Фермеры используют пчёл для распространения естественных пестицидов

Биопестициды, от бактериальных токсинов до грибков, переносимых пчёлами, — новый тренд в сельском хозяйстве. Но приручить природу не так-то просто.

Четыре ящика стоят на деревянном поддоне посреди четырёх акров органической клубники на ферме к северу от Торонто. Каждый размером примерно с обувную коробку, а в их крышках проделаны вентиляционные отверстия. И они гудят — лёгкий гул, щекочущий барабанные перепонки.

Я планировал увидеть эти ящики месяцами, выбрав неделю в конце весны, когда канадские клубничные поля должны были зацвести, а погода, как я надеялся, будет достаточно сухой и тёплой. Вместо этого небо затянуто грозовыми тучами, а ледяной ветер пронизывает мой взятый напрокат пиджак.

Шмелям внутри ящиков, кажется, это тоже не нравится. Мой сопровождающий из Bee Vectoring Technology, стартапа из Торонто, говорит мне, что насекомые предпочитают безветренные дни и более высокие температуры. В лучшую погоду я мог бы наблюдать, как опылители с постоянным интервалом вылетают из отверстий размером с пятирублёвую монету на торцах ящиков, перелетая с цветка на цветок на окружающем поле. Каждый несёт необычный груз: белую пыльцу, созданную для защиты клубники от вида гнили, известного как Botrytis cinerea, или серая плесень. Пыльца содержит безвредный грибок Clonostachys rosea. Он колонизирует внутренние ткани растений, блокируя рост более вредоносной плесени — биологическую альтернативу коктейлю из синтетических фунгицидов, которые становится всё сложнее применять.

Тодд Мейсон, ведущий учёный BVT, бодро шагает на клубничное поле, краснолицый и в коротких рукавах, несмотря на погоду. Он стучит по улью. Гул нарастает, но ни одна пчела не вылетает, чтобы исследовать источник беспокойства.

Мейсон пожимает плечами, а затем оглядывает поле, потирая руки. «Я возьму несколько образцов», — говорит он, хватая горсть зип-пакетов. Его цель: собрать цветки клубники, чтобы измерить, сколько белой пыльцы оставили пчёлы в более погожие дни. Это поле — одно из нескольких демонстрационных испытаний в Северной Америке и за рубежом. BVT уже убеждена — отчасти благодаря десятилетиям исследований учёных из Университета Гвельфа в Онтарио — что белая пыльца может противостоять серой гнили, поражающей клубнику и множество других культур. Цель испытаний — доказать фермерам, что этот нетрадиционный пестицид с его нетрадиционным способом доставки работает на реальных полях, где погода — и пчёлы — не всегда сотрудничают.

BVT — одна из множества компаний, от стартапов до мировых агрохимических гигантов, стремящихся вывести на широкий сельскохозяйственный рынок пестициды, полученные из природных материалов, или биопестициды. Биопестициды растут быстрее, чем синтетические, которые составляют основу защиты урожая. Новые материалы проходят путь через регуляторные процедуры. Эту тенденцию подстёгивает несколько факторов. Например, вредители и патогены выработали устойчивость ко многим пестицидам, а Агентство по охране окружающей среды США (EPA) поэтапно отказывается от старых химикатов из-за экологических и медицинских проблем. Эти опасения не только усилили государственное регулирование и взвинтили стоимость разработки новых химических пестицидов, но и увеличили спрос потребителей на то, чтобы фермеры выращивали больше органической продукции.

«Двадцать лет назад, если возникала проблема и появлялся вредитель, его просто убивали, — говорит Майкл Коллинсон, председатель и бывший генеральный директор BVT. — Когда появлялся новый химикат, и он работал, его лили без разбора. Сегодня мы должны изменить своё мышление, если хотим быть устойчивыми».

