Grzyby entomopatogeniczne

Owocniki maczużnika bojowego na zaatakowanym owadzie

Mucha zaatakowana przez owadomorka muszego

Grzybnia Beauveria sp. na porażonym owadzie

Grzybnia Isaria farinosa na owadzie

Metarhizium na owadzie z rzędu prostoskrzydłych

Grzyby entomopatogeniczne – grzyby pasożytujące na owadach i wywołujące u nich zakaźne choroby zwane mykozami. Należą do grupy entomopatogenów – patogenów owadów.

Podział grzybów entomopatogenicznych

Wśród grzybów pasożytujących na owadach wyróżnia się:

• pasożyty letalne, czyli zabijające swoich żywicieli. Są wśród nich przedstawiciele glonowców (Phycomycetes), workowców (Ascomycets), grzybów niedoskonałych (Fungus imperfecti),
• pasożyty nieletalne z grupy owadorostowców (Laboulbeniales) i strzępczaków z rodzajów Aegeritella, Trichomycetes.

W zależności od rodzajów żywicieli grzyby entomopatogenicze można podzielić na:

• grzyby monofagiczne pasożytujące na blisko z sobą spokrewnionych owadach z jednego tylko rodzaju lub kilku pokrewnych rodzajów, np. Zoophthora aphidis pasożytująca tylko na mszycach z rodzaju Anoecja,
• grzyby oligofagiczne pasożytujące na owadach należących do jednego rzędu, np. Empusa muscae pasożytująca na muchówkach (Diptera),
• grzyby polifagiczne pasożytujące na dużej liczbie gatunków zaliczanych do odległych taksonów. Należą tu np. Aspergillus sp. i Beauveria sp. pasożytujące nie tylko na owadach, ale także na pająkach, roztoczach i ssakach.

Do entomopatogenicznych grzybów należą także grzyby mięsożerne. Tę grupę wyróżniono ze względu na sposób, w jaki atakują swoje ofiary.

Danuta Sosnowska w 2013 r. podała, że na świecie opisano ponad 1200 gatunków grzybów entomopatologicznych, a w Polsce 230. Liczba ta jednak ciągle się zmienia, zarówno w wyniku opisywania nowych gatunków, jak i zmian w taksonomii. Grzyby te należą do różnych grup systematycznych. Najwięcej jest ich w rzędach Entomophthorales (owadomorkowce) i Hypocreales (rozetkowce). Do owadomorkowców należą m.in. rodzaje Entomophthora, Entomophaga, Erynia, Neozygites, Pandora i Conidiobolus będące głównie monofagami, do rozetkowców głównie polifagi. Wśród workowców (Ascomycota) najbardziej znane to Beauveria, Isaria, Metarhizium oraz Lecanicilium.

Etapy rozwoju choroby

1. Infekcja. Najczęściej patogen wnika do ciała owada przez rany na jego chitynowym oskórku, rzadziej przez naturalne otwory ciała; otwór gębowy, odbytowy lub przez przetchlinki. Wiele gatunków entomopatogenów potrafi jednak wniknąć także przez nieuszkodzony oskórek. Gdy umocuje się na jego powierzchni, wydziela na nią różne enzymy z grupy proteaz, lipaz i chitynaz, które chemicznie trawią oskórek. Przez powstały ubytek chityny do wnętrza ciała owada wnika strzępka infekcyjna.
2. Opanowanie tkanek w ciele owada. Grzybnia rozrasta się wnikając swoimi strzępkami do jamy ciała i narządów wewnętrznych. Strzępki grzyba wydzielają różne mykotoksyny, które zaburzają reakcje obronne zaatakowanego owada, np. fagocytozę, linienie i inne reakcje obronne. Często powodują także paraliż owada, wskutek czego staje się on powolny, przestaje żerować, a w końcu nieruchomieje przyjmując nienaturalną pozycję. Grzybnia wytwarza typowe dla danego gatunku przetrwalniki umożliwiające grzybowi przetrwanie niekorzystnych warunków środowiska.
3. Rozwijająca się w ciele owada grzybnia uszkadza mechanicznie jego narządy wewnętrzne, a jeszcze bardziej szkodliwe są wydzielane przez nią mykotoksyny. Wskutek skrajnego osłabienia i uszkodzenia ważnych narządów wewnętrznych żywiciel zamiera. Może to w zależności od gatunku grzyba i warunków środowiska trwać różny czas, ale w sprzyjających grzybowi warunkach śmierć owada może nastąpić już w ciągu 24–48 godzin od infekcji. Po jego śmierci grzybnia przerasta ciało owada na zewnątrz i na wystających z ciała strzępkach zaczyna wytwarzać zarodniki, które infekują inne owady.

Znaczenie

• Największe znaczenie mają te grzyby entomopatogeniczne, które są używane w biologicznej ochronie upraw do zwalczania szkodników. Ich zastosowanie umożliwia zmniejszenie ilości szkodliwych dla przyrody insektycydów. Wykorzystując gatunki należące do rodzajów Beauveria, Isaria, Lecanicillium i Metarhizium wytwarza się mające komercyjne zastosowanie mykopestycydy o działaniu kontaktowym. Mykopestycydy zawierają zarodniki konidialne grzybów entopatogenicznych, często z dodatkiem środków zwilżających (adiuwantów). Mogą być używane do opryskiwania upraw łącznie z insektycydami, Na świecie wiodącą rolę w wykorzystaniu mykopestycydów ma Brazylia zużywająca około 43% ich światowej produkcji, na następnych miejscach plasują się Kolumbia i Chiny. Badania wykazały, że ich zastosowanie jest szczególnie efektywne w uprawach pod osłonami. W Europie jednak wykorzystanie mykofungicydów do zwalczania szkodników jest na niskim poziomie, zarówno w uprawie polowej, jak i pod osłonami.
• Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae i Isaria fumosorosea są skuteczne w leczeniu zwierząt hodowlanych. Ich skuteczność udokumentowano w odniesieniu do ptaszyńca kurzego oraz much. Gatunki te mogą być stosowane także do zwalczania w mieszkaniach muchy domowej i karalucha wschodniego.
• Metarhizium anisopliae jest skuteczny także w zwalczaniu komarów, może więc wspomagać zwalczanie malarii.
• Cordyceps (maczużnik) będący gatunkiem typowym rodziny maczużnikowatych (Cordycypitaceae) znany jest z tego, że w swoim cyklu życiowym kosztem zaatakowanych larw owadów wytwarza wystające z gleby spore przetrwalniki, które w Chinach i niektórych innych krajach azjatyckich są używane w tradycyjnej medycynie.
• Prowadzi się badania nad wykorzystaniem maczużnika bojowego (Cordyceps militaris) do ochrony lasów przed gradacją szkodników.