Стан вивченості еколого-біологічних та генетичних особливостей представників родини Scolytidae

Abstract

Масове враження хвойних насаджень жуками-короїдами (родина Scolytidae) стає проблемою світового рівню, оскільки, набуває масовості в країнах Північної Америки, Центральної Європи та Азії. В Україні спостерігається здебільшого в північно-західних та центральних областях створюючи загрозу для карпатських пралісів. Так, зокрема, на початок 2019 року загальна площа уражених лісів, підпорядкованих Держлісагентству України, склала понад 413 тис. га та набуває ознак екологічної катастрофи. Запроваджені, наразі, методи контролю популяцій шкідників, такі як вилучення уражених дерев та застосування феромонних пасток виявились не досить дієвими і не відповідають нормам концепції сталого розвитку, що в свою чергу, породжує необхідність пошуку нових стратегій боротьби із цими шкідниками. Стаття узагальнює дані про напрями і тенденції досліджень, що стосуються аспектів вивчення жуків-короїдів (родина Scolytidae). В ній розглядаються особливості стаційного поширення жуків, як у минулому так і сьогодні, сезонність льоту, спосіб харчування, хімічної комунікації, а також їх функціональна роль у біосфері. Одним із перспективних напрямків дослідження розглянуто аспекти генетичного аналізу жуків-короїдів та можливість вивчення їх екосистемних та симбіотичних взаємодій. Яскравими прикладами застосування генетичних досліджень є потенційна можливість використання транскриптомних даних для 2 виявлення нових хемосенсорних сімейств генів, що здатно у подальшому значно сприяти розвитку альтернативних підходів контролю популяцій короїдів з використанням семіохімічних сполук на основі феромонів. Іншим прикладом є філогенетичні дослідження, котрі сьогодні створюють основу для перегляду класифікації шкідників та виявлення генетичної спорідненості їх популяцій, що визначає перспективи в прогнозуванні їх подальшого поширення. А, завдяки дослідженням мікробіому жуків стає можливим вивчення різних груп коменсальних і симбіотичних організмів, котрі своєю присутністю в організмі можуть створювати численні згубні, нейтральні або сприятливі ефекти відіграючи певні ролі у харчовій адаптації, виступати стресовими факторами у формуванні захисту та специфічного імунітету. Відповідно, логічним є припущення про необхідність зміщення акценту науковців до застосування молекулярно-генетичних підходів у дослідженнях філогенетики, класифікації та особливостей симбіотичного співіснування короїдів з грибами і бактеріями.

The mass affection of coniferous stands by bark beetles (Scolytidae family) is becoming a worldwide problem as it is observed in North America, Central Europe and Asia. In particular, it is observed in the northwest and central regions of Ukraine and poses a threat to the Carpathian forests. In particular, at the beginning of 2019 the total area of the affected forests, subordinated to the State Forestry Agency of Ukraine, amounted to more than 413 thousand hectares and is becoming a sign of ecological catastrophe. Currently, pest control methods, such as the removal of affected trees and the use of pheromone traps, have proven to be ineffective and do not comply with the concept of sustainable development, which in turn creates the need to seek new strategies to control these pests. The article summarizes information on current directions and trends of research regarding aspects of studying bark beetles (Scolytidae family). We discuss the peculiarities of beetle’s stationary propagation, flight seasonality, the way of food, chemical communication, and their functional role in the biosphere. Aspects of genetic analysis of bark beetles and the possibility of studying their ecosystem and symbiotic interactions are considered as one of the promising areas of the study. A striking example of the using genetic research is the transcriptomic data analysis to identify new chemosensory gene families, which can further significantly contribute to the development of alternative approaches to bark beetles’ populations control using pheromone-based semiochemical compounds. Another example is the phylogenetic studies that today provide the basis for pests’ classification reviewing and identifying the genetic affinity of their populations, which defines the prospects for predicting their further spread. Through the beetles’ microbiome researching, it becomes possible to study different groups of commensal and symbiotic organisms, which can create numerous injurious, neutral, or beneficial effects, playing certain roles in food adaptation, act as stress factors in the formation of specific immunity. Accordingly, it is logical to assume that there is a need to shift scientists’ emphasis to the application of molecular genetic approaches in the studying of phylogenetics, classification, and features of symbiotic coexistence of bark beetles with fungi and bacteria.