На первый взгляд, использование огромного биоразнообразия природы для защиты урожая от самых сложных сельскохозяйственных вредителей выглядит элегантно и привлекательно экологично. Возможности практически безграничны: неисчислимые миллионы видов микробов, насекомых и других невостребованных организмов живут в наших почвах, полях и водоёмах, ожидая, когда их возьмут на службу. Эти существа уже заражают и поедают друг друга и производят химические вещества, которые используют для самозащиты. Почему бы не призвать их сражаться на наших фермах? Мы уже успешно делаем это десятилетиями с продуктами на основе бактерий Bacillus, которые можно найти практически в любом хозяйственном или садовом магазине. По прошествии всего этого времени Bacillus остаётся основным ингредиентом примерно трёх четвертей всех биопестицидов.

Но найти подходящий организм для борьбы с конкретным вредителем или болезнью — задача не из лёгких. И биопестициды часто специфичны для одного типа вредителя или заболевания. С экологической точки зрения это плюс, так как означает, что они не уничтожат полезные организмы вместе с патогенами. Но это также означает, что большинство биопестицидов приходится использовать в сочетании с целым набором других средств — что сложнее, чем простое опрыскивание традиционными пестицидами. Убедить фермеров принять радикально иной подход к защите урожая тоже непросто. Многие фермеры и некоторые эксперты по пестицидам считают биопестициды хуже синтетических химикатов — отчасти из-за их более низкой токсичности (они попросту не так эффективно убивают), а отчасти потому, что они часто требуют использования живых существ в качестве средств доставки, что бывает трудно контролировать в полевых условиях. Скептики, предпочитающие простоту традиционных спреев, которые наповал убивают вредителей, пренебрежительно называют биопестициды «жучками в банках».

Будущее индустрии биопестицидов зависит от поиска новых эффективных материалов и от того, удастся ли убедить больше фермеров попробовать их — со всеми их особенностями. За несколько месяцев до моего визита в Торонто я спросил Сару Олсон, аналитика исследований из бостонской Lux Research, специализирующейся на новых агротехнологиях, о перспективах биопестицидов. Она была осторожно оптимистична в отношении отрасли в целом и назвала технологию BVT «очень, очень многообещающей». Затем она добавила оговорку, что пока ещё «слишком рано судить», и выразила опасение, что может сложиться «впечатление, будто бы ко всем биопестицидам всегда следует испытывать безудержный энтузиазм. На самом деле, некоторые из них просто не работают так же хорошо, как синтетические».

На клубничной ферме я прижимаюсь ближе к слою ароматной соломы, разбросанной между рядами клубничных растений, и наблюдаю за ульями, ожидая появления пчелы.

Биопестициды могут быть в тренде, но сама идея использовать природные материалы для защиты урожая — не нова. Токсичные растительные экстракты, такие как никотин и пиретрум (изготовленный из измельчённых лепестков хризантем), веками применялись в качестве инсектицидов.

Пожалуй, самым коммерчески успешным современным биопестицидом является Bacillus thuringiensis (Bt) — почвенная бактерия, открытая японским бактериологом в 1901 году. Французы начали продавать Bt в 1930-х годах; американцы последовали их примеру в 1950-х. Разные штаммы поражают разных насекомых, например, бабочек и комаров, но действуют они одинаково. Бактерии производят кристаллоподобные белки, которые, попадая в организм насекомого, связываются с клетками его кишечника, проделывают в них отверстия и в итоге убивают вредителя. (Эти белки безвредны для большинства других животных, включая людей.) Bt остаётся популярным в органическом земледелии, а учёные также внедрили гены, кодирующие эти бактериальные токсины, в некоторые из самых распространённых в мире генетически модифицированных культур, чтобы растения сами производили инсектицид.

Подход компании BVT к биопестицидам восходит к 1980-м годам. Джон Саттон, в то время фитопатолог из Университета Гвельфа, искал биологическую альтернативу фунгицидам для борьбы с серой гнилью (Botrytis), которая скрывается на отмерших растительных остатках практически на каждой ферме и в каждой теплице. Её споры разносятся ветром, дождём или системами орошения, оседая на повреждённых или увядающих частях растений, а затем прорастают в ткани и разрушают их. Botrytis поражает 240 видов растений по всему миру. Саттона особенно интересовало найти способ сдержать её распространение на клубнике — высокодоходной культуре — без того, чтобы обильно поливать растения (и людей, работающих с ними в поле целый день) агрессивной химией.

