Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологические показатели и резистентность к инсектицидам комнатных мух из районов, подверженных разному химическому загрязнению

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Биологические показатели и резистентность к инсектицидам комнатных мух из районов, подверженных разному химическому загрязнению"

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Институт глобального климата и экологии г ->деральной службы России по гидрометеорологии и йониторингу окруааощей среды и Российской акаденмн наук

РГ6 од

1 ¿1 ИЮН 1395

На правах рукописи

ПОЛЯКОВА ЮЛИЯ БОРИСОВНА

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И РЕЗИСТЕНТНОСТЬ

К ИНСЕКТИЦИДАМ КОМНАТНЫХ МУХ ИЗ РАЙОНОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ РАЗНОМУ ХИМИЧЕСКОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ

03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1995

Работа выполнена а Научно-исследовательском институте профилактической токсикологии и дезинфекции Государственного кскитета по санитарно-эпидемиологическому надзору Российской Федерации

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор биологически» наук

профессор С.А.Рославцева

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор биологических наук

профессор В.А.Абакумов кандидат биологических наук с.н.с. Т.А.Перегуда

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Всероссийский научно-исследовательский

институт охраны природы Миннстерс,ва охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ (ВНИИприрода)

Защита состоится £1995 г. в часов на заседании

Специализированного совета К 03.36.01 в Институте глобального климата и экологии по адресу: 107258, Москва, ул.Глебовская д.206

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институте глобального климата и экологии

'Ваш отзыв в 2-х экземплярах, заверенный печать», просим направлять по адресу: 107258. Москва, ул.Глебовская, д.206, Спецсовет ИГКЭ

Автореферат разослан 1995 г.

Приглашаем вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании специализированного Совета

Т.Г.Орлова

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат геолого-минералогнческих наук

Акшуяльgooa> яаим. Являясь объектом, имеющим санитар-'о-гигиеническое и эпидемиологическое значение, комнатные мухи Musca domestica L. систематически подвергается воздействию инсектицидов для уничтожения или ограничения их численности. Развитие у иух высокой резистентности к широко применяемым инсектицидам приводит к снижению эффективности используемых препаратов и является актуальной проблемой. В связи с этим изучение механизмов и уровней резистентности комнатных мух является необходимым этапом исследований для предупреждения се развития ,

Химическое загрязнение окружающей среды, как известно, влияет на жизненные функции насекомых, вызьягя изменения на организменн ч, по-пуляционном и биоцснотическон уровня;:, что позволяет использовать насекомых в качестве биологических индикаторов качества окружающей среды. Комнатная муха, как широко распространенный вид насекомых, живущий рядом с человеком, также может быть использована для этих целей.

Цель рабом». Основной целью исследово .<ий была оценка влияния регионального промышленного химического и локального инсектицидного загрязнения окружающей среды на состояние природных популяций комнатных иух.

Задачи иссяеяовагтй. В задачи исследований входило:

1. Изучить уровни резистентности природных популяций комнатных мух к применяющийся в практика инсектицидам.

2. Исследовать некоторые неханизмы резистентности комнатных мух к инсектицидам, э частности активность ферментных систем и закрепленность фактора резистентности в геноме.

3. Изучить жизнеспособность природных популяций комнатных мух из районов, подверженных разному химическому загрязнению, по ряду биологических показателей.

4. Выявить возможности использования комнатных нух в качестве индикаторов химического загрязнения окружающей среды.

Научная новизна■ Впервые у природных популяций комнатных, мух Изучены механизмы резистентности к фосфорорганическим инсектицидам (РОС) и пиретроидам.

Впервые дана оценка жизнеспособности природных популян^й комнатных иух в условиях промышленного химического загрязнения по биологическим показателям: жизнеспособности яиц, личинок, куколок, имаго, периоду развития преимагинальных ¿аз, плодовитости мух, срокам копуляции полов, соотношению полов в популяции и интегральным показателям прироста численности популяции (F) и биотического потенциала (ВР).

Установлена возможность использования природных популяций комнатных иух в качестве индикаторов химического загрязнения окружающей среды по ряду показателей, на основании которых разработаны методические рекомендации.

Прадиевой задков! являемся:

1. Обобщении и анализ данных о резистентности природных популяций комнатных мух к ФОС и пиретроидам.

2. Оценка вклада некоторых фернентных систем в механизм резистентности к инсектицидам и характера ее наследования у комнатных мух.

3. Оценка жизнеспособности природных популяций комнатных мух из районов, подверженных разному химическому загрязнение.

4. Оценка математической модели расчета прироста численности популяции и биотического потенциала для анализа жизнеспособности комнатных мух из районов, подверженных промышленному химическому загрязнению.

