Ошибка в системе — расти
На этом участке серпантинной дороги, ведущей к Сигнальной горе Вайоминга, некуда съехать, поэтому Фил Таунсенд просто останавливает машину посреди своей полосы. Он выпрыгивает и бросается через дорогу, чтобы поближе рассмотреть возвышающуюся сосну. Это солидное дерево, толще телефонного столба и 80 футов высотой, с полными высокими ветвями, полными иголок, но Таунсенд уже списал его со счетов.
«Это дерево мертво», — говорит лесной эколог CALS. «Он просто еще этого не знает».
Таунсенд указывает на десятки трубочек желтой смолы, торчащих из ствола дерева. Каждая из них, объясняет он, отмечает место нападения горного соснового лубоеда.
Когда жук проник внутрь, дерево начало выделять смолу, пытаясь поймать его, но попытка не удалась. Трубки для смолы покрыты песком от свежих опилок, но в остальном пусты. Жуки проделали туннель через липкий воск и теперь вгрызаются во флоэму, проводящую питательные вещества дерева, создавая галереи, где они будут откладывать свои яйца.
«Это новая атака, — объясняет он. «Они съедят флоэму и опоясают дерево. Это дерево не добьется успеха». Таунсенд садится обратно в машину и направляется к вершине, откуда открывается прекрасный вид на море хвойных деревьев, покрывающее склоны холмов в этой части национального парка Гранд-Титон. Типичный турист на вершине горы описал бы лес как зеленый и здоровый, но Таунсенд указывает на различные места, которые имеют легкий желтый блеск. «В следующем году все эти деревья будут красными. Через год они будут седыми».
Кен РаффаЭтот цветовой узор стал слишком знакомым для тех, кто живет, работает или отдыхает в бескрайних лесах гористого Запада. От Аризоны до Аляски жуки размером со спичечную головку превращают хвойные деревья из зеленых в ржаво-красные и в серые коряги. Деревья в долине Джексон, которая проходит вдоль подножия Титона к югу от Йеллоустонского национального парка, являются одними из последних жертв.
Вернувшись в Мэдисон, лесной энтомолог CALS Кен Раффа предлагает грандиозную оценку.
И картина мрачная. «Мы говорим о десятках миллионов акров на Западе, где почти стопроцентная смертность», — говорит он. «Мы говорим о преобразованиях целых экосистем».
Изменения климата, по словам Раффы, способствуют этой полосе разрушения. Более теплое лето и более мягкая зима увеличили популяцию жуков в то время, когда стресс от засухи, тушение пожаров и другие методы управления сделали леса готовыми для нападения. В результате то, что раньше было прерывистыми, изолированными вспышками местных жуков, превратилось в крупнейшую из известных вспышек насекомых в истории Северной Америки.
«По мере того, как становилось теплее, вспышки становились все более частыми и масштабными. Вспышки нормальны, но размер нынешней вспышки беспрецедентен», — говорит Раффа. «Грандиозность такова, что она превратила сосну в Британской Колумбии из поглотителя углерода в источник углерода. Таким образом, он берет то, что обычно улавливает углерод, и превращает его во что-то, что высвобождает углерод», — говорит он.
У Раффы хороший взгляд на то, что нормально, а что нет в жуке горной сосны и его близких родственниках. Он изучает насекомых со времен своего аспирантского обучения в 1970-х годах и продолжает это направление исследований в Висконсине. Эти исследования помогли ему в работе, связанной с некоторыми проблемными жуками штата Барсук, в частности с еловым гравером, серьезным вредителем на плантациях красной сосны.
Деревья под угрозой: каждая трубка желтой смолы отмечает место проникновения жука, отмечает Фил Таунсенд. Деревья источают смолу, чтобы отразить нападение, а иногда дерево дует. Фото Алекса Митчелла-Мортона Большая часть его работы сосредоточена на порогах — переломных моментах, когда эндемичная, низкоуровневая популяция достигает точки, когда она может успешно заселить насаждение здоровых деревьев, или весь лес, или — как сейчас — Крупная лесная экосистема. В то время как заражение, которое он изучает, может быть эпическим по размеру, его подход заключается в том, чтобы мыслить мелко.