В годы, предшествовавшие его проекту, как говорит Саттон, всё больше нарастала озабоченность «остатками фунгицидов и других пестицидов в продуктах питания и окружающей среде». Также существовали опасения за здоровье сельскохозяйственных рабочих, добавляет он, потому что инструкции по применению «в то время были довольно небрежными по сравнению с нынешними».

Чтобы найти подходящий биопестицид, Саттон и его команда проанализировали 1400 видов микробов — включая бактерии, грибы и дрожжи — соскобленных с растений клубники, чтобы найти тот, что естественным образом подавляет серую гниль. В том, что Саттон называет «микробными Олимпийскими играми», они сузили список, изолировав кандидатов, распылив их на листья клубники, лепестки и тычинки в чашках Петри, а затем введя споры серой гнили.

Микробы, которые вытеснили серую гниль в лабораторных чашках, перешли в следующие раунды: испытания в климатических камерах, теплицах и, наконец, для некоторых — на открытых полях. Грибок Alternaria alternata подавлял серую гниль, но его нестабильная эффективность и тот факт, что некоторые его штаммы являются патогенами, исключили его из списка. Различные виды Penicillium побеждали Botrytis, но иногда сами вызывали гниение клубники. Грибком, «завоевавшим золото», по словам Саттона, оказался Clonostachys rosea, который раз за разом блокировал серую гниль. Что ещё лучше: учёные обнаружили, что грибок был так же эффективен, как и каптан — распространённый фунгицид.

Clonostachys — это эндофит: он колонизирует растение, не причиняя ему вреда, и проникает между клетками, занимая практически каждую доступную щель. Внутри растения, говорит Саттон, «захват — девять десятых закона. Как только ткань занята грибком, другие грибы не могут вторгнуться».

Теперь у Саттона было мощное оружие против Botrytis — ему оставалось лишь найти надёжный способ доставить его к растениям клубники. Он попробовал распылять споры на клубнику, и это сработало. Но распыление приводит к сносу препарата туда, где он не нужен, в окружающую среду — а воздействовать материал должен был именно на цветок. «Мы спросили себя: зачем нам опрыскивать всё растение целиком?» — вспоминает он.

Затем, в 1988 году, Саттон узнал о работе Питера Кевана — энтомолога и ботаника, также работавшего в Гвельфе. Кеван с коллегами пытались подавить рост молочая, заражая его дрожжами, которые должны были нарушить образование семян. Исследователи надеялись использовать медоносных пчёл для переноса дрожжей на сорняк. Но, судя по небольшим исследованиям, которые им удалось провести, дрожжи, по-видимому, не работали. У них закончилось финансирование, и проект был заброшен.

Но Саттона привлёк этот подход, поскольку опылители, такие как пчёлы, направлялись именно туда, куда он хотел доставить свой новый биопестицид: прямо к цветкам. Он предложил Кевану сотрудничать над методом доставки Clonostachys к клубнике для борьбы с серой гнилью.

Саттон и Кеван начали с медоносных пчёл, но позже Саттон перешёл к испытаниям шмелей — разные виды предпочитают разные цветущие растения, а последние с большей вероятностью опыляют именно клубнику. Метод доставки с помощью пчёл сработал. Более того, пчёлы доставляли средство к посевам гораздо точнее, чем распыление биопестицида по полю.

В течение следующих двух десятилетий команда из Гвельфа оттачивала свой процесс, находя лучший способ выращивания нужного штамма гриба в лаборатории и многократно испытывая его в полевых условиях. (Детали их метода, который предполагает выращивание Clonostachys в больших мешках с зерном, являются коммерческой тайной.) Но лишь после того, как Саттон вышел на пенсию в конце 2004 года, а отношение к биологическим средствам защиты стало меняться, коммерциализация технологии стала казаться возможной. Они передали интеллектуальную собственность компании BVT, оба оставшись в проекте в качестве научных консультантов. Компания привлекла средства для вывода подхода на рынок и работала над улучшением состава пыльцы и дозатора, чтобы пчёлам было легче доставлять продукт.