5. Рекомендации по использование в системе регионального экологического мониторинга комнатных мух, как биологических индикаторов качества окружающей среды и методическое обеспечение этих работ.

Практическое значение. Предлагается использование комнатных иух в системе регионального экологического мониторинга в качестве индикаторов: а) химического загрязнения территорий индустриальных городов и промышленных центров по показателям жизнеспособности яиц и плодовитости мух; б) длительности применения РОС на пищевых объектах по показателям уровней резистентности к инсектицидам н срокам копуляции полов.

Разработан проект методических рекомендации по использованию комнатных мух в качества индикаторов химического загрязнения среды обитания человека.

Подтверждена неэффективность хлорофоса, ДЦВФ, карбофоса из группы ФОС и эффективность препаратов на основе пиретроидов для уничтожения имаго комнатных мух.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на Ученых советах и научных семинарах НИИПТиД (Москва, 1991-1994гг.), Восьмом совещании "Современное положение с резистентностью вредите-.лей, возбудителей болезней, растений и сорняков к пестицидам" (Уфа, 1992), Первом Международном симпозиуме "Эооиндикация и экотоксиколо-гия животных в условиях' техногенного ландшафта" (Днепропетровск,

1993), Международной научной конференции "Актуальные проблемы экологической хронобиологии и хрсномедицины" (Екатеринбург, 1994), Заседании дезинфекционной секции Московского городского общества микро--------

биоло!оа, эпидемиологов и паразитологов ня. Нечннкова (Москва.1994), Международном симпозиума по оценке химического риска (Иоскра, 1994), секции "Урбанизированные зкосистеми и рекреации" Научного совета по экологии РАК (Косква, 1994). Научном семинаре по оценке риска в корпорации "Роберт ГерЗер" (Фрнпорт, США. з 994).

Публикации• По материалам диссертации опубликовано 11 работ. Одна работа находится в печати.

гярухчуря и }{1ггс*рвяфпг • Яиг:сертация состоит из введения,

обзора литературы (глава 1), материалов и методов исследований (глава 2), результатов исследований (глава 3), обсуждения результатов (глава 4), выводов, списка использованной литературы и приложения. Она изложена на 450 листах машинописного екста, .содержит 16 таблиц и 15 рисунков. Список использованной литературы содержит 162 наименования .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА г. 0Е30Р ЛИТЕРАТУРЫ Проанализированы имеющиеся литературные данные о развитии резистентности комнатных мух к инсектицидам. Особое внимание уделено широко применявшимся ранее хлорорганичсскин инсектицидам и используемым как прежде, так и в иасто..Л!ее иреня ФОС и пиретроидам. Анализ литературы показал, что популяции комнатных мух, репистентные к фос-форорганическим инсектицидам широко распространены.

Рассмотрены данные об изменении жизнеспособности лабораторных культ''о насекомых в результате их селекций на резистентность к инсектицидам. Сделан вывод о том, что резистентные культуры насекомых, как правило, обладают пониженной жизнеспособностью.

Особое внк...ание уделено изменению жизнеспособности насекомых при непосредственном токсическом воздействии промышленных чоллютан-тов а условиях лаборатории, а также изменению численности и видового разнообразия насекомых в результате хронического воздействия комплекса промышленных поллютантов в лриродных условиях. Сделан вывод, что состояние природных популяций насекомых зависит от состава поллютантов, -степени их воздействия, вида -насекомого и его кормовой ба-

зы. Данных о влиянии промышленного загрязнения на природные nony/is-

■, . - '*• Ч'М ч - :

ции комнатных нух в доступной литературе ^втором не обнаружено.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЙ В лабораторных условиях изучено 19 природных^ популяций комнатных мух, которые были названы по местам их отлова. Пять популяций собраны в.отдельных районах Туркмении,' Грузии и Московской области, подверженных только локальфму инсектицидному прессу. Тринадцать популяций отловлены в Астраханской области, где расположен Астраханский газоконденсатный комплекс (АГКК), Подольском районе Московской области,- где сосредоточен Подольский промышленный узел (ППУ) и Ногинском районе Московской области, где расположены индустриальный г.Электроугли и свалка промышленных и бытовых отходов, '"Рчиохово"t т.е. в районах, находящихся под влиянием не только инсекгоци'ов, но и промышленных химических поллютантов различного состава. Также исследованы три лабораторные расы комнатных мух: одна мультирезистент-ная к инсектицидам VP и две относительно чувствительные - SRS и Соо-рег.

■ Комнатных мух отлавливали на пищевых объектах в количестве не менее 100 особей на каждом и доставляг* в лабораторию.,Полученных от родительских пар нух в течение первых двух поколений (F1-F2) разводили для адаптации к лабораторным условиям и получения необходимой для исследований численности - не менее 1000 особей на популяции (Рославцева, 1978). Исследования проводили*на мухах третьего - седьмого поколений (F3-F7).

