Fortător de smarald de frasin | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
clasificare stiintifica | ||||||||||
Domeniu:eucarioteRegatul:AnimaleSub-regn:EumetazoiFără rang:Bilateral simetricFără rang:protostomeFără rang:NaparlireaFără rang:PanarthropodaTip de:artropodeSubtip:Respirația trahealăSuperclasa:şase picioareClasă:InsecteSubclasă:insecte înaripateInfraclasa:NewwingsComoară:Insecte cu metamorfoză completăSupercomanda:ColeopteridaEchipă:ColeoptereSubordine:gândaci polifagiInfrasquad:ElateriformSuperfamilie:BuprestoidFamilie:ZlatkiSubfamilie:AgrilinaeTrib:AgriliniSubtribu:AgrilinaGen:teci îngusteVedere:Fortător de smarald de frasin | ||||||||||
Denumire științifică internațională | ||||||||||
Agrilus planipennis Fairmaire , 1888 | ||||||||||
Sinonime | ||||||||||
|
||||||||||
|
Forașul de smarald cu corp îngust de frasin [2] [3] ( lat. Agrilus planipennis ) este o specie invazivă de gândacul borer din subfamilia Agrilinae . Vine din Asia de Est . Femelele își depun ouăle în crăpăturile din scoarță, în timp ce larvele se hrănesc cu lemnul de sub coaja frasinului ( Fraxinus ) timp de unul până la doi ani. În aria sa naturală , specia apare de obicei la densitate scăzută și nu provoacă daune semnificative copacilor. În afara ariei sale naturale, este o specie invazivă și este foarte distructivă pentru cenușa originară din Europa și America de Nord . Recunoscut drept cel mai periculos obiect de carantină .
Gândacii sunt de dimensiuni medii. Corpul este îngust și alungit, în formă de pană. Lungimea insectelor adulte (adulte) este de la 8,5 la 14,0 mm, lățimea este de la 3,1 la 3,4 mm. Culoarea principală pe partea dorsală este verde închis, cu o strălucire metalică de bronz. Ochii sunt mari, aproape ating pronotul. Capul este plat, coroana este tiroida. Ochii compuși sunt în formă de rinichi și de culoare oarecum bronzată. Protoracele este dreptunghiular transversal, puțin mai lat decât capul, dar egal cu lățimea marginii anterioare a elitrelor. Marginea anterioară a elitrelor este ridicată, formând o creastă transversală, a cărei suprafață este acoperită cu înțepături. Marginile posterioare ale elitrelor sunt rotunjite, obtuze, cu mici proeminențe tuberculate dintate de-a lungul marginii. Pronot cu margine laterală dublă. Protorax cu guler integral dezvoltat [1] [4] [5] .
Ouăle sunt ovale mici, de 1 × 0,6 mm. Lungimea larvelor alb-crem depășește considerabil dimensiunea adultului și ajunge la 3 cm (de la 26 la 32 mm). Corpul lor este plat și lat. Capul este mic, maro, retras în protorax, expunând doar părțile bucale. Protoraxul este mărit, mijlocul și metatoracele sunt oarecum mai înguste. Mezotoracele poartă spiraculi. Abdomenul larvelor este cu 10 segmente. Segmentele 1–8 au fiecare o pereche de spiraculi, iar ultimul segment poartă o pereche de coloane dintate maronii. Se dezvoltă pe arbori din genul frasin , precum și pe unele tipuri de ulm și nuci . Pupele lui A. planipennis au o lungime de 10–14 mm și o culoare alb-crem. Antenele se extind înapoi până la baza elitrelor, iar ultimele câteva segmente abdominale se curbează ușor ventral [1] [4] [5] .
Primele exemplare de gândac au fost găsite de celebrul naturalist și misionar Armand David în timpul călătoriei sale în China în anii 1860 și 1870 și trimise la Paris pentru cercetare. Specia a fost descrisă științific pentru prima dată în 1888 de entomologul francez Léon Fairmeier (1820-1906) [6] [7] .
Armand David a obținut primul exemplar al speciei în timpul călătoriilor sale în China în anii 1860 și 1870.
Leon Fairmeyer a fost primul care a descris foricul de smarald cu corp îngust în 1888 ca fiind o specie nouă pentru știință.
Ciclul de viață al forătorului de smarald de frasin poate dura unul sau doi ani în funcție de perioada anului în care sunt depuse ouăle, de starea arborelui și de temperatură [8] .