В 2012 году BVT начала предлагать свой биопестицид фермерам. Белая пыльца поставляется в небольших лотках, покрытых фольгой, которые вставляются в коммерческие ульи. (Конкуренты в Европе продают аналогичные продукты: BeeTreat в Финляндии и Flying Doctors в Бельгии.) Чтобы покинуть улей и отправиться в поле, шмелихе приходится пройти через эту пыльцу. Она прилипает к её мохнатому тельцу, в ходе эволюции идеально приспособленному для сбора микроскопических частиц пыльцы. Когда пчела садится на цветок, она начинает быстро вибрировать грудными мышцами, выбивая пыльцу — этот приём, называемый «жужжащим опылением», характерен для шмелей, но не для медоносных пчёл. Вибрация стряхивает часть белой пыльцы на цветок, «вакцинируя» его против Botrytis. По расчётам BVT, каждый лоток содержит как минимум более 2 миллиардов спор Clonostachys, а отдельная пчела может переносить около 300 000. Чтобы защитить растение от серой гнили, достаточно всего нескольких спор.

В штаб-квартире BVT, расположенной в офисном комплексе в Миссиссоге к западу от Торонто, я сижу за небольшим конференционным столом с Коллинсоном и Мейсоном, пока они показывают мне шмелиный улей с крышкой особой конструкции, в которую помещается один из их лотков с биопестицидом Clonostachys. Мейсон протягивает мне лоток, с которого снята фольга, обнажая белую пыльцу внутри.

«Можно потрогать?» — спрашиваю я.

«Вы могли бы её съесть», — говорит Коллинсон.

От этого я отказываюсь. Но я пропускаю пыльцу сквозь пальцы. Она мелкая, как тальк, с редкими крупинками. Это, как поясняет мне Мейсон, силикагель, который не даёт пыльце сбиваться в комки во влажную погоду.

Пока я перебираю пыльцу, Коллинсон и Мейсон переходят к активной презентации, перечисляя причины, по которым продукт BVT превосходит синтетические пестициды. Помимо сокращения использования фунгицидов, как они мне говорят, их подход может повысить общее качество урожая. Фермеры не всегда используют коммерческих опылителей для клубники; опыление ветром более распространено, по крайней мере, в Северной Америке. Но пчёлы, возможно, лучше справляются с распределением пыльцы по каждому пестику цветка — женскому репродуктивному органу, который должен быть оплодотворён пыльцой с мужских тычинок.

Если пыльца попадает лишь на часть цветка, итоговый плод получается сморщенным — фермеры называют это «кошачьей мордой». Рынок судит по внешнему виду: идеальная клубника продаётся свежей по высокой цене, тогда как деформированные плоды отправляются в более дешёвые переработанные продукты. Аргумент имеет вес: исследование немецких учёных 2013 года, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society B, показало, что пчёлы по сравнению с ветром повышают качество, количество и продажную цену клубники.

Но самый убедительный аргумент в пользу биопестицида — это его преимущество в борьбе с устойчивостью к пестицидам. Для синтетических пестицидов устойчивость неизбежна, если с ними плохо управляются. Хотя химикат изначально может уничтожить большинство своих целей, некоторые отдельные микробы и насекомые естественным образом устойчивы к яду и переживают обработку, передавая свою выносливость следующему поколению. Повторное использование одного и того же пестицида делает появление резистентности более вероятным. На клубничных фермах США фермеры опрыскивают фунгицидами с момента цветения растений до сбора урожая, часто каждую неделю. Устойчивость к пестицидам распространяется быстро, и на некоторых фермах остаётся всего несколько продуктов, которые ещё работают.

Резистентность особенно вероятна для большинства фунгицидов, используемых против серой гнили, которые нацелены на очень специфические особенности грибка. Возьмём бензимидазолы — класс пестицидов, представленных на рынке с 1960-х годов. Бензимидазолы выводят из строя ключевой белок, необходимый для деления клеток Botrytis. Чтобы обойти это, серой гнили нужен лишь небольшой эволюционный толчок — изменение всего одной «буквы» в её генетическом коде — чтобы продолжать производить этот важнейший белок даже при обработке фунгицидом.

Напротив, Clonostachys не убивает серую гниль, выводя из строя ключевой генетический элемент — он проникает в растение и захлопывает дверь за собой. Серой гнили пришлось бы пройти через более драматичную трансформацию, с несколькими генетическими мутациями, которые должны сложиться именно нужным образом, чтобы либо проскользнуть в эту дверь первым, либо выбить её грубой силой.

