​Сотрудники Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН построили математическую модель, чтобы определить границы распространения одного из видов жука-вредителя, поражающего ясень. Также они спрогнозировали дальнейшее расселение насекомых по территории России и Европы. Работа проходила в рамках проекта, который поддерживается грантом Российского научного фонда (РНФ), а ее результаты опубликованы в журнале Ecology and Evolution.

Ясень широко распространен на территории России и всего мира. Он считается ценной древесной породой и используется для производства спортивного оборудования, музыкальных инструментов, посуды и мебели. Плоды, кора и листья ясеня применяются в медицине как мочегонное и слабительное средство. Из них также делают препараты для лечения заболеваний дыхательных путей и радикулита. Сок ясеня используют в качестве сахарозаменителя.

Ясеневая изумрудная узкотелая златка (Agrilus planipennis) - это вид жуков-вредителей, которые поражают ясень. Это насекомые насыщенного зеленого цвета, длина их тела составляет 12-15 мм, а ширина - 3 мм. Родиной златки считается Восточная Азия, где деревья уже устойчивы к этим вредителям. Около 15 лет назад ясеневых златок завезли в Северную Америку и европейскую часть России, где насекомое начало активно размножаться и распространяться, убивая огромное количество деревьев. В Европейской России ясеневая златка была впервые обнаружена в 2003 году в Москве, а сейчас она обитает в 11 областях.

Для того чтобы достоверно определить границы ареалов вредителей и темпы их расселения, применяют математические модели. Авторы статьи разработали модель ареала златки и таким образом определили, где сейчас с наибольшей вероятностью проходит граница расселения. Также ученые определили темп расселения златки по Европе. Модели расселения златки, которые используются в США, неприменимы для европейской части России, потому что экология вредителя в этих регионах сильно различается. В Америке златка распространяется сплошным фронтом по лесам, а в России это насекомое - вредитель искусственных зеленых насаждений в городах и вдоль дорог, который расселяется по придорожным лесополосам.

"Целью нашего исследования было разработать модель ареала златки и таким образом определить, в каких регионах с наибольшей вероятностью проходит граница расселения, а также в каких регионах златку следует ожидать в ближайшее время. Мы построили математическую модель и составили прогноз расширения ареала вредителя на ближайшие пять лет. Наша модель хорошо отражает тип расселения, характерный для России", - рассказала один из авторов статьи Марина Орлова-Беньковская, руководитель проекта РНФ, доктор биологических наук, старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН.

Основным параметром для построения модели стало попарное расстояние между городами европейской части России и соседних стран. Понятно, что чем ближе пункт А, в котором был обнаружен вредитель, к пункту B, тем больше вероятность проникновения вредителя из пункта A в пункт B. Ученые разработали пошаговый алгоритм вычисления вероятности проникновения вредителя в каждый город к определенному году. Более того, они создали три варианта модели на основе разных распределений вероятности. Оказалось, что лучше всего отражает действительность модель, построенная на основе распределения Коши.

Расчеты показали, что к 2022 году златка может заселить все центральные области Европейской России, но, скорее всего, не успеет появиться в соседних странах. Вероятность ее появления в Беларуси, Украине, Эстонии, Латвии или Литве до 2022 года составляет 15-40%. Таким образом, у служб защиты леса этих стран есть пять лет на подготовку мер по борьбе со златкой. Ученые отмечают, что разработанный математический аппарат может использоваться для моделирования расселения любых вредителей городских зеленых насаждений.

"Наша математическая модель показывает, в каких регионах России и сопредельных стран следует ожидать нашествие златки в ближайшее время. Такой прогноз необходим, чтобы своевременно принять меры и свести ущерб от вредителя к минимуму", - заключила Марина Орлова-Беньковская.

