Битоксибациллин

Это действительно интересная, хотя и не новая вещь. Сделаны эти препараты на основе продуктов жизнедеятельности широко распространенных бактерий – Bacillus thuringiensis. Эти бактерии обитают в верхнем слое почвы и на поверхностях растений, на листьях и т.п. Как и все бактерии, эта чрезвычайно изменчива и известна во множестве разновидностей. Как пафосно писали в советское время, эта бактерия давно служит людям. Но с точки зрения садовода сама бактерия не очень интересна. Интересны ее споры, образующиеся при ухудшении условий жизни бактерий. Эти споры содержат кристаллы токсинов белковой природы (так называемых дельта-эндотоксинов). При попадании в пищеварительную систему личинок некоторых насекомых, кристаллы растворяются и вызывают образование пор в стенках (эпителии) средней кишки. В результате пищеварительная система личинки превращается в решето, личинка перестает питаться и тихо угасает. Насекомое не умирает тут же, как от действия химических инсектицидов. Поэтому часто можно услышать мнение, что препараты Б “не действуют”. Действуют. Не верите, спросите гусеницу, которая его отведала.

Все, вроде бы, блестяще. Но не все так просто.
Токсины этой бациллы обладают очень высокой специфичностью. Кристаллы белка растворимы только в щелочной среде. У большинства живых существ, в том числе млекопитающих (т.е. нас) в животе кисло, поэтому для таких существ эти токсины безвредны. А вот у некоторых насекомых (их личинок) в средней кишке среда щелочная и эти токсины – для них. У разных разновидностей этой бактерии токсины ядовиты для определенного типа личинок. Большинство поражает личинки чешуекрылых (т.е. бабочек). Личинки бабочек – это гусеницы.
Относительно недавно были выведены разновидности этой бактерии с токсинами, ядовитыми для жесткокрылых (т.е. жуков, в частности колорадского, луково-лилейной трещалки, и пр.). Еще позже – против личинок двукрылых (т.е. мух и комаров).
Остальные насекомые практически невосприимчивы к эндотоксинам Бт. Среди этих прочих и полужесткокрылые (т.е. клопы, в частности потому, что у них цикл превращения неполный и уязвимых личинок нет). И перепончатокрылые. Это очень хорошо, потому, что среди последних – осы и пчелы, шмели и наездники. Но – и муравьи и, главное, все Настоящие Пилильщики (гнуснейшие вредители крыжовника, сосны и пр.). Настоящие Пилильщики продолжают, как ни в чем ни бывало, пилить, хоть с ног до головы их обсыпь этими спорами и токсинами.
Невосприимчивы с эндотоксинам и тли. Я уже не говорю о не-насекомых, например клещах, пауках и пр. В целом, это хорошо, так как среди этих существ полно полезных энтомофагов. Специально проверяли, что будет, если такие насекомые отведают пораженную эндотоксинами личинку. Ничего не будет. Но и вредные клещи совершенно не восприимчивы к Бт.
Что продают? Бактерий разводят на питательных средах. Когда их становится много, повышают температуру градусов до 40. При этом образуются споры – так бактерии реагируют на невыносимые условия. Вот эту массу – споры вместе с остатками дохлых бактерий и продуктами их жизнедеятельности высушивают в вакууме и используют для приготовления препаратов. Чаще всего эта масса и есть препарат. Фирмы помощнее это еще и перерабатывают для увеличения активности, удобства применения, и т.д. Масса обычно вонючая, что многих отталкивает.
В нашей стране препаратов на основе Бт масса. В голову приходят битоксибациллин, лепидоцид, бикол. Проблема, как всегда у нас в том, что обычно неизвестно, из какого штамма сделаны препараты. Скорее всего, из самого обычного. Это значит, что они активны практически только против листогрызущих гусениц. Тоже неплохо.

Итак, достоинства: 
а) не ядовит для полезных насекомых, рыб, птиц, собак, человеков
б) пока практически неизвестно привыкания

Недостатки
а) активен только против личинок уязвимых видов, практически не поражает взрослых насекомых – то есть, например, бесполезен против уже обсуждавшихся здесь листогрызущих долгоносиков-слоников
б) чисто контактное действие. Должен быть обязательно съеден для поражения. Находится на поверхности листьев, внутрь растений не попадает. Поэтому им могут отравиться только те насекомые, которые грызут лист, питаются зеленой массой. Те насекомые, которые пьют сок, или питаются внутри побегов, будут практически неуязвимы
в) очень недолговечен. Быстро разлагается на свету. Практически действует несколько часов. Есть более продвинутые формы у больших западных агрокомпаний, но на нашем рынке это вряд ли появится. Вывод – применять надо против скоплений гусениц. Не имеет практически никакого профилактического эффекта.
г) воняет