Биопестицид BVT не заменит фунгициды на клубничных полях полностью. Во-первых, пчёлы доставляют биопестицид только к цветку, что не защитит клубнику от патогенных грибков, проникающих через почву. Тем не менее, Коллинсон надеется, что продукт уменьшит зависимость от синтетических фунгицидов. Один из способов, как он предполагает, — позволить фермерам использовать химикат реже, тем самым замедляя развитие устойчивости.

Компания планирует распространить тот же принцип на другие культуры. Коллинсон раскладывает на конференционном столе электронную таблицу и указывает на столбцы с цифрами. «На самом деле 87 культур требуют опыления», — говорит он. BVT сосредоточена на 20 культурах с наибольшими посевными площадями, включая яблоню, семена рапса, тыкву, клубнику, подсолнечник, томат, арбуз и цукини.

По отдельности ни одна из них не является основной культурой в масштабах таких товаров, как кукуруза или пшеница. Но вместе, по всей Северной Америке и Мексике, эти так называемые второстепенные культуры составляют значительный объём. И «если начать изучать Европу — Германию, Францию, Турцию — можно увидеть, что там огромные площади», — говорит Коллинсон. «Двадцать культур в двадцати странах — в итоге получается огромный, колоссальный потенциал».

Компания надеется в конечном итоге расшириться ещё больше, предложив свою технологию для ульев медоносных пчёл, которые более распространены в коммерческом бизнесе опыления и специфичны для другого спектра культур. Отдельная медоносная пчела, вероятно, не перенесёт столько пыльцы, сколько шмель: они меньше и глаже, и при опылении не вибрируют. Но ульи медоносных пчёл гораздо больше — шмелиный улей, стоящий на конференционном столе, вмещает максимум 300 особей, тогда как в коммерческой пасеке медоносных пчёл их может быть 30 000. BVT разрабатывает новые лотки, адаптированные под меньший размер медоносных пчёл и их более крупные ульи.

Компания также планирует экспериментировать с добавлением в лотки других биопестицидов. Таким образом, шмели и медоносные пчёлы смогут переносить несколько материалов одновременно, помогая защищать растения сразу от нескольких вредителей и болезней. Например, помимо спор грибка против серой гнили, лоток может содержать бактерии Bt для уничтожения определённых вредных насекомых, не причиняя вреда самим пчёлам. Эта комбинированная пыльца, говорит Мейсон, подобна «набору разных вещей в коробке FedEx».

Когда технология BVT была в зачаточном состоянии, «мало кто придавал серьёзное значение биологическому контролю», говорит Саттон — было «много скептиков». С момента появления ДДТ в 1939 году созданные человеком химикаты были основной рабочей силой в борьбе с насекомыми-вредителями, болезнями и сорняками. Хотя химики, создающие синтетические пестициды, часто черпают вдохновение в природе, они модифицируют эти вещества — удаляя или добавляя атомы, чтобы получить более мощную и долговечную форму. Например, пиретроиды, распространённый современный класс инсектицидов, являются синтетическими аналогами пиретрума — природного пестицида из измельчённых хризантем. Но пиретрум разлагается на солнце, а пиретроиды химически изменены, чтобы выдерживать его воздействие.

Раньше синтетические пестициды было относительно дёшево производить. Но когда в 1970-х годах было создано Агентство по охране окружающей среды США (EPA), регулирование в области здоровья и экологии постепенно ужесточилось, а стоимость разработки пестицидов возросла.

Чтобы найти новые пестициды, учёные просеивают огромные химические библиотеки, тестируя вещества, которые, как известно, обладают свойствами, способными уничтожать или контролировать вредителей или болезни. Если химикат работает в предварительных испытаниях, он проходит дальнейшие исследования для определения его токсичности для человека или окружающей среды и для проверки эффективности в полевых условиях. По последним оценкам отраслевой ассоциации CropLife, крупные химические компании проверяют в среднем 159 574 различных соединения, чтобы найти всего одно, которое можно будет продавать. Открытие этого единственного химиката занимает около 11 лет и стоит в среднем 286 миллионов долларов. Сорок лет назад это стоило 23,1 миллиона долларов.