Уровни резистентности комнатных мух к хлорофосу, карбофосу и ДДВФ из группы ФОС, неопинамину, сумитрину, перметрину и фенвалерату из группы пиретроидов определяли токсикологическим методом топикаяь-ного нанесения ацетоновых растворов инсектицидов на среднеспинки имаго мух трех-пятидневного возраста (Рославцева, 1978).

Степень приобретенной резистентности характеризовали величиной ПР,. которая является отношением СД50 изучаемой популяции или расы к СД50 относительно чувствительной стандартной расы. Величину СД50 рассчитывали по П.В.Попову (1965,а).

Для оценки характера наследования резистентности к инсектицидам •проводили два реципрокных скрещивания исследуемой (резистентной) популяции мух с относительно чувствительной стандартной расой и полученного поколения опять с относительно чувствительной. У родителей и

потомков определяли уровни резистентности к инсектицидам.

Для оценки вклада ферментных систем в механизм резистентности к

инсектицидам комнатных кухтаягс использовали токсикологический не-------------

тод с применением специфических ингибиторов ферментных систем: пипе-ронилбутоксида (ППБ) - при оценке вкладч нонооксигеназ, трибутилтри-тиофосфата (ТБТФ) - неспецифических зстераз. Активность ферментных систем характеризовали коэффициенте« совместного действия (ХСД), который рассчитывали по П.В.Попову (1955,6).

Комнатным мухам для оценки жизнеспособности создавали стандартные для развития условия и затем определяли следующие биологи эские показатели г жизнеспособности яиц, личинок ч куколок - путем подсчета живых особей, перешедших в следующую стадию развития, жизнеспособность имаго - мертвых особей, период развития преимагинальных стадий

- по срокам массового вылета имаго из куколок, сроки копуляции полов

путей обнаружения спермы в семяприем. иках, соотношение полов -подсчитывая долю самцов, плодовитость мух - путем вскрытия брюшек самок, созревших для первой откладки яиц и подсчета количества ова-риол в обоих яичниках. Жизнеспособность имаго и сроки копуляции полов исследовали D динамике.

По биологическим показателям комнатных мух рассчитывали частные средние с доверительными интервалами, на основании частных средних -интегральные показатели прироста численности популяции - F и биотического потенциала - BP (Rhouse, Plapp,1982). Для сравнения популя-циочных показателей комнатных мух из разных промышленных районов проводили кластерный анализ по парам признаков: плодовитость мух -жизнеспособность яиц, F-BP.

В качестве контрольных были взяты: по фактору инсектицидного пресса - стандартные относительно чувствительные лабораторные расы иух 5ГЧ и Соор«эг, промышленного химического загрязнения - популяции мух "Травино", "Остафьево" и "Скнятино", отловленные в относительно чистых по степени промышленного загрязнения пунктах.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1.Оценка реяисЕентнослш к ФОС и пцренроидак природных популяций комнатных мух

Изучены уровни чувствительнаjth 19 природных популяций комнатных мух к основным инсектицидам, применяемым в стране: из группы ФОС

- хлорофосу, ДДВФ, карбофосу, а также недавно введенным в практику

пиретроидан - париетрину, иеопинанину, Ъумитрину и фенвалерату.

При изучении чувствительности к ФОС все исследованные популяции оказались высокз резистентными, за исключением популяции из Тьерсхой области (табл.1). Для хлорофоса СД50 превышали 5000 нкг/г. Комнатные иухи из Московской области были резистентны к ДДВФ. Вместе с тем, мухи из Подольского района этой области были также резистентны и к карбофосу (СД50>4700 мкг/Г).

К пирзтроидам у большинства исследованных популяций комнатных

Таблице 3,

Чувствительность природных популяций коинвшных пух к инсектицидаи

Фосфорорганические Пиретрокды

Место инсектициды

отбора СД50, нкг/г Показатель резистентности (ПР)

проб

хлорофос ДДВФ перметрин неопинамин фенвалерат

Стандартная

раса 3-10 0,8-1,0 - - -

Россия

Московская >5000 /9 0,2-1,7/9

область 1800-2000/2 12-17/4 2,6-2,9/2 0,8-3,5/4 2,0-6.0 /2

Калужская

область 7000 /1 1,4 /1

Астраханская

область >5000 /3 0,1 /3

Тверская

область >5000 /1 1,5 /1 0,7 /1 0,5 /1 1,2 /1

Туркмения >5000 /2 0,4-0,5/2

Грузия >5000 /1 0.9 /1

Примечание: числитель - уровень резистентности, знаменатель - количество исследованных популяций

мух отмечалась чувствительность и ПР был близок к 1. Толерантность наблюдалась только у трех популяций: "Воровского" - к перметрину (2..6Х) и неопннамину (3,5х), "ТБС" - к перметрину (2,9х) и фенвале- , рату (2,Ох) и "Добрятино" - к неопинамину (2,8х) и фенвалерату (6,Ох). Комнатные мухи из'Подольского района были чувствительны к

сунитрину (0,чХ"0,9Х).

