Biologická ochrana (3): Entomopatogenní houby a jejich interakce s bezobratlými

14. 08. 2024 Ing. Jiří Nermuť, Ph.D.; Biologické centrum AV ČR, v.v.i. Ochrana obecně Zobrazeno 320x

Entomopatogenní houby jsou v přírodě všudypřítomné, vyskytují se na všech místech, kde se objeví nějaký druh hostitelského hmyzu. A většina z těch, které se používají v ochraně rostlin proti hmyzu, patří do řádu Hypocreales.

Vůbec nejčastějšími druhy, se kterými se můžeme na trhu setkat, jsou Beauveria bassiana, Cordyceps fumosorosea a Metarhizium anisopliae. Na rozdíl od jiných patogenů (např. viry a bakterie), kteří musí být hostitelem pozřeni, mají houby unikátní schopnost prorůst do těla skrze kutikulu. Infekce hostitele začíná přichycením spory na povrchu těla, následuje klíčení, tvorba penetrační hyfy (vlákna) a pak už houba prorůstá do hemolymfy hmyzu, kde začne vytvářet blastospory, pomocí kterých kolonizuje celé tělo. Na závěr už jen proroste mycelium na povrch mrtvého hostitele a vytvoří nové konidie, tedy spory, pomocí nichž se rozšíří do okolí a na další hostitele.

Konidie se v prostředí šíří například větrem, deštěm nebo na tělech jiných organizmů. A překvapivě častý je přenos kontaktem zdravých jedinců s nakaženým hostitelem. Následně se mohou konidie šířit prostřednictvím takto kontaminovaných jedinců v rámci skupiny, např. při páření nebo kladení vajíček. Obrovskou výhodou konidií je jejich vysoká odolnost nepřízni podmínek i mimo stabilnější půdní prostředí. V půdě mohou entomopatogenní houby přečkávat jak v podobě spor, tak i jako živé mycelium. Zmíněné schopnosti dělají z hub velmi účinná agens, používaná v ochraně před celou řadou hmyzích škůdců.

Nejznámější druhy hub

Jak už jsme naznačili výše, v praxi se nejčastěji setkáváme s houbami B. bassiana a M. anisopliae. Tyto houby dohromady tvoří cca 70 % trhu. Entomopatogenní houby je možné celkem snadno kultivovat na umělých živných médiích bez hostitele a získávat tak konidie při pěstování na pevných médiích, popř. blastospory při mnohem efektivnější kultivaci v tekutých médiích. Výsledný produkt je následně určen buď k aplikaci do půdy, nebo postřikem na list. Pokud však aplikujeme na list, je třeba splnit řadu podmínek. Především se jedná o zajištění dostatečné vlhkosti a ochranu před přímým slunečním zářením. Některé přípravky s obsahem B. bassiana a C. fumosorosea jsou dostupné i na českém trhu.

Nicméně entomopatogenní houby mají i některé nevýhody. Tou hlavní je fakt, že nejsou příliš mobilní. Zvláště v půdě se mohou šířit prakticky jenom vlastním růstem, který je však poměrně pomalý. Na nadzemních částech rostlin můžeme zajistit šíření kvalitním postřikem, ale i poté vydrží spory životaschopné jen omezenou dobu.

Nicméně, jak bylo uvedeno výše, houby se dokáží šířit na tělech svých hostitelů. Odtud už je jen krůček k úvaze, zda by se nemohly šířit i na tělech organizmů, které běžně nenapadají, ale které jsou vysoce mobilní a hojně se vyskytují v daném prostředí. Překvapivě se zdá, že je to docela funkční model. Mnoho studií nade vší pochybnost prokázalo, že kombinované aplikace různých bioagens, entomopatogenní houby nevyjímaje, mohou vést ke zvýšení účinnosti ochrany, než když jsou aplikovány samostatně.

Opylovači pomáhají

Mimořádná pozornost byla v tomto směru věnována především opylovačům. Včely i čmeláci jsou velmi aktivní a vysoce mobilní organizmy, které se pohybují v poměrně velkém prostoru a mohou tak roznášet značné množství spor. Tento přístup se ukázal jako poměrně životaschopný. Pro takové účely byly vyvinuty i speciální úly, kde se čmelák kontaminuje určitým množstvím spor při každém výletu, přičemž tyto následně roznáší v porostu, kde se pohybuje. Takto roznesenými sporami se pak mohou infikovat další cíloví členovci.

Podobné systémy byly vyvinuty i pro roztoče. Např. půdní dravý roztoč Stratiolaelaps scimitus nebo na listech se vyskytující Neoseiulus cucumeris a Amblyseius swirskii mohou ve zdrojových místech sbírat spory B. bassiana a ty následně roznášet na rostlinách v lokalitách, kam byli aplikováni. Tímto způsobem je kupříkladu možné zlepšit regulaci třásněnky západní (Frankliniella occidentalis).

Možné využití hlístic

Podobně jako hmyz a roztoči mohou šířit spory entomopatogenních hub na rostlinách nebo na povrchu půdy, podařilo se prokázat, že totéž mohou poměrně úspěšně dělat i entomopatogenní hlístice v půdě. Pokud tyto dva organizmy aplikujeme do půdy samostatně, hlístice se samy aktivně rozlezou do celého horizontu, zatímco houbu je třeba dobře zapravit. Pokud však tyto organizmy aplikujeme společně, může houba využít hlístici jako přenašeče. Přichytí se na její kutikule a následně je zanesena do hlubších vrstev půdy. Tím se zvyšuje šance na nalezení vhodného hostitele a posiluje se supresivní schopnost půdy.

