Комплексное исследование процесса инвазий у жесткокрылых

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-14-10031

НазваниеКомплексное исследование процесса инвазий у жесткокрылых

Руководитель Беньковская Марина Яковлевна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №13 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-101 - Зоология

Ключевые слова Жуки, вредители, биологические инвазии, чужеродные виды, жесткокрылые, ареалы, биогеография, экология, листоеды, ясеневая изумрудная узкотелая златка, ЯИУЗ, коровка арлекин

Код ГРНТИ34.33.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
АКТУАЛЬНОСТЬ Биологические инвазии, то есть нашествия чужеродных животных и растений с последующей вспышкой массового размножения, - одна из самых серьезных экологических и экономических проблем XXI века, одно из самых тяжелых последствий глобализации. Львиная доля ущерба связана именно с инвазиями насекомых, в частности, жуков. В связи с резким возрастанием числа и масштаба инвазий жуков за последние два десятилетия изучение этой проблемы стало вопросом экологической и экономической, прежде всего продовольственной, безопасности страны. Нашествие чужеродных жуков наносит огромный урон сельскому и лесному хозяйству, причиняет вред здоровью людей, разрушает местные экосистемы. Вторжения ряда видов носят характер чрезвычайных ситуаций - так называемые "энтомогенные катастрофы". Поэтому тема проекта находится в рамках приоритетного направления науки "Технологии предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера". Выявление и анализ естественных предпосылок биологических инвазий, т.е. тех особенностей биологии, которые позволяют виду проникнуть за пределы исходного ареала, адаптироваться к новым условиям, успешно конкурировать с автохтонными видами и стать злостным чужеродным вредителем – одна из важнейших проблем современной биологии, имеющая не только фундаментальное, но и практическое значение. СУЩНОСТЬ НАУЧНОЙ ПРОБЛЕМЫ Науке пока не известны закономерности инвазий жесткокрылых, поэтому разрушительные нашествия "жуков-чужаков" обычно непредсказуемы и застают врасплох. Например, ясеневая изумрудная узкотелая златка была редким безвредным азиатским видом, о котором знали только специалисты-систематики. Но в конце 1990-х годов она одновременно проникла в Северную Америку и европейскую Россию и к настоящему времени уничтожила сотни миллионов ясеней, получив статус самого опасного лесного вредителя в мире. Причины и механизмы этой инвазии не выяснены. Еще один пример - божья коровка арлекин. В течение нескольких десятилетий ее специально разводили и выпускали на разных континентах на сельхозугодья для борьбы с тлями. Она уничтожала вредителей, но не приживалась. Однако с середины 1980-х годов коровка арлекин стала приживаться и расселяться по всему миру, местами достигая огромной численности и нанося экономический и экологический ущерб. Почему произошла такая перемена? Никто пока не знает. Основная цель нашего проекта - выяснить как "безобидные" виды жуков превращаются в массовых чужеродных вредителей, то есть выяснить экологические причины инвазий, корни которых уходят в физиологию насекомых. Еще одна задача - разработать математическую методику моделирования ареалов чужеродных видов, которая позволит достоверно прогнозировать их динамику. ПОЧЕМУ НУЖНО ФИНАНСИРОВАТЬ ИЗУЧЕНИЕ ИНВАЗИЙ? Изучение инвазий - одно из самых финансируемых и интенсивно развивающихся направлений экологии в мире. Ведущие мировые державы осознали, что необходимо выделять средства на исследование биологических инвазий, так как противном случае приходится выделять значительно большие суммы на ликвидацию последствий нашествий чужеродных видов. В 2015 г. в Евросоюзе вступило в силу специальное постановление о политике в области биологических инвазий (EU Regulation no.1143/2014) ОСНОВНЫЕ ОБЪЕКТЫ: 1. Ясеневая изумрудная узкотелая златка Agrilus planipennis - карантинный вид ЕОКЗР, уничтожила сотни миллионов ясеней в Северной Америке, с 2003 г. быстро расселяется по европейской России. Если вредитель проникнет в широколиственные леса, это нанесет ущерб лесной промышленности, а если погубит ясеневые лесополосы Черноземья, то от ветровой эрозии пострадают почвы, которые кормят всю страну. 2. Божья коровка арлекин Harmonia axyridis - глобальный инвайдер, вредитель виноделия и плодоводства, представляет опасность для здоровья людей, т.к. скапливается в домах и выделяет жидкость, вызывающую аллергию. 