Возникновение толерантности комнатных нух к пмретроидам является результатом недавнего введения-их в практику борьбы с коннатными кухаки. Наличие толерантности также может быть результатом возникновения перекрестной резистентности к применявшимся ранее ДДТ и ГХЦГ (хлорорганическин соединениям), поскольку они и пиретроиды имеют сходные механизмы воздействия на организм насекомых (Рославцева, Перегуда, 1903).

3.2. Оценка вклада иекоиорых фг-рнетгних dienen в яеханиэ:

у гсеяяяг'яв? пух

Изменение активности ферментных систем является одним из основных компонентов механизма резистентности насекомых к инсектицидам и широко изучается на лабораторных расах комнатных нух (Рославцева, 1983; Otto, Weber, 1939). Такого рода ли-»-»ратурных данных для резистентных природных популяций комнатных мух не найдено. Поэтому представлялось целесообразным оценить активность ферментных систем у резистентных природных популяций.

Участие неспецифических эстераз в механизме резистентности к хлорофосу изучено у семи природных популяций комнатных нух. В качестве ингибитора ферментных систем применен синергист - ТБТФ (табл.2)-

У популяций "Щербинка", "Дсбрятино", "Остафьево", "Uomqht" из Подольского района к "Т50" из Ногинского района при добавлении ТБТФ к хлорофосу резко повышалась токсичность последнего, и КСД значительно превышал единицу, что свидетельствует о существенном вкладе неспецифических эстераз в механизм детоксикации хлорофоса у этих популяций. Более низкие коэффициенты были получены для популяций "Скня ино" из Тверской и "Нариманов" из Астраханской области, что свидетельствует о менее активном участии неспецифических эстераз в детоксикации хлорофоса у этих популяций.

При изучении вклада монооксигенаэ в механизм детоксикации фен-валерата в присутствии ингибитора ППБ у толерантной к фгнвалерату популяции комнатных мух "Воровского" был установлен более еысокий КСД, чем у чувствительной популяции "Скнятино". Повышенный КСД популяции "Воровского" свидетельствует о развитии резистентности, которая идет по пути увеличения вклада монооксигенаэ в механизм детоксикации фенвалерата.

Еоб-акца 2

Сравнительная чувствительность природных популяций комнатных пух к инсектицидая з присутстьии синергистое

СД50, мкг/г Козфф.

совмес-

Популяция тного

инсектицид синергист смесь дейс-

твия

(КСД)

хлорофос ТБТФ смесь (1:1)

Нариманов 5050(1850-18000) 400(150-1500) 135(50-1100) 5,5

Скнятино 4500(1300-13000) 285(80-1500) 60(15-450) 9,0

ТБО >5000 600(80-3200) 115(45-1000) >9,3

Щербинка >5000 1400(600-3600) 220(110-1500) >10,0

Добрятино >5000 2700(900-6000) 240(90-1300) >15,0

Остафьеэо 6500(1200-30000) 1000(430-3200) 90(30-850) 20,0

Цемент >5000 940(500-2500) 50(15-650) >32,0

фенвалерат ППБ смесь (1:10)

Скнятино 0,3(0,08-1,2) 1300(500-3800) 0.3 (0,05-1,5) 0,8

Воровского 3,5(1,2-10,0) 1600(620-4000) 1,1(0,3-4,2) 3,3

3.3.Оценка характера наследования резистаншносшх к инсектицидам у комнежних мух Скорость эволюции резистентности насекомых к инсектицидам в значительной степени определяется закрепленностью ее в геноме и характером наследования (Georgiou, Taylor, 1977а).

Лабораторная раса комнатных мух VP, обладающая невысокой резистентностью к перметрину (9-14х) была исследована на наличие фактора резистентности в геноме. В результате реципрокных скрещиваний расы VP с относительно чувствительной SRS уровни резистентности потомков F^ и Fj снизились до таковых родительской относительно чувствительной расы (0,9-2,4х). Это свидетельствует о том, что резистентность или генетически не закреплена, или закреплена и имеет рецессивный характер и несцепленное с полом наследование.