«Ключевые особенности, которые определяют, могут ли эти крупномасштабные вспышки произойти или нет, происходят в масштабе отдельных жуков, сталкивающихся с биохимическими веществами в точке, где они входят в дерево», — объясняет он. «Эти мелкомасштабные процессы в конечном итоге определяют, могут ли иметь место вспышки».
Жуки-короеды убивают хвойные деревья в западной части Северной Америки по крайней мере 38 миллионов лет. Окаменевшая древесина из этого региона демонстрирует ходы жуков Dendroctonus (название означает «убийца деревьев»). Но нападения обычно были немногочисленны, редки и непродолжительны. Популяции жуков росли, когда деревья находились в состоянии стресса, убивали самые старые и самые большие деревья, а затем снова умирали, когда этот источник пищи исчезал.
Вспышки были менее распространены, потому что деревья, которые эволюционировали вместе с жуками, очень хорошо защищаются. Поскольку сосна скрученная источает липкую смолу, чтобы преградить путь жуку, она также убивает свои собственные ткани в месте нападения и наводняет территорию большими дозами инсектицидных химикатов.
Это оставляет жука в ловушке в токсичной среде, и ему нечего есть. Раффа называет это «стратегией выжженной земли».
«Деревья злые, — говорит он. «Вот почему вспышка происходит только в одном районе, может быть, каждые 30 лет. В большинстве случаев все очень сильно против жука».
Единственным способом, которым жуки могут победить здоровое дерево, является быстрая массовая атака. Первые к дереву подают сигнал, выпуская химические аттрактанты, которые притягивают сотни или тысячи других, достаточно, чтобы истощить смолу и ослабить дерево, прежде чем оно сможет привести в действие свою защиту. Чем больше популяция жуков, тем выше шансы на успех.
Деревья под угрозой: каждая трубка желтой смолы отмечает место проникновения жука, отмечает Фил Таунсенд. Деревья источают смолу, чтобы отразить нападение, а иногда дерево дует. Фотографии Кена Раффа Здесь более теплая погода дает жуку преимущество. Более высокие температуры увеличивают численность жуков, ускоряя жизненный цикл и снижая зимнюю смертность.
Минус 40-градусные похолодания, необходимые для вымерзания личинок жуков, стали редкостью. Более высокие температуры также позволили жукам процветать в местах, которые раньше были негостеприимно холодными.
«Сейчас мы наблюдаем, как горный сосновый жук проникает в более высокие широты и более высокие высоты», — говорит Раффа. Обосновавшись в горах, жук опустошил одно из самых долгоживущих хвойных деревьев в Скалистых горах — сосну с белой корой. Это то, что известно как наивный вид, объясняет Моника Тернер, ландшафтный эколог из Университета Вашингтона в Мэдисоне, изучающая экосистему Йеллоустонского национального парка. Поскольку оно развивалось на больших высотах, где низкие температуры подавляли популяции жуков, дерево не развило такой же уровень способности к самозащите.
«Сейчас его лупит горный сосновый лубоед. Я думаю, что мы можем потерять этот тип леса или увидеть его очень сильное сокращение», — говорит Тернер. И это может привести к каскаду последствий, добавляет она.
«Это пугает, потому что скрученная сосна является сестринским видом сосны обыкновенной, а в Альберте они скрещиваются, — говорит Раффа. Горные сосновые жуки убивают гибридные сосны и сосны в Альберте, а в 2010 году впервые успешно размножились в сосне, которая является доминирующим видом в лесах, простирающихся по всей Канаде. «Впервые горный сосновый жук физически связан с лесом Висконсина», — говорит он. Каковы шансы, что жук доберется до Висконсина? «Короткий ответ заключается в том, что никто не знает, — говорит Раффа.
Кэмерон Карри изучает отношения между насекомыми и микроорганизмами и многое узнал о том, как насекомые используют микробов в борьбе с хищниками, конкурентами и добычей. Его самые ранние исследования были сосредоточены на видах муравьев, которые выращивают грибы, чтобы кормить своих детенышей. Муравьи, как обнаружил Карри, переносят бактерии, вырабатывающие антибиотики, которые защищают урожай грибов от хищников. Он видит параллели между этой системой и системой жуков, убивающих деревья.