3. Картофельные блошки рода Epitrix - некоторые виды рода занесены в Европу из Америки и наносят ущерб картофелю и другим пасленовым, являются карантинными видами ЕОКЗР и России. К сожалению, для борьбы с ними нужно большее число опрыскиваний, чем для борьбы с колорадским жуком. Таким образом, если не предотвратить их расселение, то картофелеводам придется применять больше пестицидов, и это отрицательно скажется на здоровье людей. КОНКРЕТНЫЕ ЗАДАЧИ: 1. Получить новые данные об экологии, географическом распространении и образе жизни ряда наиболее значимых в настоящее время чужеродных жесткокрылых: ясеневой изумрудной узкотелой златки, коровки арлекина и картофельных блошек. 2. Разработать комплекс экологических, биогеографических и генетических критериев, который позволит отличать, какие виды жуков являются местными, а какие - чужеродными. 3. Составить список чужеродных жуков России, создать информационную систему "Чужеродные жуки России". 4. Путем проведения экспериментов выяснить физиологические механизмы, которые превратили коровку арлекина в злостного чужеродного вредителя. 5. Разработать методику вероятностного моделирования ареалов чужеродных жесткокрылых, которая позволит прогнозировать динамику расселения. 6. Составить точную карту естественного ареала Agrilus planipennis в Азии. 7. Составить первый ключ для определения видов рода Epitrix Голарктики и полный каталог видов рода в объеме мировой фауны. НАУЧНАЯ НОВИЗНА проекта очевидна, т.к. во-первых, до настоящего времени не было попыток обобщения и теоретического осмысления информации по чужеродным жукам России (нет даже списка чужеродных видов нашей страны), во-вторых, в мире пока не разработаны методики достоверного прогнозирования ареалов чужеродных видов жуков, в-третьих, не известны эколого-физиологические причины инвазий жуков, в-четвертых, до настоящего времени не было ни ключа для определения картофельных блошек Голарктики, ни современного каталога мировой фауны. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ также не вызывает сомнения. Для борьбы с конкретными вредителями необходимо знать их географическое распространение, экологию и образ жизни. А чтобы уменьшить ущерб, наносимый инвазиями жесткокрылых в целом, необходимо понимать общую механику этого процесса. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Исследование вносит вклад в теоретические основы экологии инвазий. Кроме того, биологические инвазии как «эксперименты природы» предоставляют уникальную возможность изучения процессов приспособления животных и растений к новым условиям среды, микроэволюции и формирования ареалов. ДОСТИЖИМОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ Гарантия успешного выполнения поставленных масштабных задач - это сильный исследовательский коллектив, в состав которого вошли только активно работающие колеоптерологи с международным авторитетом: 3 доктора и 7 кандидатов наук, каждый из которых за последние 5 лет опубликовал несколько статей в журналах, индексируемых в Web of Svience и Scopus. Общее число публикаций участников за 5 лет составило 244, из которых 5 монографий и 94 статьи в журналах, индексируемых в Web of Science и Scopus. Руководитель и основные исполнители - постоянные авторы и рецензенты ведущих мировых журналов по экологии и энтомологии: PLoS ONE [JCR 2013 Impact Factor 3,73], Biological Invasions [JCR 2013 Impact Factor 2.509], Agricultural and Forest Entomology [JCR 2013 Impact Factor 1.556], Journal of Applied Entomology [JCR 2013 Impact Factor 1.56]. Состав коллектива подобран так, чтобы обеспечить комплексное, мультидисциплинарное решение проблемы с разных позиций: с позиций классической энтомологии (сотрудники Лаборатории систематики насекомых ЗИН РАН и Лаборатории почвенной зоологии и общей энтомологии ИПЭЭ РАН), экспериментальной энтомологии (Лаборатория экспериментальной энтомологии и теоретических основ биометода ЗИН), экологии инвазий (Лаборатория экологии водных сообществ и инвазий ИПЭЭ), защиты растений (ВИЗР), карантина растений (ВНИИКР) и сельскохозяйственной энтомологии (Лаборатория сельскохозяйственной энтомологии МГУ). Вместе с тем, исследовательская группа не является "механическим соединением" сотрудников разных учреждений. Это сложившийся коллектив, который сформировался и ведет совместную работу в информационной среде сайта "Жуки и колеоптерологи"; основные участники проекта имеют совместные публикации.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Орлова-Беньковская М.Я., Спиридонов С.Э, Буторина Н.Н., Беньковский А.О. Coinvasion by the ladybird Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae) and its parasites, Hesperomyces virescens (Ascomycota: Laboulbeniales) and Parasitylenchus bifurcatus (Nematoda: Tylenchida, Allantonematidae), in the Caucasus PLoS One, 13 (11): e0202841 (год публикации - 2018)
10.1371/journal.pone.0202841