В результате скрещиваний высоко резистентной к хлорофосу природной популяции "Сентопка" из Астраханской области (СД5о>5000 мкг/г) с расой 3RS, уровни резистентности у полученных F^ и F2 сохранялись на тон же высоком уровне. Рауличий в уровнях чувст: !тель-ностм между полами полученных поколений нв наблюдалось. Результаты свидетельствует о доминантности фактора резистентности а геноме, его не сцепленным с полом наследовании и высокой частоте доминантных генов в популяции .

Такин образок, высокая резистснт.чость у комнатных мух может быть генетически закреплена, что способствует ускоренно ее далы.'йшего развития при обработках популяций инсектицидами в природных условиях.

3.4.Оценка жизнеспособнос&х нулыюразистентной расы комнатных пух V?

Известно, что резистентные к инсектицидам лабораторные расы насекомых, как правило, имеют пониженную жизнеспособность (Ferrari, Gsorghiou, 1981; Rhoush, Plapp, 1982 et.al). Однако имеются отдельные данные, когда снижения жизнеспособности не наблюдается (Barwall, et.al., 1983; Payne, Blenk, 1988). 3 связи с этим, было целесообразно оценить жизнеспособность у высокореэистентной к хлорофосу и резистентной к перметрину лабораторной расы коннатных нух VP.

Данные проведенных исследований показали, что раса VP действительно обладала пониженной жизнеспособностью по большинству биологических показателей по сравнению с расой SRS. Величина ЗР. соответственно, была пониженной, т.е. 3,99 в сравнении с 4,61 контрольной расы.

В то же время раса VP имела повышенную жизнеспособность имаго. Если ее кассовое отмирание наблюдалось в возрасте 10-20 суток, то контрольной расы - раньше, в возрасте 7-16 суток. Повышенная жизнеспособность имаго свидетельствует о возможности изученной расы к воспроизводству большего числа потомства.

3.5.Оценка яизнеспособносш популяций хокнашшх нух

из районов, подверяенпих вокальному инсектицидному прессу

Поскольку у резистентных лаоораторных рас комнатных мух отмечается изменение жизнеспособности, то представлялось целесообразным оценить её у повсеместно резистентных к ФОС природных популяций. Та-

хин образом были исследованы популяции'комнатных мух: "Фиреэа", "Ба-харден", "Дмитров" и "Тхубуи" из пунктов, для которых характерно присутствие только инсектицидного пресса (пункты, в которых отсутствует источники промышленные химического загрязнения).

Результаты показали, что резистентны* популяции "Фироэа", "Ба-харден" и "Дмитров" обладали пониженной жизнеспособностью яиц, куколок и удлиненным периодом развития преимагинальных фаз по сравнение с контрольной расой SRS. Снижение жизнеспособности этих популяций согласуется с данными для расы мух VP.

У популяции комнатных мух "Тхубун" Наблюдалось незначительное снижение жизнеспособности личинок и куколок. Напротив, жизнеспособность яиц и плодовитость мух были одинаковыми, период развития преимагинальных фаз укороченным и величина ВР повышенной по сравнении с контрольной расой SRS.

Из результатов следует, что длительное воздействие ФОС не всегда приводит к снижение жизнеспособности популяций и рас комнатных мух. Снижение жизнеспособности по одним показателям и повышение по другим предполагает наличие у насекомых, коиненсаторных механизмов, которые поддерживает уровень численности популяции в условиях инсектицидного пресса. Возможно, что на состояние популяций насекомых также оказывают влияние климатические факторы и природно-географические особенности регионов.

3.6.Оценка жизнеспособности популяций коняаяних муж из районов, подверженных разному химическому загрязнение Как известно, промышленные поллвтанты влияет на жизненные функции насекомых, причем в зависимости от степени воздействия и состава они оказывает как угнетаецее, так и стимулирующее влияние (Fuhrer, 1985; Heliovaara, V&izänen, 1994; Хотько, 1990). Исследование жизнеспособности резистентных к ФОС популяций комнатных мух, отловленных в пунктах, расположенных на разном расстоянии от источников промышленного загрязнения позволили оценить воздействие факторов промышленного пресса на фойе инсектицидного.

Результаты показали, что популяции комнатных мух "Сеитовка", "Нариманов" и "Травино" из пунктов, расположенных на разном удалении от Астраханского газоконденсатного комплекса в сравнении с контрольной по фактору инсектицидного пресса расой SRS (контроль-1) обладали повышенной жизнеспособностью яиц и удлиненным периодом развития пре-

имагинальных фаз. Яиэнеспособность личинок, куколок, инаго и плодовитость иух у разных популяция были или одинаковые, или пониженные, различий в соотновении полов не наблюдалось.