Вопрос об экзотоксинах, пожалуй, действительно интересен, хотя и очень специален, я не рискнул мучить людей такими деталями.
Да, есть такая проблема, хотя и не очень серьезная.
Бактерия Bacillus thuringiensis (Бт) действительно производит не только эндотоксины (то есть токсичные вещества, остающиеся внутри продуцирующего организма или его спор), а еще и экзотоксины (то есть токсичные вещества, выделяемые организмом в окружающую среду для расчистки и захвата жизненного пространства). Экзотоксины Бт тоже белкового происхождения. Наиболее распространен бета-экзотоксин, он же тюрингенсин. Это вещество обладает острой токсичностью для очень широкого круга живых существ, включая и позвоночных вплоть до человека. Механизм его действия — вмешательство в механизм синтеза белка на очень низком уровне, отсюда и мутагенное и т.п. действия. Для крупных животных типа человеков это не очень страшно, так как токсические эффекты проявляются при довольно больших дозах, получить которые малореально. Поэтому этот экзотоксин много и долго испытывали как потенциальный пестицид против всех подряд, включая нематод. Но насколько я знаю ни в одной стране он пока регистрацию не прошел. Тому есть несколько причин, и токсичность для людей, и слишком широкий спектр действия — от его действия страдают все мелкие живые существа всех царств, что не очень поощряется в современной агрохимии.
Может ли экзотоксин содержаться в промышленных препаратах Бт? Вроде бы, не должен в ощутимых количествах. Такова технология производства. Эндотоксины — твердые вещества, содержащиеся не в самих бактериях, а в спорах. Экзотоксины — растворимые белки, выделяемые активной бактерией в среду. При производстве эндотоксинов бактериальную культуру сначала подвергают воздействиям (например, тривиальному нагреванию), вызывающим спорообразование. Затем споры с эндотоксинами отделяют фильтрованием или центрифугированием. Экзотоксины при этом в основном остаются в жидкости или разрушаются. Конечно, все зависит от чистоты технологии и т.п. эфемерных вещей, с которыми в нашей стране не все благополучно. Поэтому примеси экзотоксинов в старых препаратах Бт действительно очень вероятны. Это означает только то, что с такими препаратами надо обращаться как с обычной агрохимией, то есть осторожно, сведя неизбежное российское раздолбайство к практически достижимому минимуму.
Может ли БИТОКСИбациллин быть препаратом двойного действия, содержащим и экзо- и эндотоксин? Гипотеза интересная, точно это могли бы прояснить только создатели препарата, если бы захотели, но я не думаю, что это так. В действии на жесткокрылых типа колорадского жучилы нет ничего странного — есть хорошо известные штаммы Бт такого действия – и именно за счет споровых эндотоксинов. Эндотоксин, неугодный жукам, вобще отлично исследован. Ген, кодирующий этот белок, давно встраивают в геномы многих сельхозкультур, что делает эти культуры несъедобными для тех же колорадцев. Именно так делают ГМ-картофель, которым завален весь мир.
Но что очень возможно – битоксибациллин может содержать два разных штамма Бт, один против чешуекрылых, второй – против жесткокрылых. В этом смысле гипотеза о двойном действии и названии, это отражающем, очень даже похожа на правду.

Битоксибациллин и другие препараты Бт никак не могут осесть в тканях растения, ибо они туда не могут попасть. Это — чисто контактные пестициды. Повторюсь, что все эти препараты представляют собой кристаллический белок эндотоксин или содержащие этот белок споры бактерии. Препараты Бт всегда твердые, никогда не бывают растворенными в чем-либо. Следовательно в ткани растений (ну, естественно, не берем во внимание всякую экзотику типа насекомоядных растений) попасть не могут никак, так как для этого нужна или растворимость в воде, или в маслах (восках). Весь Бт-препарат будет смыт при мытье плодов земли перед употреблением.
Кроме того, в пищеварительной системе млекопитающих, птиц, и большинства других животных токсины Бт быстро распадаются и не активируются.
Но у Вашего вопроса есть и очень актуальная сторона. Дело в том, что гены токсинов Бт встраивают во многие сельхоз культуры для придания им врожденной инсектицидности. Очень распространены такие генно-модифицированные картофель, кукуруза, хлопчатник. Все органы таких растений продуцируют Бт-эндотоксин, но не в кристаллической, а в растворимой форме. и присутствие эндотоксинов в продуктах поэтому дело обычное. Опять таки исследования показывают, что это не опасно, так как а) токсины в основном разрушаются при кулинарной обработке; б) разрушаются в желудке. Но это не вся правда. Есть и другие исследования, показывающие реальную опасность таких токсинов для теплокровных.

Автор: Чепраков Андрей Владимирович, преподаватель МГУ