2. Беньковский А.О., Орлова-Беньковская М.Я. Alien leaf beetles (Coleoptera, Chrysomelidae) of European Russia and some general tendencies of leaf beetle invasions PLoS ONE, 13(9): e0203561 (год публикации - 2018)
10.1371/journal.pone.0203561

3. Орлова-Беньковская М.Я., Беньковский А.О. Modeling long-distance dispersal of emerald ash borer in European Russia and prognosis of spread of this pest to neighboring countries within next 5 years Ecology and Evolution, 8:9295–9303 (год публикации - 2018)
10.1002/ece3.4437

4. Беньковский А.О., Орлова-Беньковская М.Я. Quick spread of the invasive rose flea beetle Luperomorpha xanthodera (Fairmaire, 1888) in Europe and its first record from Russia Spixiana, 41(1):99-104 (год публикации - 2018)

5. Беньковский А.О. Key for identification of the ladybirds (Coleoptera: Coccinellidae) of European Russia and the Russian Caucasus (native and alien species) Zootaxa, 4472 (2): 233–260 (год публикации - 2018)
10.11646/zootaxa.4472.2.2

6. Коваленко Я.Н., Шамаев А.В. Phymatodes murzini (Danilevsky, 1993) (Coleoptera, Cerambycidae) – New potential pest of Vitis amurensis? Journal of Asia-Pacific Entomology, Volume 21, Issue 4, Pages 1253-1255 (год публикации - 2018)
10.1016/j.aspen.2018.09.014

7. Коваленко Я.Н., Тельнов Д. New, north-easternmost locality for Bembidion monticola Sturm, 1825 (Coleoptera: Carabidae) in Europe: relict of ancient distribution or a result of range expansion? Entomologica Fennica, 29: 119-124 (год публикации - 2018)

8. Шокли Ф.У., Коваленко Я.Н. First Record of Trochoideus desjardinsi Guérin-Méneville, 1838 (Coleoptera: Endomychidae: Pleganophorinae) from Cuba The Coleopterists Bulletin, 72(3): 500–502 (год публикации - 2018)
10.1649/0010-065X-72.3.500

9. Коваленко Я.Н., Акуолов Е.Н., Юнаков Н. The easternmost discovery of the Mediterranean weevil Pachyrhinus lethierryi (Coleoptera, Curculionidae, Entiminae): Is a further invasion possible? ZooKeys (год публикации - 2018)
10.3897/zookeys.799.29934