Проведено сравнение биологических показателей популяций комнатных мух с популяцией "Травино" (контроль-2) по фактору промышленного химического загрязнения. В результате установлено, что плодовитость мух и яизнеспособность яиц били наиболее высокие у контрольной популяции (рис.1). Интегральные показатели изменения численности популя-

«

=х к се

л н

8 X

Я

8 е

о ф

35 (О

90

80

70

60 10

0

& 100 а

90

о *

га н

У

о н

о

80 70 10

г

А

¡К*

г

I 2 3 В

к

1

Ш

12 3 Г

-130

120

ЦЮ

100 10

о

¡а

о

£ К

л Е-

6-

я «

о «

о

4,6

• 4.? &

I 4,0

¿

I 2 3

12 3

0,2

Рис.1.Жизнеспособность яиц (А), плодовитость (Ь), ? (В) и ар (Г) природных популяций яоннатных пух из Астраханской области по сравнению с контрольной, где 1-Травино (контроль-1), 2-Нарим&иов, З-Сеиговка.

ции У и ВР отразили ту яе закономерность, т.е. у популяции из наиболее чистого пункта они были саиыни высокими. Определяющими компонентами интегральных показателей выступали плодовитость мух и жизнеспособность яиц.

Оценка биологических показателей четырех популяций комнатных мух "Добрятино, "Цемент", "Щербинка" и "Остафьево", отловленных на территории Подольского промышленного узла, показала, что природные популяции в сравнении с контрольной расой отличались пониженной жизнеспособностью личинок и куколок и пониженной плодовитостью мух. У разных популяций жизнеспособность яиц была или одинаковой, или повы-

Вограст, сутю

14 16 Возраст, сутки

Рис.2.Динамика копуляции полов природных популяций комнатных нух из Подольского района (А) Московской области и Ногинского района

(Б) Московской обаасши, где ------контрольная раса (контроль-1),

- природные популяции. (') - точка выхода ка плато.

шенной, жизнеспособность мнаго - или одинаковой» или пониженной, период развития преинагинальных фаз - укороченный, различий в соотношении полов не наблюдалось. Выявлены значительные различия г сроках копуляции полов, которые у природных популяций начинались с запозданием и были растянуты во времени (рис.2,А). Эта закономерность наблюдалась также при массовом выращивание резистентных популяций комнатных мух из Астраханской области.

При сравнении с контролем-2 различия были установлены по двум биологическим показателям: жизнеспособности яиц и плодовитое и мух. При этом контрольная популяция "Остафьево" из наиболее чистого пункта отличалась наиболее высокими величинами. Интегральные показатели отразили ту же закономерность и у популяции "Добрятино" из наиболее загрязненного пункта были самыми низкими (Табл.3).

Таблица 3

Основные показатели жизнеспособности комнатных пух из Подольского района Московской области

Прирост числен- Биоти-

Популяция, Жизнеспособ- Плодовитость, ности популяции чоский

раса ность яиц, % количество С? ) потен-

яиц на самку количество циал

потомства на самку (ВР)

Остафьево

(контр.-2) 94,35*1,38 109,00*6,35 83,4С*б,35 4,42

Щербинка 83,0512,38 104,77*8,10 74,61*8,10 4,23

Цемент 87,90±2,13 9В,90±7,47 73,02±7,47 4 ,17

Добр ттнно 90,57±1,85 92,44±5,50 69,99*5,50 4,12

Установленные различия по показателям жизнеспособности яиц, плодовитости мух, Р и ВР однотипны с таковыми для комнатных мух мэ Астраханской области.

Также были изучены комнатные мухи из Ногинского района Московской области: популяции "Электроугли" и "ТБО", отловленные непосредственно не территории эавола и свалки "Тинохово", популяции "Аксеново" и "Воровского" - на прилегающих к ним территориях. Популяция • "Скнятино" из Тверской области отобрана в качестве

контрольной (контроль-25 .

Результаты исследований'показали, что по сравнению с контроль ной расой биологическиекие показатели - жизнеспособность яиц, личи нок, куколок и ипаго не отражали каких-либо определенных закономерностей . Не обнаружены различия а соотношении полов и периоде раэви-тчя преинагикал1мых фаз. В то ие время природные популяции нух отличались растянутыми и смененными по времени сроками копуляции полог (рис.2,Б), что согласуется с представленными выше данными и свиде

Я К X

л н

8 X

"8

8 с о о Я (О

I

о

'¡а

а н о

X

о н о с

90 60 70 60. I

0 80 70 60 50 40 30 20 10

0

В

I

4-ГЛ

I

1 2 34 5

В

?Л

I 2 34 5

1.

■ПО 100 90 80 .70 ТО 0

4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4

,2 0

о №

8

е-

о

О §

г

12345 12345

Рис.3.Жизнеспособность яиц (А), плодовитость (В), ¥ (В) и ВР (Г) популяций комнаиных пух из Ногинского района Московской области по сравнение с контрольной, где 1 - Скнятино (коняроль-2). 2 - Во ровского, 3 - ТБО, 4 - Аксеново, 5 - Электроугли.