Жуки горной сосны также используют грибы, которые помогают разрушать ткани деревьев и служат источником пищи для личинок и взрослых особей жуков. Карри подозревает, что бактерии также играют роль в системе жуков. Если это так, говорит он, они могут помочь жуку адаптироваться к новому виду деревьев-хозяев.
«Микробы имеют гораздо более высокую скорость обновления, чем жуки, поэтому они развиваются и адаптируются намного быстрее», — отмечает он. «Если это микробы, которые опосредуют защиту хозяев, это может быть только вопросом времени, когда микробы адаптируются таким образом, чтобы они могли преодолевать защиту сосны».
Знания и методология, разработанные Карри в работе с муравьями, помогают ответить на этот вопрос. Например, Аарон Адамс, научный сотрудник лаборатории Кена Раффы, проводит серию экспериментов, чтобы увидеть, насколько хорошо микробная огневая мощь горного соснового жука соответствует биохимической защите сосны обыкновенной.
«Я смотрю, как различия в химической защите от одного вида деревьев к другому влияют на способность микробных ассоциатов жука — как грибов, так и бактерий — выживать и расти», — говорит он.
Адамс культивирует грибы и бактерии из ходов жуков в присутствии защитных химикатов из сосны и сосны. «Я выращиваю грибы из жука в присутствии монотерпенов сосны скрученной, которые являются основным компонентом химической защиты дерева, и в присутствии монотерпенов сосны.
Я хочу посмотреть, обладает ли химия из сосны обыкновенной такой же способностью подавлять рост грибков», – говорит Адамс. Он использует аналогичный подход к бактериям, собранным у жуков, чтобы выяснить, способны ли они преобразовывать эти химические вещества в менее токсичную форму.
Он также использует геномный подход, исследуя последовательности ДНК, извлеченные из бактерий, связанных с жуком, чтобы узнать, какие черты они несут и какую роль они могут играть в атаке дерева.
Исследуя эту микробную систему, исследователи надеются также получить информацию о ее сильных и слабых сторонах, что поможет лесоустроителям лучше предсказать, будет ли атака жуков успешной или неудачной. Они также могут найти способы использовать способности этих микробов для биоремедиации или производства энергии.
Канадские целлюлозные заводы уже используют бактерии для расщепления монотерпенов в сточных водах. Адамс считает, что галереи жуков могут содержать штаммы, которые делают это более эффективно.
Карри, сотрудничающий с Исследовательским центром биоэнергетики Великих озер, надеется, что исследования жуков помогут найти организмы, которые помогут решить загадку эффективного преобразования целлюлозного растительного материала в этанол. «Мы рассматриваем возможность того, что в системе жуков-короедов есть микробы, которые помогают нам разрушать стенки клеток растений», — говорит он.
Мысль о том, что из горного соснового лубоеда может получиться что-то хорошее, на Западе не продается. Большинство людей там видят в жуках не что иное, как неприятности, и одно из самых больших беспокойств — это огонь. В районе, который уже борется с многолетней засухой, кажется очевидным, что миллионы акров деревьев, уничтоженных жуками, — это пожар, ожидающий своего часа. Но все не так просто, говорит Моника Тернер, которая много лет занимается исследованием пожаров в районе Йеллоустона.
«На Западе многие считают, что когда жуки прорываются и убивают много деревьев в лесу, это увеличивает риск последующих пожаров.
Но если вы заглянете в литературу, там не так много доказательств, подтверждающих это», — говорит Тернер. «Это много анекдотов и людей, делающих предположения».
Согласно исследованию Мартина Симарда, одного из бывших аспирантов Тернера, нашествие жуков может снизить вероятность возникновения самых опасных видов лесных пожаров. Симард сравнил количество топлива, доступного в нетронутых насаждениях, с количеством топлива в насаждениях, подвергшихся недавнему нападению жуков, и других насаждениях, которые подверглись нападению 25 лет назад. Он обнаружил, что в пологе леса, атакованного жуками, было значительно меньше топлива.
