пятница, 31 октября 2014 г.

Экологические теплицы и фермы биоразнообразия.

«Я вошел в следующую комнату, где стены и потолок были сплошь затянуты паутиной, за исключением узкого прохода для изобретателя. Едва я показался в дверях, как последний громко закричал, чтобы я был осторожнее и не порвал его паутины. Он стал жаловаться на роковую ошибку, которую совершал до сих пор мир, пользуясь работой шелковичных червей, тогда как у нас всегда под рукой множество насекомых, бесконечно превосходящих упомянутых червей, ибо они одарены качествами не только прядильщиков, но и ткачей. Далее изобретатель указал, что утилизация пауков совершенно избавит от расходов на окраску тканей, и я вполне убедился в этом, когда он показал нам множество красивых разноцветных мух, которыми кормил пауков и цвет которых, по его уверениям, необходимо должен передаваться изготовленной пауком пряже. И так как у него были мухи всех цветов, то он надеялся удовлетворить вкусам каждого, как только ему удастся найти для мух подходящую пищу в виде камеди, масла и других клейких веществ и придать, таким образом, большую плотность и прочность нитям паутины» Свифт Д. Путешествия Гулливера. Путешествие в Лапуту. 1725 год.


Природа создала удивительные материалы и технологии, вдохновляя людей старательно подражать им. Древние цивилизации использовали паутину. Например, греки использовали шелк пауков, чтобы помочь залечить раны, австралийские аборигены использовали шелк в качестве лески, туземцы в Новой Гвинеи делали мешки, головные уборы, и рыболовные сети из паутины.
Белок, выделяющийся из паутинных желез у пауков уникальное изобретение природы. Человек пока не в состоянии синтезировать, что-то подобное, а пауки этим занимаются уже миллионы лет и с минимальными затратами энергии. Раствор белка проходит через специальное узкое отверстие — фильеру и затвердевает. Фото фильер паука Linothele Megatheloides



Вытянутые в нить молекулы шелка паука выстраиваются параллельно и быстро сохнут на воздухе и не растворяются в воде или других растворителях. Образуется очень прочная нить — паутина. Она легко выдерживает вес паука. За счет высокой скрученности высокомолекулярного белка нить паутины прочнее стальной проволоки того же диаметра, и при этом эластично растягивается еще на треть своей длины. Фото паутины Linothele Megatheloides.




Их истории попыток «одомашнить» пауков. На протяжении сотен лет в Европе люди пытались построить фермы для получения паучьего шелка. В марте 1665 года луга и заборы вблизи Мерзебурга покрылись великим множеством паутины каких-то пауков и из нее «женщины окрестных селений понаделали себе лент и разных украшений». В 1709 году Правительство Франции попросило Рене-Антуан де Реомюру найти применение паучьего шелка для одежды. Он собрал паутину из коконов пауков и пытался создать перчатки и чулки, через некоторое время он отказался от этой идеи из-за недостатка материала, чтобы сделать только одну пару перчаток. Позже в восемнадцатом веке, другой француз по имени Бон де Сент-Илер пытался построить ферму сельскохозяйственных пауков, но выяснилось, они едят друг друга, и это не эффективно делать. В 1803 году Даниэль Рольт разработал машину для извлечения шелка пауков, которая была похожа на катушку ниток с двигателем. После присоединения шелковой нити на катушку, двигатель был включен, шелк вытягивали из паука. Предположительно, можно получить «18000 футов шелка от двух десятков пауков в два часа». Между 1866 и 1873 годами Берт Г. Уайлдер создал аппарат, который иммобилизованного паука и накручивал паутину на катушку. Предположительно он намотал «150 ярда от кооперативных паукообразных». Подсчитали, что потребуется 5000 животных для получения достаточного количества материала, что бы сделать одно платье. Некто Бон, „президент Палаты счетов в Монпелье“, двести шестьдесят лет назад представил доклад в Академию наук в Париже. В нем на многих страницах описал он основы прядения и изготовления тканей из паутины. А к докладу приложил две пары наглядных пособий: чулки и перчатки.
Людовику XIV, королю Франции, парламент города Монпелье и преподнес эти чулки и перчатки, тканные из шелковистых нитей пауков. От проекта пришлось отказаться по причине отсутствия пауков способных производить достаточно паутины. В Юго-восточной Азии из паутины пряли легендарную прочную ткань — тонг-хай-туан-тсе («сатин Восточного моря»). Из нее была сделана мантия, которую некогда привезли королеве Виктории в подарок китайские послы. Позднее великолепные перчатки из паутины прислали Жозефине, возлюбленной Наполеона. Об оснащении флота парусами из паутины мечтал и сам Наполеон, но его мечте также не суждено было сбыться.