тельствувт об угнэтаащен воздействии мнсактмцн ;ного пресса на насекомых.----- ------------

При сравнении биологических показателей природных популяций -----

комнатных нух установлено, что контрольная популяция "Скнят! .о" отличалась наиболее аысокипи показателями анзивспособности яиц и плодовитости кух. Значительно рыиа были также интегральные величины Р и

1 100 е

§ 90 §

В

8 ео 0) X <0

® 70

70

еэ

1,00 0,95

0,90

0,85

0,80

~> Контроль

IАксеново 'Электроугли

Плодовитость, X

80 90 100 Б

и-Контроль

^...в.—.4 ... _ „а

I-—-ЛЯ'

- )— --,

г Аксеново —4 Электроугли

Р. X

30 40 50 60 70 80 90 100

Рас.4.Сравнительная характеристика популяций комкашкьл мух из разных пронышленшх районов по парем признаков: А - плодовитость мух"яизнвспособность яиц, где (ТТТТП Астраханская область, 1 у I ц Подольский район Московской области, ц \ ггпп Ногинский район Московской

области; Б - Я-ВР. где .------- Астраханская область,-----Подольский

район Московской области, ■—•—Ногинский район Московской области.

ВР (рис.3). Такого рода данные получены для всех изученных популяций комнатных мух,' отловленных в промысленных узлах и индустриальных городах Астраханской области. Подольского и Ногинского районов Московской области.

3.7.Сравнительная характеристика яиэнеспосовкоскн популяций коннааных мух из проттмеяиых районов Для сравнительной оценки жизнеспособности популяций комнатных нух из разных промышленных районов был проведен кластерный анализ по двум наиболее вариабельным парам признаков: плодовитость мух-жизнес-пособность яиц, Г-ВР.

Как показано на рис.4, сферы, характеризующие состояние популяций комнатных мух из загрязненных районов, расположены левее и ниже таковой усредненного контроля. Наиболее выраженное отличие наблюдалось по паре Р-ВР, что свидетельствует о снижении численности популяций под влиянием промышленного химического загрязнения.

У популяций мух из г.Электроугли и сопредельного пункта пос.Ак-сеново наблюдались самые низкие показатели. Данные предполагают наличие существенного загрязнения окружающей среды в этих пунктах и присутствие в выбросах производств г.Электроугли помимо основного набора поллютантов опасных специфических загрязняющих веществ.

ГЛАВА «.ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ В результате проведенных исследований установлено, что изученные природные популяции комнатных мух обладали высокой резистентностью к хлорофосу, карОофосу, ДДВФ и чувствителы ,стью или слабой толерантностью к пернетрину, неопинамину, сумитрину и фенвалерату, что свидетельствует о широкомасштабном и длительном применении ФОС и недавней введении в практику пиретроидов.

У природных популяций комнатных мух, как и у лабораторных рас, с помощью синергистов установлено участие эстераз и монооксигеназ в механизме резистентности к инсектицидам.

В опытах по изучению наследования фактора резистентности получено, что высокорезистентная к хлорофосу популяция комнатных мух ."Сеитовка" имеет доминантный фактор резистентности и высокую частоту

его в геноме. У слабореоистентной к пернетрину расы мух УР фактор

•К

резистентности либо отсутствует, либо имеет в г(еноме рецессивный ха-

рактер. TaKKü образен, высокая резистентность чожет быть генетически закреплена, что способствует скорости ее эволюции.

Из восьми изученных биологических параметров комнатных мух ели- -------

яние длительного инсектицидного пресса сказалось только на дном сроках копуляции полов, т.е. у реэистантиых популяций самцы начинают копулнрсвать с самками значительно позже и сроки копуляции более длительны, чеи у чувствительных рас. У мух наблюдалась тенденция к снижению жканесп^обностм личинок и куколок. По остальным биологическим показателям, а также интегральным показателям изменения численности популяций закономерного отличия от контрольной pací: не установлено.

Предположение некоторых авторов, что резистентные природные популяции, как и.лабораторные расы комнатных мух должны обладать пониженной жизнеспособностью, которая в конечном итоге приводит к снижению скорости развития резистентности, не подтверждается. Инсектицидный пресс не оказывает существенного влияния на жизнеспособность мух. В природных условиях их численность поддерживается на высоком уроэне и резистентность к инсектицида« из года в год возр?^тает.