Биопестициды, по сравнению с этим, обходятся дёшево, особенно в США. Двадцать лет назад зарождающаяся индустрия биопестицидов лоббировала в EPA упрощение процедуры вывода своей продукции на рынок, аргументируя это тем, что эти биологические продукты принципиально отличаются от синтетических пестицидов — и, как правило, мягче воздействуют на окружающую среду — и поэтому для них должен быть отдельный регуляторный путь. EPA согласилось. «Мы были первой страной в мире, которая создала отдельное подразделение для лицензирования биопестицидов», — говорит Джим Джонс, помощник администратора Управления по безопасности химических веществ и предотвращению загрязнения агентства. Таким образом, добавляет он, биопестициды «не вытесняются синтетической химией».

Биопестициды по-прежнему должны соответствовать требованиям безопасности, а те из них, что особенно токсичны, регулируются как синтетические. Тем не менее, в среднем разработка каждого действующего вещества в биопестициде обходится менее чем в 10 миллионов долларов и занимает около четырёх лет на тестирование — это всего 1–2% от стоимости разработки синтетического пестицида и примерно треть времени.

Многие компании на рынке биопестицидов — это энергичные стартапы, но крупный агробизнес тоже пробивает себе дорогу. В 2012 году Bayer CropScience купила компанию по производству биопестицидов под названием AgraQuest за сообщённые 425 миллионов долларов. За последние несколько лет Monsanto, Syngenta, DuPont и другие также активно инвестировали в биопестициды. Даже Bee Vectoring связана с Большой Агрохимией: бывший исполнительный директор Bayer недавно занял пост генерального директора, а бывший учёный Syngenta является одновременно научным консультантом и членом совета директоров.

Некоторые из этих компаний, подобно BVT, ищут грибки, способные блокировать болезни. Другие используют бактерии, дрожжи и вирусы, смертельные для насекомых. Существуют и природные гормоны роста, такие как экстракт масла нима под названием азадирахтин, который останавливает созревание и размножение насекомых-вредителей. Есть и феромоны — химические вещества, с помощью которых насекомые общаются. Некоторые феромоны привлекают насекомых, что может быть полезно в ловушках, в то время как другие действуют как система сигнализации, предупреждая насекомых об опасности, что может отпугнуть вредителя с поля.

Весь этот рост означает больше вариантов для фермеров. «На рынке появилось гораздо больше успешных продуктов-биопестицидов», — говорит Майкл Браверман, руководитель программы поддержки биопестицидов и органического земледелия в проекте IR-4 Университета Рутгерса, который помогает регистрировать средства защиты растений для второстепенных культур, таких как артишоки и клубника. «И повышение качества этих продуктов придало им лучшую репутацию, чем в прошлом, сделав их более привлекательными».

Например, добавляет Браверман, химикаты, полученные путём ферментации микроба Chromobacterium subtsugae, хорошо работают в качестве инсектицида, а грибок Aureobasidium pullulans эффективен при обработке садов от бактериального ожога на северо-западе Тихого океана.

Алан Шрайбер, сельскохозяйственный консультант из штата Вашингтон, соглашается. Он говорит, что производители и химические компании часто нанимают его для тестирования как традиционных, так и биологических продуктов, включая экспериментальные материалы, которые выйдут на рынок через пять или более лет.

Некоторые из его клиентов скептически относятся ко всему «зелёному» или хипповатому, говорит он. «Эти ребята — правые среди правых. Они не хотят ничего органического, они не хотят никаких биопестицидов». Их отношение: «дайте мне чёртов крутой пестицид». Тем не менее, оставшись практически без альтернатив, говорит Шрайбер, «даже люди, не заинтересованные в биопестицидах, попадают в ситуации, когда чувствуют, что им нужно их оценить, потому что у них просто заканчиваются варианты».