După o acumulare de 400–500 de grade-zi la temperaturi de peste 10 °C, adulții încep să iasă din copaci la sfârșitul primăverii, ecloziunea atingând vârful la aproximativ 1000 de grade-zi. După răsărirea adulților, adulții se hrănesc timp de o săptămână cu frunze de frasin din baldachin înainte de împerechere, dar provoacă o ușoară defoliere [9] . Masculii zboară în jurul copacilor, găsesc femelele prin indicii vizuale și cad direct asupra femelei pentru a se împerechea. Împerecherea poate dura până la 50 de minute, iar femelele se pot împerechea cu mai mulți masculi pe parcursul vieții [10] . Femela poate trăi aproximativ șase săptămâni și poate depune aproximativ 40-70 de ouă, în timp ce femelele care trăiesc mai mult pot depune până la 200 de ouă [9] .
Ouăle sunt depuse între crăpăturile din scoarță, iar larvele ies din ele după aproximativ două săptămâni. Ouăle au aproximativ 0,6 până la 1,0 mm în diametru și sunt inițial albe, dar mai târziu devin maro-roșiatice [9] [8] . După ecloziune, larvele roade prin scoarță până la floemul interior , cambium și xilemul exterior , unde se hrănesc și se dezvoltă [10] . Foricul de smarald de frasin are patru stadii larvare. Hrănindu-se, larvele creează pasaje lungi și serpentine. Larvele complet mature din al patrulea stadiu au o lungime de 26 până la 32 de milimetri [8] . Toamna, larvele mature din stadiul al patrulea roade camerele la aproximativ 1,25 cm în alburn sau scoarța exterioară, unde se pliază într-o formă de J [10] . Aceste larve în formă de J se scurtează la prepupe, iar în primăvara următoare se dezvoltă în pupe și adulți. Pentru a ieși din copac, adulții roade găuri din camera lor prin scoarță, lăsând o gaură de ieșire caracteristică în formă de D. Larvele imature pot ierna în galeria larvelor, dar pot necesita o vară suplimentară de hrănire înainte de a ierna din nou înainte de a crește adulții în primăvara următoare [8] . Acest ciclu de viață de doi ani este mai frecvent în climatele reci, cum ar fi în Rusia europeană [11] .
În aria sa nativă, fulgerul de smarald este doar un dăunător nociv pentru copacii nativi, deoarece densitățile populației nu ating de obicei niveluri care ar fi letale pentru copacii sănătoși [12] . În China, gândacul infectează specii native: frasin chinezesc ( F. chinensis ), frasin manciurian ( F. mandshurica ); în Japonia infectează și frasinul japonez ( F. japonica ) și frasinul lânos ( F. lanuginosa ) [11] .
Frasinul de smarald afectează în primul rând și poate provoca daune semnificative mai multor specii de frasin, inclusiv frasin verde din Pennsylvania ( Fraxinus pennsylvanica ), frasin negru ( Fraxinus nigra ), frasin alb american ( Fraxinus americana ) și frasin albastru ( Fraxinus quadrangulata ) din America de Nord [13] . În Europa , frasinul comun ( Fraxinus excelsior ) este principala specie colonizată de frasin care este moderat rezistentă la infestarea cu fulgerul frasinului smaraldului [11] [14] . Susceptibilitatea la gândaci poate varia în funcție de atractivitatea substanțelor chimice volatile pentru adulți sau de capacitatea larvelor de a detoxifica compușii fenolici [10] . Frasinul a fost găsit și în America de Nord, infectând Chionanthus virginicus (un gen de floarea de zăpadă din familia măslinilor ), care nu este gazda principală, dar nu este clar dacă copacii erau sănătoși la prima infestare sau erau deja în declin din cauza la secetă [10] [15 ] . O altă gazdă fără cenușă, măslinul european ( Olea europaea ), a mai fost găsită, deși în condiții de laborator [16] .