Nic ale není tak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát. Ne každá hlístice je totiž vhodná k tomu, aby spory přenášela. Jak se ukázalo v našich pokusech, komerčně dostupné hlístice rodu Steinernema příliš vhodné nejsou. Důvodem je fakt, že spory snadno přilnou k hrbolatému a rozrušenému povrchu, který na kutikule hlístice vytváří nesvléknutá kutikula předchozího vývojového stupně. Ten běžně chrání povrch hlístice před vysycháním nebo predací a zjevně může napomoci i k uchycení spor entomopatogenních hub, které jsou jinak pro hlístice zcela neškodné. Nicméně hlístice rodu Steinernema tuto svoji druhou kutikulu rychle ztrácí, a ty které jsou v komerčně dostupných přípravcích, ji prakticky nemají.

Ovšem hlístice rodu Heterorhabditis si kutikulu předchozího instaru drží velmi pevně i velmi dlouho, a proto ji mají i ty finálně formulované pro aplikaci do půdy. Ne příliš překvapivě se tak ukázalo, že právě rod Heterorhabditis je schopen šířit spory hub v půdním prostředí poměrně efektivně, mimo jiné i proto, že se obyčejně jedná o velmi aktivní a neustále se pohybující druhy. Společná aplikace hub a hlístic tak má smysl právě v této kombinaci.

Kombinace nejen hub a hlístic

Aby se to snad ale nezdálo čtenáři až příliš jednoduché, musíme zmínit i skutečnost, že ne všechny možné kombinace se dají vždy použít. Např. v našich pokusech v Biologickém centru AV ČR jsme zjistili, že velmi efektivní je společná aplikace houby C. fumosorosea s predátorem mšic Aphidoletes aphidimyza, zatímco kombinace s houbou B. bassiana k významnému šíření nevede. Stejně tak neúspěšné bylo i šíření spor při společné aplikaci hub s blanokřídlým parazitoidem Aphidius colemani. Odpověď na otázku, co mohlo takové rozdíly zapříčinit, je celkem jednoduchá. Aphidoletes šíří spory lépe, protože má chlupaté tělo. Spory tak mají více příležitostí se přichytit než na holém těle Aphidius.

A proč se lépe šíří Cordyceps než Beauveria? To už je spekulativnější, ale domníváme se, že C. fumosorosea je jako typická houba fyloplánu (vyskytující se na nadzemních částech rostlin) lépe přizpůsobena danému prostředí než půdní B. bassiana. Zároveň nám z výsledků experimentů vyšlo ještě jedno varování. Aplikovat houbu B. bassiana ve skleníku, kam byl introdukován parazitoid A. colemani, je velmi riskantní až nesmyslné. Tato houba totiž dokáže parazitoida hubit.

Podobně problematické kombinace bychom mohli najít i mezi houbami a hlísticemi. Hlístice sice nejsou entomopatogenní houbou přímo hubeny, spíše si mohou konkurovat. V našich vlastních pokusech jsme zjistili, že pokud jsou hlístice aplikovány asi 24 hodin po aplikaci houby C. fumosorosea, je jejich schopnost proniknout do hostitele a pomnožit se v něm negativně ovlivněna. Pokud ale hlístice aplikujeme dříve nebo společně, k negativnímu působení nedochází. Důvodem je pravděpodobně fakt, že infekce hlísticemi je o několik hodin rychlejší, houbu tedy předběhnou. Zároveň si hlístice a houby vyvinuly obranné mechanizmy, které zabraňují společným infekcím. Ty by totiž ve většině případů skončily úhynem obou organizmů. Tajemství se skrývá v tzv. sekundárních metabolitech.

Jak entomopatogenní houby, tak i symbiotické bakterie hlístic produkují velmi širokou paletu metabolitů, které fungují jako repelenty, antifeedanty, antibiotika, bakteristatika, fungistatika atd. Všechny tyto látky mají za úkol chránit mrtvolku hostitele před ostatními organizmy. Tedy např. když hlístice nalezne umírajícího hostitele, je celkem spolehlivě schopna poznat, zda je příčinou úmrtí jiný patogen nebo parazitoid, a tedy i to, zda má šanci se rozmnožit, pokud do tohoto hostitele pronikne. Zjistí-li, že příčinou úhynu hostitele je např. houba B. bassiana, raději si najde jiný objekt. Opačně to funguje podobně. Začnou-li se uvnitř mrtvoly hmyzu množit symbiotické bakterie hlístic, vyprodukují látky, které zabrání tomu, aby se na kadáveru uchytila jakákoliv houba.

Závěrečné shrnutí

Entomopatogenní houby, entomopatogenní hlístice i různí parazitoidi a predátoři z řad členovců jsou skvělý způsob, jak regulovat populace škodlivého hmyzu. Když je použijeme společně, můžeme alespoň v kombinaci s houbami dosáhnout lepšího šíření a vyšší účinnosti.

Než se ale do takové společné aplikace pustíme, měli bychom si buď hodně důkladně nastudovat odbornou literaturu anebo se zeptat někoho, kdo je o této problematice bezvadně informován. V opačném případě by naše snažení mohlo skončit nejen nezdarem, ale také nemalou finanční ztrátou. Určitě nechceme případné uživatele odradit od používání různých bioagens, jen je třeba mít na paměti, že biologická ochrana je nesmírně komplexní a znalostně mimořádně náročný obor. Vynaložená námaha se však vyplatí.

Aphidoletes aphidimyza, přirozený nepřítel mšic a velmi dobrý přenašeč spor entomopatogenních hub

Invazní larva entomopatogenní hlístice obklopená blastosporami houby Cordyceps fumosorosea

Larvy potemníka moučného (Tenebrio molitor) porostlé entomopatogenní houbou Beauveria bassiana v půdním vzorku

Šíření houby B. bassiana v přítomnosti hlístovek (vlevo) a bez jejich přítomnosti (vpravo)