Несмотря на многообещающие перспективы биопестицидов, скептики, возможно, правы в чём-то. Синтетические пестициды принципиально отличаются от биопестицидов не только тем, как они производятся, но и тем, как используются в полевых условиях. Синтетические химикаты предсказуемы. Нацелил, распылил — и вредители погибают, болезнь перестаёт губить листья культуры, а сорняки отступают. Биопестициды же требуют использования биологии или поведения живого организма, а это непросто.

С одной стороны, можно рассчитывать на естественный инстинкт шмеля собирать пыльцу или на то, что грибок определённым образом прорастёт внутри заражённого им растения. С другой стороны, грибок может заразить растение, только будучи доставленным туда, — а пчёлы предпочитают летать в хорошую погоду.

Пчёлы также могут залетать туда, где они не нужны. Согласно исследованию 2014 года, проведённому Дейвом Гоулсоном, биологом и экспертом по шмелям из Университета Сассекса, 73% пыльцы, собранной коммерческими шмелями на трёх шотландских фермах, происходило из дикорастущих цветов, а не из целевых плодовых культур. В конце концов пчёлы посетят нужные растения — если бы этого не происходило, коммерческая индустрия опыления не существовала бы. Но пчела, покрытая биопестицидом и привлечённая диким цветком, может перенести белую пыльцу на сорняки или другие растения, которые не требуют защиты со стороны фермера. Это не только было бы пустой тратой денег — это также могло бы привести к распространению материала в окружающей среде, включая сорняки, усиливая их устойчивость к болезням.

Обсыпание сорняков и диких цветов пыльцой «может иметь некоторое экологическое воздействие, но, полагаю, не слишком значительное», — говорит Гоулсон. «Более серьёзной проблемой было бы использование грибка в регионах, где он не встречается естественным образом, поскольку он мог бы легко распространиться в дикой природе с непредсказуемыми последствиями».

Мейсон из BVT отмечает, что, хотя биопестицид неизбежно попадёт на нецелевые растения, грибок погибнет, если не прорастёт внутри растения в течение шести-восьми часов. Согласно внутренним исследованиям компании, пчёлы не могут переносить пыльцу дальше примерно 350 метров. И поскольку биопестицид является физическим барьером, а не химическим убийцей, вероятность того, что сорняки станут выносливее и устойчивее к белой пыльце, маловероятна. «Шансы на то, что это создаст суперсорняки, практически равны нулю», — говорит Мейсон.

Изменчивы не только пчёлы. Флагманский грибок BVT разрушается при высоких температурах, поэтому фермерам необходимо хранить лотки в холодильнике до момента их установки в ульи в поле, заменяя свежими каждую неделю. Подобные сложности присущи всем биопестицидам. Например, некоторые продукты производятся с использованием нематод — мелких организмов, обитающих в почве и пожирающих других крошечных существ. Нематод необходимо хранить в прохладе, и если их не внести во влажную почву или на листья, они погибнут. Химические вещества, извлечённые из растений или микробов, могут разлагаться на солнце быстрее, чем синтетические, и требовать более частого применения, что ведёт к повышению трудозатрат. Другие биопестициды, такие как инсектицидный грибок Beauveria bassiana, прорастают только при высокой влажности. Они практически бесполезны на более засушливых сельскохозяйственных землях, говорит Дэвид Хэвиленд, консультант и исследователь из Отдела сельского хозяйства и природных ресурсов Калифорнийского университета.

И независимо от того, из чего сделан пестицид, всегда существует угроза резистентности. Эволюции безразлично происхождение пестицида. Хотя некоторые биопестициды, такие как Clonostachys в белой пыльце BVT, менее подвержены этой проблеме, продукты, созданные с использованием специфических токсинов, убивающих прямым и целенаправленным способом, уязвимы. Хотя для этого потребовались десятилетия активного, а часто и чрезмерного использования, первые признаки устойчивости к Bt появились на Гавайях в начале 1990-х годов у капустной моли, вредителя, распространённого на капустных культурах, таких как брокколи и капуста. С тех пор резистентность распространилась на другие виды насекомых, чему способствовала популярность ГМО-культур, содержащих токсины Bt.

