Микробиологическая борьба с насекомыми-вредителями строится на данных инсектопатологии. Начало исследований в этой области относится к первой четверти XIX века, но особого размаха они достигли лишь в середине нашего столетия. За этот период целый ряд микробиологических методов борьбы с членистоногими нашел выход в практику. Предпосылкой для их применения послужила разработка экономических основ производства энтомопатогенных препаратов.
Патология насекомых
Такие патогены, как вирусы, простейшие, риккетсии, попадают в организм членистоногих per or н поэтому в первую очередь поражают питающиеся личиночные стадии насекомых. Наоборот, грибы (за исключением видов, распространенных в воде) эффективны не только при пероральном поглощении, так как их гифы могут проникать даже через кутикулу куколок и имаго с последующим разрастанием мицелия и поражением всего тела насекомого. Другие патогены или поражают только эпителий (например, вирусы ядерного полиэдроза личинок пилильщиков), или же, пройдя через стенку кишки, проникают в полость тела и вызывают общее поражение (например, вирусы ядерного полиэдроза гусениц чешуекрылых). При достаточных вирулентности и дозе возбудителя животное погибает. Далее вирусы, риккетсии, простейшие и бактерии сохраняются в трупах и высвобождаются только при их разложении, переходя в формы, способные противостоять воздействию окружающей среды (покоящиеся споры у бацилл и микроспоридий или белковые включения вирусов гранулеза и полиэдроза). При поражении кишечника инфекционны также и экскременты животного.
При многих грибных инфекциях после гибели насекомых гифы пронизывают кутикулу погибшего насекомого (перемещаясь в обратном направлении) и образуют огромную массу воздушного мицелия с конидиоспорами, способными инфицировать новых хозяев. Некоторые патогены могут заражать насекомых не только перорально или через поверхность тела, но частично передаваться потомству при загрязнении яйцекладок. Подобный способ передачи возбудителя установлен для вирусов, риккетсий и микроспоридий, т. е. для облигатных энтомопатогенов, не размножающихся сапрофитно вне тела хозяина.
Главная защита членистоногих от инфекции — физические барьеры, в частности поверхностная кутикула, а также перитрофическая мембрана стенки кишки. Эффективность поглощенного патогена в решающей мере зависит от среды в кишечном тракте: от концентрации ионов, ферментной системы н кишечной микрофлоры. Последняя может аллелопатически подавлять размножение патогенных микроорганизмов. В то же время клетки нормальной микрофлоры служат иногда причиной «вторичных бактериозов» пораженных стенок кишки: они внедряются в гемоцель и вызывают гибель насекомого от септицемии. В конечном счете активизация определенных патогенов зависит от pH кишечного тракта хозяина; например, кристаллы токсина Bacillus thuringiensis становятся активными только при щелочной реакции. Лизис белковых включений энтомопатогенных вирусов и высвобождение вирионов происходят также лишь в щелочной среде. Против внедрившихся в гемоцель патогенов мобилизуются обычно фагоциты, которые либо поглощают возбудителя, либо заключают его в узелки. Кроме того, членистоногие способны вырабатывать приспособительные гуморальные защитные вещества (лизоцим, ингибитин), но не иммунные антитела или интерферон.
Тот факт, что приобретенный иммунитет не имеет большого значения для насекомых, представляется очень важным с точки зрения относительно несложной реакции насекомых на поражение патогенами.