«Это важно, — говорит Тернер, — потому что активные кроновые пожары в Скалистых горах, в сосне скрученной, переносятся в основном через крону, а не через большие бревна на земле. В зеленых иглах есть смолы, которые очень легко воспламеняются, а кроны деревьев расположены близко друг к другу, поэтому огонь может пройти сквозь них.
Таунсенд обычно лает носом на своих подданных, но иногда камеры и подзорная труба помогают ему собирать данные с отдаленных склонов холмов.
Фото Алекса Митчелла-Мортона«Когда вы берете все эти виды изменений в топливе и запускаете их в модели, которая имитирует поведение огня, вы обнаружите, что вероятность серьезного верхового пожара всегда снижается после жуков, и она остается низкой в течение по крайней мере От 25 до 35 лет», — говорит Тернер. «Существует повышенный риск того, что мы называем пассивным верхним пожаром — то, что пожарные называют поджогом, — когда загорается одно дерево. Но вы никогда не получите увеличение риска серьезного пожара короны. Это самые опасные, те, что угрожают домам людей и подобным вещам».
Другим серьезным поводом для беспокойства после крупной гибели деревьев от жуков или пожара является возможность потери питательных веществ, особенно нитратов, из организма.
«Попадание нитратов в ручьи и грунтовые воды может стать проблемой, — говорит Тернер. «Это происходит во многих восточных лесах. Но в Йеллоустоне мы обнаруживаем, что в лесах, похоже, есть довольно эффективные механизмы сохранения азота.
Мы не находим доказательств того, что они «протекают», когда их тревожат».
Исследования Джейка Гриффина, еще одного ученика Тернера, показывают, что деревья, пережившие нападение жуков, наряду с другой растительностью, быстро поглощают азот. Но это может измениться, если управляющие лесами решат привлечь лесозаготовителей для удаления деревьев, погибших от жуков.
«Увеличится ли количество нитратов, теряемых из системы, если вы приедете с тяжелой техникой и вырубите оставшиеся деревья, а также [выполните] другие операции, нарушающие почву?» — спрашивает Тернер. Исследование Гриффина поможет ответить на этот вопрос.
Удары горного соснового жука не прекращаются на опушке леса. Насекомые меняют облик ландшафта на Западе и за его пределами — и именно в таком масштабе Фил Таунсенд хочет на них смотреть. Для этого ему нужен инструмент, который позволяет ему отступить назад, чтобы получить максимально широкий обзор. Он изучает заражение жуками из космоса.
«Наша работа не на деревьях и не на подставках. Мы осматриваем гораздо большую территорию. Мы изучаем, как нашествие насекомых влияет на характеристики леса — состав леса, качество воды, улавливание углерода», — объясняет Таунсенд. «Мы используем спутниковое дистанционное зондирование для разработки моделей заражения горным сосновым жуком».
Одним из преимуществ спутниковых данных является то, что они собирались с 1970-х годов, задолго до нынешнего нашествия жуков. Это позволяет команде Таунсенда отслеживать жуков во времени.
«Мы можем вернуться к данным за 40 лет, чтобы посмотреть на закономерности распространения ущерба», — объясняет он. «Например, мы узнали, что заражение горным сосновым жуком обычно начинается на средней части склона. Он быстро заполняет долины, а затем движется вверх по склону. Это как фронт, марширующий по склону горы. Это отражает стратегию массового нападения жуков горной сосны. Они штурмуют деревья».
Прежде чем Таунсенд сможет понять, что он видит из космоса, он должен знать, что происходит на земле.
Итак, он начинает в лесу, размечая участок, считая деревья и отмечая степень их атаки. Позже он вводит эти данные в компьютерную модель, которая сравнивает ущерб области с ее инфракрасной сигнатурой. Анализируя данные с десятков участков по всему Большому Йеллоустоуну, Таунсенд собрал библиотеку сигнатур для различных типов и уровней нарушений.
«Мы не просто пытаемся определить, мертв ли стенд или подвергся ли он нападению, — говорит он. «Мы пытаемся нанести на карту фактический процент поврежденного леса, потому что в конечном итоге мы конвертируем его в углерод, азот и многое другое. Мы пытаемся количественно оценить влияние этой вспышки на динамику всей системы».