Источники

Спрогнозировано место переезда убившего миллионы деревьев вредителя
Индикатор (indicator.ru), 28/08/2018
Ученые выяснили, где живет "убийца" ясеня
Margust (gazeta-margust.ru), 28/08/2018
Ученые из России раскрыли боевые планы "жука-диверсанта"
Novostival.ru, 28/08/2018
Ученые выяснили, где живет "убийца" ясеня
Газета.Ru, 28/08/2018
Российские ученые создали карту передвижения жука, способного полностью истребить ясень
NewsRbk.ru, 28/08/2018
Российские ученые создали карту передвижения жука, способного полностью истребить ясень
NewsGra.com, 28/08/2018
Российские ученые создали карту передвижения жука, способного полностью истребить ясень
The world news (theworldnews.net), 28/08/2018
Российские ученые создали карту передвижения жука, способного полностью истребить ясень
Московский Комсомолец (mk.ru), 28/08/2018
Ученые из России раскрыли боевые планы "жука-диверсанта"
Российский научный фонд (rscf.ru), 28/08/2018
Ученые из России раскрыли боевые планы "жука-диверсанта"
Российский научный фонд (рнф.рф), 28/08/2018
УЧЕНЫЕ СПРОСИЛИ У ЖУКА, КОГДА ПОГИБНЕТ ЯСЕНЬ
Московский Комсомолец, 31/08/2018

Похожие новости

  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    244
  • 20/08/2018

    Ученые установили, что на результат химиотерапии влияет процесс разрушения митохондрий

    ​Программируемое разрушение митохондрий, «энергетических станций» клеток, пределяет ответ опухолевых клеток на химиотерапию. Также этот процесс влияет на различные виды гибели клеток, такие как апоптоз и аутофагия.
    167
  • 15/06/2018

    Туберкулез научились диагностировать по выдоху до появления симптомов

    ​Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН совместно с коллегами из Центрального научно-исследовательского института туберкулеза предложили определять присутствие возбудителя данного заболевания — Mycobacterium tuberculosis в организме по количеству и составу иммуноглобулинов в выдыхаемом потенциальными больными воздухе.
    226
  • 11/05/2018

    Российские ученые улучшат препараты для генной терапии

    ​Российские молекулярные биологи разработали новую технологию ввода в клетки генной терапии, изучив, как миниатюрные жировые капсулы взаимодействуют с нитями ДНК. Рецепт по сборке наношприца опубликован в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
    285
  • 22/06/2018

    Клетки печени изменяются при дисфункции щитовидной железы

    ​Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН) изучили ультраструктурные изменения ткани печени крыс — модельных организмов для исследования избыточной активности щитовидной железы.
    193
  • 27/03/2018

    Российские ученые нашли причину неэффективности вакцины от гриппа

    Исследователи из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН показали, что различные варианты вакцины против вирусов сезонного гриппа фактически не увеличивают число разных типов Т-клеточных рецепторов (ТКР), а значит и не повышают шанс распознавания вирусов гриппа иммунной системой организма.
    488
  • 27/08/2018

    Ученые раскрыли механизм работы связанных с раком и аутизмом белков

    ​Ученые определили роль нового семейства белков, связанных с раком и аутизмом. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Molecular Cell. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).
    119
  • 29/05/2018

    МикроРНК поможет ученым диагностировать рак яичников

    ​Группа ученых из Научно-исследовательского института общей патологии и патофизиологии во главе с профессором Элеонорой Брагой разработала новый способ диагностики рака яичников на основе микроРНК – маленьких молекул, участвующих в подавлении активности генов.
    221
  • 28/05/2018

    Нейросеть помогла российским ученым определить оптимальные условия хранения микроорганизмов

    ​Российские ученые с помощью нейросети определили самые оптимальные условия для длительного хранения микроорганизмов, выживающих при экстремально высокой солености. Статья об этом опубликована в журнале Extremophiles.
    183
  • 27/07/2018

    Росийские ученые разработали простой способ диагностики отита

    Российские ученые усовершенствовали подход к исследованию заболеваний среднего уха, например, среднего экссудативного отита — распространенного заболевания, которое сложно диагностировать и лечить. Новый способ диагностики, в котором ученые используют в том числе один из методов томографии, быстр, точен и безопасен.
    186