10. Коваленко Я.Н. Перовое указание для России чужеродного кожееда Anthrenus coloratus Reitter, 1881 (Coleoptera: Dermestidae) – опасного вредителя музейных коллекций Российский Журнал Биологических Инвазий (год публикации - 2018)

11. Набоженко М., Коваленко Я., Калашян М. Which species of the genus Scaurus Fabricius (Coleoptera: Tenebrionidae) occurs in the Caucasus and the border areas of Anatolia? Zoology in the Middle East, Vol. 64, No. 2, 137–144 (год публикации - 2018)
10.1080/09397140.2018.1442297

12. Резник С.Я., Овчинников А.Н., Белякова Н.А., Овчинникова А.А. Устойчивость к голоданию личинок из инвазивной и автохтонной популяций азиатской божьей коровки Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera, Coccinellidae) Энтомологическое обозрение (год публикации - 2019)

13. Овчинников А.Н., Белякова Н.А., Овчинникова А.А., Резник С.Я. Factors determining larval cannibalistic behavior in invasive and native populations of the multicolored Asian ladybird, Harmonia axyridis Entomologia Generalis, (Импакт-фактор Entomologia Generalis в 2018 г. резко вырос и достиг уровня Q1, но в Scimago еще нет сведений о принадлежности журнала к Q1.) (год публикации - 2019)

14. Сергеев М.Е. Новая находка Paridea angulicollis (Motshuksky, 1854) (Coleoptera: Chrysomelidae: Galerucinae) в Приморском крае Российский Журнал Биологических Инвазий (год публикации - 2018)

15. Никулина Т. В., Мартынов В.В. Биология Exechesops foliatus Frieser 1995 (Coleoptera, Curculionoidea, Anthribidae) в европейской части ареала Зоологический журнал, том 97, № 7, с. 806–811 (год публикации - 2018)
10.1134/S0044513418070127

16. Мартынов В.В., Губин А.И., Никулина Т.В. Bruchidius terrenus (Sharp, 1886) (Coleoptera: Chrysomelidae: Bruchinae): A New Invasive Species of Seed Beetles in the Fauna of Russia Russian Journal of Biological Invasions, Vol. 9, No. 3, pp. 237–240 (год публикации - 2018)
10.1134/S2075111718030104

17. Орлова-Беньковская М.Я. (автор-составитель) Справочник по чужеродным жесткокрылым европейской части России Справочник по чужеродным жесткокрылым европейской части России, Ливны: Издательства «Web-Kniga» (издатель Мухаметов Г.В.), Орлова-Беньковская М.Я. (сост.) Коллектив авторов. Справочник по чужеродным жесткокрылым европейской части России - Ливны: Мухаметов Г.В., 2019. - 550 стр.: ил. (год публикации - 2019)

18. Орлова-Беньковская М.Я. Хорошие новости: в Москве улучшается состояние ясеней после вспышки численности златки Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae) X Чтения памяти О. А. Катаева: Санкт-Петербург, 2018 г., Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах. Т. 1. Насекомые и прочие беспозвоночные животные. стр. 81 (год публикации - 2018)
10.21266/SPBFTU.2018.KATAEV.1

19. Беньковский А.О., Орлова-Беньковская М.Я. Establishment of the New Alien Pest Woolly Ash Aphid Prociphilus (Meliarhizophagus) fraxinifolii (Riley, 1979) in European Russia Baltic Forestry (год публикации - 2019)

20. Мосейко АГ Скрытоглавы рода Stylosomus Suffrian, 1848 (Coleoptera, Chrysomelidae) фауны Южной Сибири Энтомологическое обозрение (перевод в Entomological Review), Т . 96, Вып . 4, стр. 833-838. (год публикации - 2017)

21. Беньковский АО, Орлова-Беньковская МЯ Quick spread of the invasive rose flea beetle Luperomorpha xanthodera (Fairmaire, 1888) in Europe and its first record from Russia (Coleoptera, Chrysomelidae, Galerucinae, Alticini) Spixiana (год публикации - 2018)