Сбор данных в лесу представляет собой интересную логику. Вспышки жуков часто происходят в труднодоступных местах, куда можно добраться только пешком или верхом. Добираться туда может быть весело, но это занимает много времени, поэтому Таунсенд придумал более короткий путь. Используя камеры и зрительную трубу, он может измерить ущерб на отдаленном склоне холма со стороны дороги.
Но хотя поход в лес требует времени и усилий, он дает больше, чем необработанные данные. Облаивание носа с помощью сосны может предложить перспективу, которую вы не можете получить со спутника. На следующий день после восхождения на Сигнальную гору, идя через другой лес в нескольких милях к востоку, Таунсенд останавливается и показывает на комок смолы на еще одной большой сосне.
«Это дерево было успешным», — говорит он. «Вы можете видеть, где жук вонзился, а поле вышло, и это фактически выбило жука. Вот жук застрял в поле. Это дерево защитило себя. Это может быть одно из немногих деревьев, которые действительно преуспевают».
«Иногда дерево побеждает», — добавляет он с улыбкой. «Приятно видеть».
Боковая панель — Audio Assault
Фото Джоша БиггсаСмешение жуков с их собственным языком может быть эффективным способом контроля над ними.
Ричард Хофстеттер MS’96 применяет то, что можно назвать двусмысленным подходом доктора Дулитла к борьбе с короедами.
В течение последних пяти лет или около того Хофстеттер, профессор энтомологии в Университете Северной Аризоны, подслушивал разговоры короедов — акустические сигналы, которые насекомые используют для общения. И поскольку он выучил язык жуков, он нашел способы использовать его против них.
Исследование началось с попытки просто бомбардировать жуков множеством громких и нестройных звуков — все, от хэви-метала до Раша Лимбо, воспроизводилось задом наперед. но команда Хофстеттера не добилась большого успеха, пока они не сосредоточились на собственных звуках жуков и не начали расшифровывать, какие сигналы связаны с тем или иным поведением.
«Воспроизведение звука само по себе не сработает, — объясняет он. «Вы должны воспроизводить биологически значимые звуки, такие как их собственные сигналы или звук конкурента или хищника. Зная их коммуникационные сигналы, мы можем вмешиваться и отклонять поведение или вызывать неблагоприятное поведение».
Некоторые из них связаны с любовными жизнями насекомых.
Своевременная трансляция брачного крика жука-самца может действительно испортить интимные моменты брачной пары.
«Мы видели, как самка оставила своего партнера и направилась прямо к динамику, где она сидит и ждет, когда «что-то» произойдет», — говорит он. «Самец проложил туннель в противоположном направлении». Они получили еще более драматические результаты, воспроизведя призыв агрессии самца жука: самец спарился с самкой, а затем убил ее.
Теперь, когда у Хофстеттера есть довольно хорошее представление о том, как использовать эту технологию, чтобы уничтожить жуков внутри дерева, он надеется, что сможет использовать ее, чтобы в первую очередь отбить у них охоту атаковать дерево. Он также ищет применение помимо жуков-короедов. Он сотрудничает с ученым из Мичиганского государственного университета, чтобы выяснить, можно ли использовать акустический подход для борьбы с изумрудным ясеневым мотыльком, инвазивным видом, который угрожает выживанию ясеней во многих штатах. включая Висконсин.
ВТОРАЯ ПАНЕЛЬ — Лес до и после
Снимки Landsat, сделанные до и после сильного верхового пожара в Большом Йеллоустоуне. На изображениях в искусственных цветах показаны нетронутый лес (темно-зеленый), выжженные участки (фиолетовый) и другие особенности, такие как озера (черный), кустарники (розоватый) и скалистые/снежные вершины гор (белый и светло-голубой).
Последствия вспышек короедов менее заметны, чем пожары, потому что жуки убивают только часть больших тройников и щадят подлесок и почву. На этой паре снимков Landsat, сделанных ранее (1999) и после (2007 г.) нашествия жуков лес в нижней половине изображения (к югу от реки) подвергся серьезному нападению (фиолетовый). Каждое изображение имеет ширину около 20 км.
Эта статья была опубликована в разделе Окружающая среда, Особенности, Весна 2011 с пометками аудионападение, Короеды, Изумрудно-ясеневая златка, Энтомология, Лесная экология, Горный сосновый жук, Ричард Хофстеттер, врезка, Лес до и после.
