. Одна семья термитов из 25 тысяч особей, обитающая в 100 см3 объема, в год потребляет в среднем до 50 тысяч см3 различного вида целлюлозы. Вместе с тем все это приводит к глобальному круговороту углерода и повышению в атмосфере концентрации парникового газа -диоксида углерода. Все это осуществляется за счет пищеварительных секретов термитов и ферментов симбионтов, а также за счет активности биохимических процессов.
Скрытый образ жизни термитов, сильная защита от экологических факторов окружающей среды, функциональная специализация каст в термитнике и способность в краткие сроки восстанавливать свою популяцию затрудняют применение средств борьбы с ними. Исходя из этого, определение популяционной экологии термитов и взаимоотношений с позвоночными-беспозвоночными и микроорганизмами, а также разработка современных биологических методов борьбы, контролирующих численность термитов, имеют актуальное значение.
Следует отметить недостаточность научных исследований для защиты населенных пунктов и других сооружений от вреда термитов, причины переселения и распространения термитов из природных условий в урбанизированные экосистемы. В настоящее время весьма актуальными проблемами являются определение распространения популяции термитов, а также физиолого-биохимических процессов, связанных с пищеварительными секретами и активностью ферментов симбионтов, выявление новых видов микроорганизмов-паразитов термитов, совершенствование методов борьбы, основанных на создании ядовитых приманок на основе патогенов-грибов и микроорганизмов.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан № ПП-1940 от 20 марта 2013 года «О программе развития сферы туризма в Хорезмской области на 2013-2015 годы» и Постановлении Кабинета Министров Республики Узбекистан № 27 от 2 февраля 2012 года «Об ускорении работ по борьбе с термитами и устранении их вреда в республике», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является комплексное определение популяционной экологии термитов рода Anacanthotermes в естественных и урбанизированных экосистемах Узбекистана и разработка эффективных биологических методов контроля численности термитов.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
впервые в мировой фауне выявлен новый вид нематоды Caenorhabditis sp. в термитах;
установлена активность фермента лактазы в слюнной железе термитов рода Anacanthotermes',
впервые выделено 24 видов грибов из тела термита, камер термитника и пищи термитов и определен их видовой состав;
повышена вирулентность штамма Beauveria tenella (Del) Siem BD-85, используемого в борьбе с термитами, выделенного из марокканской саранчи;
впервые создана патогенная приманка на основе стебля подсолнуха и штамма Beauveria tenella (Del) Siem BD-85, Bacillus thuringiensis, обладающая свойством контроля численности термитов.
выводы
На основе проведенных исследований по докторской диссертации на тему «Популяционная экология термитов и их значение в естественных и урбанизированных экосистемах» представлены следующие выводы:
1. Отмечено, что на естественных и урбанизированных территориях Узбекистана распространено 2 вида термитов - A. turkestanicus Jacobson, 1904 и A. ahngerianus Jacobson, 1904, рода Anacanthotermes.
2. Определена популяционная экология и структура термитов рода Anacanthotermes в урбанизированных и природных экосистемах. Жизнедеятельность термитов в таких экосистемах непосредственно и косвенно связана с разными беспозвоночными и позвоночными животными.
3. Определены основные причины распространения термитов и повреждения ими в урбанизированных экосистемах. Расширение ареалов распространения A. turkestanicus и A. ahngerianus объясняется воздействием экологических и антропогенных факторов.
4. Определена достаточно эффективная система экзо- и эндоцеллюлазы в процессе переваривания олигомеров термитами. Охарактеризованы причины повреждений древесины термитами, связанные с карбогидразной активностью слюнных и кишечных желез и симбионтных ферментов.
5. Выявлено, что в составе слюнных желез всех каст термитов карбоксицеллюлаза и целлобиаза не проявляют активность. Впервые отмечена активность фермента лактазы в слюнных желез термитов рода Anacanthotermes.
6. Определены 12 видов симбионтных жгутиковых простейших, участвующих в переваривании пищи в кишечнике термитов A. turkestanicus, A. ahngerianus. Симбиотическая связь жгутиковых с термитами рода Anacantothermes доказывает наличие эволюционно обеспеченных тесных трофических и метаболических отношений между ними.
7. В почвах термитников, их камерах и пищах выделены 24 вида грибов, определено значение видов родов Alternaria, Cladosporium, Stemphylium, Stachybotry, Helminthosporium в участии процесса пищеварения термитов.
8. Впервые в мировой фауне выявлен новый вид нематоды Caenorhabditis sp. в термитах. Определено, что в термитниках больше встречаются роды представителей микромицетов Aspergillus, Beauveria, Penicillium, Fusarium, Alternaria, Cladosporium. Культуральные жидкости Aspergillus flavus, Aspergillus orysae, Beauveria bassiana, Beauveria tenella, Scopulariopsis brevicaidis, Fusarium sp. проявляют патогенность для термитов от 82 до 100%.
9. Доказана антитермитная активность кристаллообразующих энтомопатогенных бактерий группы Bacillus thuringiensis по отношению к A. turkestanicus. Установлено, что штаммы Bacillus thuringiensis ЛМД и ЛМЕ-22 обладают самой высокой токсичностью против изучаемых термитов.
10. Впервые разработано эффективное противотермитное устройство-приманка на основе стебля подсолнуха (Helianthus annuus) и штаммов Beauveria tenella (Del) Siem BD-85, Bacillus thuringiensis созданы патогенные приманки с приманивающими и контролирующими численностью термитов свойствами.
11. На основе грибов Beauveria tenella (Del) Siem BD-85 разработан метод получения сухой сыпучей биологической массы, входящей в состав патогенной приманки, которая внедрена в практику борьбе с термитами.