Поскольку биопестициды обычно работают совершенно иначе, чем химикаты типа «навёл-распылил», сложно напрямую сравнивать их эффективность. Хэвиленд говорит, что тестировал множество биопестицидов и не впечатлён. «Обычно мы тестируем их год или два, они оказываются бесполезными, и мы двигаемся дальше», — говорит он. «Таковы реалии в большинстве случаев. Есть определённые исключения, но, вообще говоря, они работают не так хорошо».

Другие исследователи видят проблему в самих методах тестирования биопестицидов. Типичный протокол для синтетических инсектицидов, например, включает распыление и подсчёт того, сколько насекомых погибло и как быстро. Биопестицид, который работает по-другому — скажем, как репеллент или заставляя насекомых прекратить откладывать яйца — требует другого, специально разработанного теста. «Одна из трудностей, откровенно говоря, для учёного — это попытка разработать эксперименты для этих материалов», — говорит Ханна Беррак, энтомолог из Университета штата Северная Каролина. Использование стандартного протокола для биопестицида, добавляет она, часто «не совсем справедливый тест потенциала продукта, потому что они не предназначены для работы одинаковым образом».

Если учёным сложно работать с биопестицидами, то же самое касается и фермеров. Правильное использование любого пестицида требует обучения. Биопестициды могут быть ещё «менее снисходительными», говорит Хэвиленд. И у фермеров, заинтересованных в биопестицидах, не всегда есть доступ к обучению, которое помогло бы раскрыть потенциал этих продуктов.

«Микробы — эта новая граница фантастична, но ей нужно больше прикладных исследований», — говорит Эми Хепворт, фермер-органик из Нью-Йорка. Если фермер пробует биопестицид, но применяет его неправильно, и его поле затем поражается вредителями, ему, возможно, придётся использовать более агрессивные средства, которых он изначально пытался избежать, чтобы спасти урожай.

Без исследовательской и образовательной поддержки, говорит Хепворт, «нельзя постоянно взваливать на фермера бремя ужесточающегося регулирования, растущих штрафов, постоянно требуя от нас всё больше, больше и больше».

Вернувшись на канадское клубничное поле, я вижу, как ветер по-прежнему раскачивает белые цветы в неистовом танце. Появилось ещё несколько пчёл, но они не несут белую пыльцу. Некоторые проскользнули во входное отверстие одного из ульев — манёвр, который считался невозможным. С внутренней стороны входа есть небольшая пластиковая заслонка, свисающая, как занавеска. Пчела, входящая в улей снаружи, может отодвинуть её; изнутри улья заслонка образует уплотнение. Однако порывы ветра открывают её, позволяя пчёлам проскальзывать в щель. Я вижу и других пчёл, но, кажется, они прилетают из неустановленного улья, который мои сопровождающие только что обнаружили. Одна из пчёл покинула свой улей и основала новое гнездо в деревянных поддонах внизу.

Но один неудачный день может и не иметь значения, говорит Ян Коллинсон, менеджер проекта BVT и сын Майкла Коллинсона. Поскольку ульи остаются в поле на протяжении недель, пчёлам нужны лишь несколько погожих периодов, чтобы в итоге опылить поле.

Утро проходит, и Мейсон, главный учёный BVT, возвращается после сбора цветков клубники, чтобы помочь собрать доказательства того, что — несмотря на этот холодный ветреный день — пчёлы действительно доставляют белую пыльцу. Солнце пробивается сквозь облака порывами, согревая мою спину. Наконец, шмелиха, упитанная и симпатичная, выталкивается из выходного отверстия одного из ящиков. Она вся в белом, будто припудрена призрачной косметической пудрой. Она замирает, чистя усики лапкой.

Крылья пчелы жужжат, поднимая её округлое тельце в воздух. А затем она исчезает в поисках пыльцы.

Материал предоставлен изданием bioGraphic , опубликованным Калифорнийской академией наук.

Brooke Borel “Farmers Are Using Bees To Spread Nature’s Own Pesticides”

Перевод статьи «Farmers Are Using Bees To Spread Nature’s Own Pesticides» автора Brooke Borel, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык

Фото: на этой органической клубничной ферме к северу от Торонто компания Bee Vectoring Technologies проводит испытание, чтобы доказать, что шмели могут защитить растения от серой гнили, доставляя дозу нового биопестицида к цветкам. Аарон Шимански