Творчество с Beetle Kill Pine
Если вы знакомы с нашей продукцией, вы, вероятно, уже видели или слышали о печально известной сосне Beetle Kill. Это непревзойденный материал с оттенками синего и характерными чертами, как никакой другой. Сосна, убивающая жуков, также называемая сосной с синей окраской, стала очень популярной на протяжении многих лет с точки зрения добавления индивидуального и уникального дизайна в любое внутреннее или наружное пространство.
Сосна, убивающая жуков, приобретает свой характерный вид из-за грибка синевы, который распространяется от жуков-короедов на деревья скрученной сосны, пихты Дугласа и сосны белой коры. Грибок работает с жуками, чтобы превратить дерево в питательные вещества. К сожалению, это со временем убивает деревья, но дает нам натуральное дерево с красивыми прожилками, которое можно спасти и выставить на обозрение. В процессе сушки в печи грибок сгорает. Оставляя продукт чистым, доступным, экологически чистым и потрясающим куском дерева.
Содержание
Фасадная обшивкаОдно из наиболее распространенных применений сосны для защиты от жуков – наружная обшивка. Выделитесь из толпы с материалами, которые захватывают дух и не похожи ни на что другое в вашем районе. Многие приходят к идее установить сосну, убивающую жуков, на наружных стенах своего дома, чтобы повысить привлекательность и добавить ощущение индивидуальности и творчества в свою собственность. Кроме того, это чрезвычайно прочный и устойчивый материал, который, несомненно, выдержит испытание временем от любых суровых условий окружающей среды.
Внутренние полы Еще один популярный метод использования сосновых материалов для уничтожения жуков в вашем доме — это напольные покрытия. Что может быть лучше, чтобы полюбоваться и получить возможность видеть свою древесину как можно чаще? Паркет из сосны Beetle kill можно укладывать практически в любом помещении, вне зависимости от существующего дизайна. Несмотря на то, что многие материалы имеют голубые оттенки, сама древесина имеет прекрасный светлый оттенок, который, несомненно, будет хорошо сочетаться с любой комнатой.
Это отличный способ добавить света и деталей, чтобы они плавно распространялись по всему дому.
Подобно напольному покрытию, сосна часто используется в конструкции потолка. Установка этих ярких и интересных материалов, которые будут отображаться над вашим пространством, — отличный способ добавить яркости и характера всему вашему дому. Потолки, как правило, упускают из виду при рассмотрении дизайна и деталей, которые можно реализовать в разных помещениях. Как и акцентные стены, потолки, в которых используется дерево или другие уникальные материалы, способны создать совершенно другую атмосферу и композицию пространства. Сосна Beetle kill pine будет особенно хорошо смотреться на любом потолке, создавая естественное движение и размер в любой области.
Внутренний сайдинг Один из самых популярных способов установки таких материалов, как сосна, уничтожающая жуков, в домах — это акцентные стены или сайдинг в комнатах. Людям нравится использовать внутренний сайдинг, потому что он хорошо сочетается практически с любым существующим пространством и, как правило, его легко установить самостоятельно.
Если вам нужно небольшое изменение или крутой дизайн, чтобы добавить очарования пространству в вашем доме, стена с акцентом из сосны для уничтожения жуков станет идеальным дополнением. Он добавит естественные элементы и свет везде, где вам это нужно. Есть причина, по которой сосновый сайдинг, убивающий жуков, является одним из наших самых продаваемых продуктов. Это вневременной материал, который так много может предложить вашему дому, попробуйте сами сегодня!
Если вы занимаетесь ремонтом кухни или ванной комнаты и рассматриваете возможность вывести свои проекты на новый уровень, шкаф из сосны, убивающий жуков, может стать для вас решением. Несмотря на гладкий или утонченный вид, мебель из сосны, убивающая жуков, привнесет дополнительные детали и характер, не жертвуя при этом простотой. Тонкие оттенки синего на поверхности сосны, убивающей жуков, идеально сочетаются с природными элементами и увлекательными ингредиентами, которые можно разбросать по всему пространству.