Миклухо-Маклай первым из европейцев увидел и описал, какое весьма полезное применение паутине нашли люди на Новой Гвинее.

Традиционно, в Бразилии и Мадагаскаре, паутину для пряжи, например платков и накидок, собирают, на кустах, из тенет пауков Нефил или разматывают их яйцевые коконы. Местные жители, где водятся Нефилы тянуть ее прямо из паука, которого сажают в коробочку — из нее торчит лишь кончик его брюшка с паутинными бородавками. Из бородавок вытягивают нити паутины.

Нить, распутанная из кокона шелковичного червя, в зависимости от его породы длиной бывает от трехсот до полутора тысяч метров.

Разными методами и от разных пауков экспериментаторы получали, например, нити такой длины: 1) за два часа от 22 пауков — пять километров, 2) за несколько часов от одного паука — 450 и 675 метров, 3) за девять „размоток“ одного паука в течение 27 дней — 3060 метров. Аббат Камбуэ, исследуя шелкопрядные возможности мадагаскарского паука Goleba punctata. Он так усовершенствовал свое дело, что живых пауков в маленьких выдвижных ящичках „подключал“ прямо к ткацкому станку особого образца. Станок тянул из пауков нити и тут же ткал из них тончайший шелк.
Пауков Goleba punctata пробовали акклиматизировать во Франции и у нас в России. Но ничего из этого не вышло.
В широкое производство паутина Нефил, едва ли когда-нибудь поступит: для содержания нефил или крестовиков требуются специальные фермы. Хотя летом их можно содержать и на лоджии. Поэтому паутинные ткани в 12–14 раз дороже шелка, изготовленного из коконов гусениц.

Производство паутины сегодня. Для решения этой многовековой задачи необходим современный комплексный подход и создание паукам и насекомым оптимальных условий максимально приближенных к природным. В 20 веке, с появлением химических пестицидов, о полезных насекомых и пауках забыли. Однако только лишь пестициды не решили проблему вредителей сельскохозяйственных культур. Была разработана стратегия сохранение биологического разнообразия, это интеграции полезных насекомых и пауков обратно в систему сельскохозяйственных культур для природной борьбы с вредителями. Сегодня с целью оживить умирающие поселки и сельское хозяйство в России требуется новая стратегия и технология по снижению посевов монокультур и строительству ферм для выращивания пауков и разных насекомых.
Человек может уничтожить насекомых только одним способом — уничтожив биотоп, то есть естественную среду обитания насекомых. Сохранить и разнообразить биотоп возможно в специальных фермах насекомых, пауков и растений.

В старомодных тепличных хозяйствах для опыления томатов до сих пользуются кисточкой. Обходят все растения и опыляют цветки вручную. Результат печальный - низкая урожайность и корявые плоды.

Для создания условий опыления, приближенных к реальности, специалисты рекомендуют использовать насекомых.Лучше всего для тепличных хозяйств подходят шмели Bombus terrestris. В СССР первыми стали выращивать шмелей в неволе и применять для опыления растений в закрытом грунте. Самые удачные опыты по одомашниванию шмелей проводили в Новосибирске.
Проблема использования органических отходов сегодня стоит особенно остро.
Эти отходы нужны для питания насекомых. Пока этот вид деятельности встречается очень редко. Есть лишь небольшие фермы по выращиванию сверчков, тараканов и зофобаса. Пауков разводят немногие энтузиасты — киперы. В то же время в сельском хозяйстве, для борьбы с вредителями, пауки никак не используются. Личинок насекомых в РФ выращивают немногие.

Выращивание божьей коровки – у нее неизменно большой аппетит на тлю, даже личинки божьей коровки (на вид это не слишком приятные червячки на листьях) в обилии уничтожают тлю. За рубежом пошли дальше – там ее разводят и продают садоводам.

Другой враг вредителей – златоглазка. Это красивое насекомое– среднее между мотыльком и стрекозой, с большими золотисто-зелеными глазами. Раньше его гордо называли: «тлевый лев» – за любовь закусить тлей, хотя златоглазки охотятся и на более крупных вредителей. Ее личинки так же плотоядны, хотя и отлично маскируются на местности, таская на себе пустые шкурки.