22. Мосейко А.Г. On a Record of the Striped Flea Beetle Phyllotreta erysimi Weise, 1900 (Coleoptera, Chrysomelidae) from Leningrad Province, Russia Entomological Review, Vol. 96. No. 6. P. 819-820 (год публикации - 2016)
10.1134/S0013873816060129

23. Мосейко АГ Asparagus Beetles of the Crioceris duodecimpunctata (Linnaeus, 1758) Group (Coleoptera, Chrysomelidae) from Russia and Adjacent Countries Entomological Review, Vol. 97. No. 5. 2017. Pp. 612-623 (год публикации - 2017)
10.1134/S13873817050074

24. Волкович МГ Morphology of the larva of Cypress jewel beetle Lamprodila (Palmar) festiva (L.) and a problem of delimitation of Poecilonotini and Dicercini using larval characters (Coleoptera: Buprestidae) Acta Entomologica Musei Nationalis Pragae, 57 (22): 22-23 (год публикации - 2017)

25. Беньковский АО, Орлова-Беньковская МЯ World checklist of flea-beetles of the genus Epitrix (Coleoptera: Chrysomelidae: Galerucinae: Alticini) Zootaxa, 4268 (4): 523–540 (год публикации - 2017)
10.11646/zootaxa.4268.4.4

26. Орлова-Беньковская М.Я., Захаров И.А., Беньковский А.О. Alien ladybirds (Coccinellidae) established in European Russia and neighboring countries. 9th International Conference on Biological Invasions Neobiota, Vianden-Luxembourg. 14–16 september 2016. — Vianden, 2016., P. 152 (год публикации - 2016)

27. Беньковский АО, Орлова-Беньковская МЯ New threat to soybean production in Europe: first record of the invasive alien pest Medythia nigrobilineata (Coleoptera, Chrysomelidae) introduced from Asia Acta Zoologica Bulgarica (год публикации - 2018)

28. Резник СЯ, Овчинников АН, Овчинникова АА, Белякова НА Costs and benefits of interlarval cannibalism in Harmonia axyridis Journal of Applied Entomology, published on-line (год публикации - 2017)
10.1111/jen.12405

29. Резник СЯ, Овчинников АН, Белякова НА, Овчинникова АА Влияние диеты и плотности популяции на созревание самок из автохтонной и инвазионной популяций азиатской божьей коровки Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera, Coccinellidae) Энтомологическое обозрение (перевод в Entomological Review), Т. 97, вып. 1 (год публикации - 2018)

30. Орлова-Беньковская МЯ, Волкович МГ Are native ranges of the most destructive invasive pests well known? A case study of the native range of the emerald ash borer, Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae) Biological Invasions, Published on-line 15.11.2017 (год публикации - 2017)
10.1007/s10530-017-1626-7

31. Овчинников АН, Резник СЯ, Овчинникова АА Динамика фото-трофической терминации репродуктивной диапаузы у азиатской божьей коровки Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera, Coccinellidae) Энтомологическое обозрение (перевод в Entomological Review) (год публикации - 2017)

32. Орлова-Беньковская МЯ Main Trends of Invasion Processes in Beetles (Coleoptera) of European Russia Russian Journal of Biological Invasions, Vol. 8, No. 2, pp. 143–157 (год публикации - 2017)
10.1134/S2075111717020060

33. Коваленко Я.Н. First record of the larger black flour beetle (Cynaeus angustus) (Coleoptera: Tenebrionidae) from Russia, with a review of its North American and trans-continental expansion Zoosystematica Rossica, 25 (2): 000–000. (Статья выйдет в декабре 2016г.) (год публикации - 2016)

34. Овчинникова А.А., Овчинников А.Н., Резник С.Я., Долговская М.Ю., Белякова Н.А. Динамика веса самок из инвазионной и автохтонной популяций Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera, Coccinellidae) в ходе индукции репродуктивной диапаузы Энтомологическое обозрение, Т. 95, вып. 4., С. 717-728 (год публикации - 2016)