Adulții preferă să depună ovipoziție pe câmp deschis sau frasin stresat, dar ovipozitează cu ușurință pe copacii sănătoși printre alte specii de copaci. Frasinul care crește în arborete pure, indiferent dacă este în natură sau peisagistic, este mai susceptibil la atac decât copacii unici sau copacii aflați în arborete forestiere mixte. Frasinul folosit în amenajare a teritoriului tind, de asemenea, să fie supuși unor stresuri de mediu mai mari, inclusiv sol compactat, lipsă de umiditate, încălzire de la insulele de căldură urbane , sare de drum și poluare, ceea ce le poate reduce și rezistența la foraj. În plus, majoritatea frasinilor utilizați în designul peisajului proveneau dintr-un număr mic de soiuri, rezultând o diversitate genetică scăzută [10] . Gândacii preferă arborii tineri cu scoarță între 1,5 mm și 5 mm grosime [11] . Atât masculii, cât și femelele folosesc substanțe volatile din frunze și sesquiterpene din scoarță pentru a localiza gazde [10] . Daunele arborilor infectați au loc ca urmare a hrănirii larvelor. Pasajele serpentine de hrănire ale larvelor perturbă fluxul de nutrienți și apă, încingând eficient și ucigând astfel copacul, deoarece nu mai poate transporta suficientă apă și substanțe nutritive către frunze pentru a supraviețui. Frasinul deteriorat încearcă adesea să se regenereze prin încolțirea ciotului și există dovezi că copacii stresați pot produce, de asemenea, randamente de semințe mai mari decât cele normale, ca măsură de urgență [9] .
O specie invazivă introdusă din Asia de Est ( China , Coreea , Japonia ) și Orientul Îndepărtat rus în America de Nord ( SUA ) și partea europeană a Rusiei [6] [7] [3] .
Gândacul este invaziv în America de Nord, unde principala sa populație se găsește în Michigan și statele învecinate. Populațiile sunt mai dispersate în afara zonei centrale, iar limitele zonei cunoscute se extind la nord până în Ontario, la sud până în nordul Louisiana , la vest până la Colorado și la est până la New Brunswick [17] [18] . În Europa de Est, populația a fost descoperită în 2003 la Moscova ( Rusia ) [11] . Din 2003 până în 2016, această populație s-a răspândit spre vest spre Uniunea Europeană cu o rată de până la 40 km pe an și este de așteptat să ajungă în Europa Centrală între 2031 și 2036 [19] [20] [11] . Deși nu este înregistrată în Uniunea Europeană din 2019, s-a răspândit deja în estul Ucrainei ( Lugansk ) din Rusia vecină (Belgorod, Bryansk, Vladimir, Volgograd, Voronezh, Kaluga, Kursk, Lipetsk, Moscova, Oryol, Ryazan, Smolensk). , Tambov, Tula, Tver, Yaroslavl) [21] [22] [23] [24] [25] . În primăvara anului 2022, specialiștii de la Institutul de Ecologie și Evoluție Severtsov al Academiei Ruse de Științe (Moscova) au prezis răspândirea fulgerului de smarald în Caucaz, care ar reprezenta o amenințare pentru pădurile de frasin din Rezervația Biosferei Caucaziane. și alte zone naturale unice [26] .
Gama în Eurasia
Gama în America de Nord
În afara ariei sale native, smaraldul frasinului cu corp îngust este o specie invazivă care este foarte distructivă pentru cenușă în gama sa introdusă [27] . Înainte ca această specie să fie descoperită în America de Nord , se cunoșteau foarte puține despre această insectă în aria sa naturală, în afară de o scurtă descriere a biologiei și descrierilor taxonomice, care au condus la studii specifice asupra biologiei sale în America de Nord [9] . Insecta a fost descoperită pentru prima dată în Canton, Michigan (lângă Detroit [28] ) în 2002 [28] , dar este posibil să fi fost în SUA de la sfârșitul anilor 1980 [29] . Se presupune că sunt importate din străinătate în materiale de transport precum cutiile de ambalare [28] . Într-un mod similar, sau împreună cu material săditor de dimensiuni mari, foricul a venit la Moscova: mai multe exemplare au fost prinse de un număr de entomologi din oraș în vara anilor 2003 și 2004. În 2005, specialiștii din serviciul de producție pentru protecția plantelor al Instituției Federale de Stat „Moszelenkhoz” au găsit un gândac borer pe un frasin pe bulevardul Andropov [30] .
Fără factori care ar suprima, în mod normal, populațiile de fulger de smarald în aria sa naturală (de exemplu, copaci rezistenți, prădători și ihneumoni paraziți), populațiile se pot ridica rapid la niveluri periculoase [9] . După infecția inițială, toți frasinii din zonă sunt de așteptat să moară în decurs de 10 ani fără control [9] . Fiecare specie de frasin din America de Nord este mai susceptibilă la forătorul de smarald decât altele, deoarece speciile din America de Nord plantate în China au, de asemenea, o mortalitate ridicată prin infecție, dar unele specii de frasin chinezesc sunt rezistente [31] [32] .