Полезно множество мух. Нам больше знакомы – мухи комнатная и капустная. Менее известны личинки мух-журчалок. Они ползают по растениям и расправляются с вредителями. Личинки насекомых являются ценным дополнением рациона у многих животных, в том числе приматов и людей, традиционно употребляются в пищу во многих странах. Цель новой сельскохозяйственной стратегии — экологический способ хозяйствования, увеличение биоразнообразия и получения дохода от строительства и эксплуатации небольших ферм насекомых и пауков. Полезные насекомые, пауки, их яд и паутина продаются и на экспорт. Идея выращивать пауков и личинок насекомых в промышленных масштабах витает в воздухе сотни лет, но реального сопоставления издержек, сопутствующих такому производству, с издержками, связанными с производством мяса и молока, до сих пор никто не делал. Специализирующиеся на выращивании личинок мух, провели комплексное сопоставление личиночного и мясомолочного производств по нескольким параметрам, включая энергетические затраты, кормоотдачу, площадь используемых земель и эмиссию парниковых газов. Личинки оказались на недостижимой высоте, относительно всех традиционных видов животных. Этому посвящены много докладов и рекомендаций Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций. Ферма насекомых и пауков могла бы выращивать насекомых и пауков с большими паутинными придатками, например пауков Linothele, мух Черного солдата, зофобаса, хищных клопов - ориуса и незидиокориса , хищных жуков - криптолемусов, божьих коровок, златоглазок для биологической защиты растений. Видео о биологической защите растений.

Фото паук Linothele Megatheloides, самка.




Пауки содержатся в контейнерах с откидной крышкой для сбора паутины раз в месяц. В контейнер под управлением компьютера, по пневмопроводу поступают насекомые, по водопроводу вода.
Рис. Контейнеры с пауками, должны иметь хорошую вентиляцию и быть без углов для удобства ловли насекомых и заплетания паутиной.


В каждом контейнере имеются миниатюрные датчики влажности и температуры.
Энергии для выращивания личинок тратится меньше — в среднем на 40% по сравнению с производством молока, на 60% — курятины, на 90% — свинины и на 130% меньше по сравнению с говядиной. Для килограмма личинок мух требуется всего 10% пространства, необходимого для получения килограмма говядины. При существенно меньших экологических, энергетических и экономических издержках фермы по выращиванию насекомых и пауков могут производить больше ценного пищевого белка, чем традиционные мясомолочные хозяйства. Успехи генетической инженерии и дальнейшая оптимизация производства только уменьшат эти издержки и сделают индустрию по выращиванию насекомых и пауков еще более привлекательной. Станут ли личинки и полученные из них белковые субпродукты частью нашего ежедневного пищевого рациона — покажет будущее. А если при поддержке местного населения наладить производство из паутины пауков модной одежды то не потребуется ни дорого оборудования, ни дорогих химических реагентов, ни высоких температур. Для производства ткани из паутины могут использоваться станки для производства ткани флиса. Важно только помнить, что пауки животные территориальные и не переносят коммунальное хозяйство. Основные затраты при содержании и разведении полезных насекомых и пауков это затраты на поддержание стабильной влажности и температуры помещения, персональные пластиковые контейнеры. Пауков крестовиков и агриоп можно выпускать прямо из коконов. Два, три кокона хватит на всю теплицу. Постоянную температуру в помещении фермы-теплицы можно поддерживать с помощью двойного слоя покрытия-утеплителя здания и процесса гниения компоста с бактериями и червями в герметичном резервуаре основания фермы.
Проекты ферм для выращивания растений, полезных насекомых, пауков, птиц.





















Зачем производить паутину?


Паутину можно использовать, в скафандрах космонавтов, для изготовления композитных материалов с паутинной основой и пропиткой из синтетических полимеров. Эти композитные материалы заменят металлические детали в корпусах самолетов и автомобилей. Паутина это уникальное по свойствам сырье для производства ткани, одежды, бронежилетов, медицинских повязок и конструкционных материалов. В Аризоне был случай, когда в мужчину стреляли, но часть его груди была защищена шелковым платком, положенным в карман. Пуля была найдена в складке шелка. Поэтому, если бы солдаты носили несколько слоев шелка под или над их одеждой, у них было бы меньше шансов умереть от смертельных ран.
В будущем, паучий шелк, искусственный или нет, будет использоваться в военных и коммерческих целях. Использование шелка паука, скорее всего, произведет революцию в военных и гражданских областях повседневной жизни.
Может быть, и мы когда-нибудь будем жить в домах из паутины и носить особо прочную одежду из паутины.

Зачем нужны полезные насекомые?

Для борьбы с вредителями растений человек ничего лучше не изобрел.

Проект минифермы для выращивания полезных насекомых, пауков и кур.





Автор рисунков и фотографий - Юрий Шевнин 2014 год