35. Карпун Н.Н., Волкович М.Г. Кипарисовая радужная златка Lamprodila (Palmar) festiva (L.) (Coleoptera: Buprestidae) – новый инвазивный вредитель на Черноморском побережье Кавказа. IX Чтения памяти О. А. Катаева. Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах / Материалы международной конференции, Санкт-Петербург, 23–25 ноября 2016 г. / под ред. Д. Л. Мусолина и А. В. Селиховкина. – СПб.: СПбГЛТУ, с. 45-46 (год публикации - 2016)
10.21266/SPBFTU.2016.9

36. Волкович М.Г., Карпун Н.Н. Новый инвазивный вид златок в фауне России – вредитель кипарисовых Lamprodila (Palmar) festiva (L.) (Coleoptera, Buprestidae) Энтомологическое обозрение (год публикации - 2017)

37. Мосейко АГ, Гуськова ЕВ, Колов СВ, Орлова-Беньковская МЯ New data on the distribution of Colasposoma dauricum (Mannerheim 1849) (Coleoptera, Chrysomelidae) in Russia and Kazakhstan Entomological Review (год публикации - 2018)

38. Беньковский А.О., Орлова-Беньковская М.Я. Key to Holarctic species of Epitrix flea beetles (Coleoptera: Chrysomelidae: Galerucinae: Alticini) with review of their distribution, host plants and history of invasions. Zootaxa, 4175 (5): 401–435 (год публикации - 2016)
10.11646/zootaxa.4175.5.1

39. Коваленко ЯН, Ковалев АВ Новые находки пирофильного жука Acanthocnemus nigricans (Coleoptera, Acanthocnemidae) в европейской части России Энтомологическое обозрение (перевод в Entomological Review) (год публикации - 2018)

40. Коротяев БА, Катаев БМ, Ковалев АВ О находке в Санкт-Петербурге на сирени еще трех видов долгоносиков рода Otiorhynchus Germ. (Coleoptera, Curculionidae: Entiminae) Энтомологическое обозрение (перевод в Entomological Review) (год публикации - 2018)

41. Беньковский АО, Орлова-Беньковская МЯ Establishment of the invasive pest of bamboo Dinoderus japonicus Lesné, 1895 (Coleoptera Bostrichidae) in the Caucasus and notes on other beetle species currently established in this region. Redia, 100: 115-118 (год публикации - 2017)
10.19263/REDIA-100.17.14

42. Коваленко ЯН Jelinekius prisniyi sp. nov., new species of genus Jelinekius Majer, 1990 (Coleoptera: Dasytidae: Rhadalinae) from Tajikistan. Zootaxa, 4338(3), 595-600 (год публикации - 2017)
10.11646/zootaxa.4338.3.13

43. Просвиров АС Notes on the Fauna and Taxonomy of the Click Beetles (Coleoptera, Elateridae) of Russia and Neighboring Countries Entomological Review, Vol. 97, No. 2, pp. 230–246 (год публикации - 2017)
10.1134/S0013873817020087

44. Карпун НН, Журавлева ЕН, Волкович МГ, Проценко ВЕ, Мусолин ДЛ К фауне новых чужеродных видов насекомых-вредителей древесных растений во влажных субтропиках России. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, Вып. 220: 169–185 (год публикации - 2017)
10.21266/2079-4304.2017.220.169-185

45. Резник C.Я., Белякова Н.А., Овчинников А.Н., Овчинникова А.А. Влияние плотностно-зависимых факторов на развитие личинок автохтонной и инвазионной популяций Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera, Coccinellidae) Зоологический журнал (год публикации - 2017)

46. Ковалев А.В. New records of adventive species of Corylophidae and Silvanidae (Coleoptera: Cucujoidea) from the Western Caucasus Zoosystematica Rossica (год публикации - 2016)

Публикации