Frasinul preferă frasinul verde din Pennsylvania ( Fraxinus pennsylvanica ) și frasinul negru ( Fraxinus nigra ). Frasinul alb american ( Fraxinus americana ) moare și el rapid, dar de obicei numai după ce toți frasinii verzi și negri au fost distruși. Se știe că frasinul albastru ( Fraxinus quadrangulata ) prezintă un grad mai mare de rezistență la foră de smarald, care se crede că este cauzat de conținutul ridicat de tanin al frunzelor, făcând frunzișul negustător pentru insectă. În timp ce majoritatea frasinilor asiatici au dezvoltat această apărare, ea este absentă la speciile americane, cu excepția frasinului albastru. Cercetătorii au studiat populațiile de așa-numitul „frasin conservat”, copaci care au supraviețuit atacului borerului cu daune mici sau deloc, ca mijloc de altoire sau de reproducere a unui nou soi rezistent. S-a descoperit că mulți dintre acești frasini supraviețuitori au fenotipuri neobișnuite care pot duce la creșterea rezistenței. Pe lângă faptul că are un conținut mai mare de tanin, cenușa asiatică folosește, de asemenea, apărarea naturală pentru a respinge, prinde și ucide larvele de smarald. Deși studiile asupra frasinului american au arătat că aceștia sunt capabili să folosească mecanisme de apărare similare, copacii nu par să recunoască când sunt atacați [33] .
Mulți dintre prădătorii și parazitoizii specializați care suprimă smaraldul din Asia au lipsit din America de Nord. Prădătorii și parazitoizii care trăiesc în America de Nord nu suprimă suficient foricul de smarald, așa că populația sa continuă să crească. Păsări precum ciocănitoarea se hrănesc cu larvele smaraldului, deși niciun membru al faunei americane nu folosește gândaci adulți ca hrană [9] . Populațiile de fulger de smarald se pot răspândi pe distanțe de 2,5 până la 20 km pe an. Practic, gândacul, având aripi, se răspândește în zbor sau la transportul scoarței de frasin care conțin produse precum lemn de foc sau puieți, ceea ce permite găuritorului să ajungă în noi teritorii și să creeze populații suplimentare în afara infecției principale [9] [11] .
Temperatura este un factor important care limitează răspândirea gândacilor. Temperaturile de iarnă în jurul valorii de -38 °C (−36 °F) limitează extinderea în continuare a intervalului [34] [35] . Foratorii de smarald iernanți supraviețuiesc la temperaturi medii de -30 °C (-22 °F) datorită antigelului din corp și izolației oferite de scoarța copacului [11] . De asemenea, larvele pot rezista la temperaturi ridicate de până la 53 °C (127 °F) . Se crede că populația de borer de smarald din America de Nord provine dintr-un singur grup de insecte din China Centrală și prezintă, de asemenea, o diversitate genetică scăzută [11] .
Foratorul de smarald de frasin amenință toți membrii nord-americani ai genului Fraxinus . Până acum, a distrus zeci de milioane de frasin și amenință că va distruge majoritatea celor 8,7 miliarde de frasin din America de Nord [17] . Acest forator ucide copacii tineri cu câțiva ani înainte de a ajunge la vârsta de plantare de 10 ani [9] . Atât în America de Nord, cât și în Europa, pierderea de cenușă din ecosistem poate duce la creșterea numărului de plante invazive, modificări în compoziția nutrienților solului și impact asupra speciilor care se hrănesc cu cenușă [11] .
Pagubele și eforturile de a controla distribuția șmecherului de smarald de frasin au afectat comercianții de frasin sau produse din lemn, proprietarii de proprietăți și guvernele locale sau de stat [9] . Carantina poate limita transportul de cenușă și produse, dar impactul economic este deosebit de mare pentru zonele urbane și rezidențiale din cauza costului de curățare sau îndepărtare și scăderea valorilor terenurilor din cauza copacilor morți [36] . Costul îngrijirii acestor copaci poate cădea în sarcina proprietarilor de case sau a municipalităților locale. Pentru municipalități, îndepărtarea simultană a unui număr mare de copaci morți sau infestați este costisitoare, astfel încât reducerea ratei morții copacilor prin îndepărtarea copacilor infestați cunoscuți și tratarea copacilor cu insecticide poate oferi guvernelor locale mai mult timp pentru a planifica, elimina și înlocui copacii care în cele din urmă vor a muri. Această strategie economisește bani deoarece va costa 10,7 miliarde de dolari în 10 ani în zonele urbane din 25 de state, în timp ce îndepărtarea și înlocuirea tuturor frasinilor din aceleași zone va costa 25 de miliarde de dolari [36] [37] (conform unei alte estimări ). , numai îndepărtarea este de 20-60 de miliarde de dolari) [28] . Unele zone urbane, precum Minneapolis , au un număr mare de frasin în parcuri, unde ei reprezintă mai mult de 20% din pădurile orașului [38] .
În zonele în care nu s-a găsit încă fulgerul de smarald, monitorizarea este utilizată pentru a urmări noile infestări. Sondajele vizuale sunt folosite pentru a detecta frasinii care arată leziuni ale forătorului, iar capcanele colorate care atrag forătorul de smarald, cum ar fi cele cu tonuri violete sau verzi, sunt atârnate de copaci ca parte a unui program de monitorizare [9] . Aceste capcane pot fi aplicate și cu feromoni volatili, care atrag în primul rând bărbații [10] .
Recunoscut drept cel mai periculos obiect de carantină din SUA și Canada și inclus în lista organismelor de carantină de către Organizația Europeană-Mediteraneană pentru Protecția Plantelor (EPPO) [39] . Odată ce o infestare este descoperită, agențiile guvernamentale de stat sau naționale vor impune, de obicei, o carantină care interzice îndepărtarea lemnului de foc sau a plantelor vii în afara acestor zone, fără permise care să indice că materialul a fost inspectat sau procesat (cum ar fi tratamentul termic sau tăierea lemnului) pentru a se asigura că forătorii vii nu sunt prezenți în scoarță și floem [29] [40] . În zonele urbane, copacii sunt adesea tăiați de îndată ce este detectată o infestare, reducând densitatea populației de forători și probabilitatea de răspândire în continuare. Frasinul urban este de obicei înlocuit cu alte specii precum arțar, stejar sau tei pentru a limita sursele de hrană [41] . În zonele rurale, copacii pot fi recoltați pentru cherestea sau lemn de foc pentru a reduce densitatea cenușii, dar acest material poate fi pus în carantină, mai ales în zonele în care acest material poate fi infestat [42] .
Ca prioritate, este necesară identificarea focarelor de distribuție a dăunătorilor în locurile de slăbire a frasinului înainte de debutul primăverii, precum și tăierea sanitară urgentă a arborilor proaspăt populați cu îndepărtarea și distrugerea ramurilor și arborilor afectați [43] .
În prezent se folosesc insecticide cu ingrediente active precum azadiractina, imidacloprid , emamectinăși dinotefuran. Dinotefuranul și imidaclopridul sunt sistemice (adică sunt incluse în arbore) și rămân eficace timp de unul până la trei ani, în funcție de produs [9] [44] [45] . În general, insecticidele sunt considerate o opțiune viabilă doar în zonele urbane cu copaci valoroși în apropierea infestării [44] . Prelucrarea cenușii se realizează în primul rând prin injectare directă în copac sau în pământ. Unele insecticide nu pot fi aplicate de proprietari și trebuie aplicate de aplicatori autorizați. Daunele cauzate de smaraldul smarald pot crește în timp chiar și cu utilizarea insecticidelor [9] . Tratamentul cu insecticid nu este fezabil pentru suprafețele mari de pădure din afara zonelor urbane [9] .
Aria nativă a borerului smaraldului frasinului din Asia a fost investigată pentru speciile parazitoide care îl parazitează și nu atacă alte specii de insecte în speranța că vor copleși populațiile atunci când sunt eliberate în America de Nord [46] . Trei specii importate din China au fost aprobate pentru eliberare de către USDA în 2007 și în Canada în 2013: Spathius agrili , Tetrastichus planipennisi și Oobius agrili , în timp ce Spathius galinae a fost aprobat pentru eliberare în 2015 [47] [48] . Cu excepția Spathius galinae , care a fost eliberat abia recent, alte trei specii au fost înregistrate ca parazitând larvele smaraldului frasinului la un an după eliberare, ceea ce indică faptul că au supraviețuit iernii, dar stabilirea a variat în funcție de specie și locație [48 ] . Tetrastichus planipennisi și Oobius agrili s-au stabilit în noul habitat și au crescut în Michigan din 2008; Spathius agrili a avut o rată de succes mai mică atunci când a fost introdus în America de Nord, ceea ce s-ar putea să se fi datorat lipsei de larve disponibile de borer de smarald de frasin în timpul răsăririi adulților în primăvară, limitată de toleranța la frig și de o mai bună adecvare pentru regiunile din America de Nord sub paralela 40. [48] .
Taxonomie |
---|