Улияний промышленного химического загрязнения на жизнеспособность комнатных кух было исследовано на популяциях, отлепленных на разном удалении от источников загрязнения, характеризующихся различным составом, и уровнем воздействия поступающих в окружающую среду поллютантов. Во всех случаях самиа еысокио показатели жизнеспособности яиц, плодовитости мух, й и ЭР наблюдались у мух из пунктов, наиболее удал^нних от источников загрязнения. Самый низкий показатель прироста численности популяции ? был у нух из пунктов, расположенный вблизи источников загрязнения. Полученные данные свидетельствует об угнетающем воздействии промышленного химического загрязнения на >: «неспособность и численность популяций комнатных му.. При этом-наиболее показательной является математическая модель расчета интег:-ральных величин

вывода

1. Высокая, резистентность инаго комнатных мух к хлорофосу, карбофосу и ДДВ,<? подтверждает факт длительного и систематического применения этих инсектицидов в различных'регионах бывшего СССР и их. неэффективность., а-, борьбе с комнатными мухами. Чувствительность или ела--

бая толерантность ннаго комнатных мук к лиретроидам свидетельствует о недавнем введении их в практику и эффективности для ограничения численности комнатных нух.

2. У резистентных природных популяций комнатных пух, как к у резистентных лабораторных рас, эстеразы и иоиооксигеназы участвуют в механизме резистентности к РОС и пиретроидан.

3. У популяции комнатных мух» высокорезистентной к хлорофосу, установлен доминантный фактор резистентности.

4. Инсектицидный пресс сдвигает сроки копуляции в природных популяциях комнатных мух.

5. Промышленное химическое загрязнение окружающей среды оказывает угнетающее воздействие кг. жизнеспособность природных популяций комнатных мух, что установлено по биологичесхим показателям жизнеспособности яиц и плодовитости мух, а также по интегральным пок?-*ате-лям прироста численности популяции и биотического потенциала.

6. Комнатные чухи, как биологические индикаторы могут быть использованы для оценки длительности применения ФОС на пищевых объектах по показателям уровней резистентности и срокам копуляции в популяции .

7. Комнатные мухи, как биологические индикаторы ногут быть ис-пользоеаны для оценки качества окружающей среды в индустриальных городах и промышленных центрах по показателям жизнеспособности яиц, плодовитости мух, прироста численности популяции и биотического потенциала .

в. Использованная математическая модель расчета показателей, характеризующих изменение скорости роста численности популяции оказалась пригодна для оценки жизнеспособности природных популяций комнатных мух из районов, подверженных влиянию промышленного химического загрязнения.

9. Впервые разработан достаточно чувствительный и простой метод оценки загрязнения окружающей среды с использованием комнатной мухи как. биологического индикатора.

10. Разработанный метод рекомендуется для включения в систему регионального экологического мониторинга и систему оценок экологической обстановки в индустриальных городах и промышленных центрах.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Рославцева С.А., Смирнова С.Н., Бутырина Э.С., Костырко

H.H.* Полякова B.B. Уровень резистентности к : .гсектицидам природных популяций комнатных иух //Кедицинская паразитология и паразитарные болезни. М:Медицина. 1992.1) 1. С.25. ______

2. Полякова В.Б., Рославцева С.А, Лэвктии А.И. Воздейс зие инсектицидного и техногенного загрязнения окружающей среды на популяции комнатных иух из населенных пунктов Астраханской области // Дезинфекционное дело. 1992. Н 2. С. 38

3. Рославцева С.А., Костырко H.H., Полякова ».В., Смирнова С.Н., еутырина Э.С., Мониторинг резистентности к инсектицидам природных популяций комнатных мух // Тезисы докладов Восьмого Ciвещания "Современное положение с рззистентностьо вредителей, возбудителей болезней, растений и сорняков к пестицидам" 2-5 мая 1992. Уфа. 1992. С.21.

4. Рославцева С.А., Еремина О.Ю., Баканова Е.И., Полякова О.Б. Изучение некоторых ферментных систем у природных популяций комнатных мух Musca domestica, высокорезистентных к фосфорорганическим инсектицидам // Известия РАН. серия биологическая. 1993. N 5. С.722.

5. Рославцева С.А., Полякова С.Б. Изучение возможное"» использования комнатных иух в качестве интегрального показателя качества окружаищей среды // Сборник научных трудов ДГУ и тезисы докладов Первого Неждународного симпозиума "Зооиндикация и экотоксикология животных в условиях техногенного ландоафта" июль 1993. Днепропетровск. 1993. С.73.

6. Полякова В.Б, Рославцева С.А. Состояние жизнеспособности иультирезистонтной расы комнатных мух // Дезинфекционное дело. 1994. N 1. С.47.

7. Полякова С.Б, Рославцева С.А. Оценка биотичесхого потенциала природных популяций комнатной мухи Musca domestica L. (Díptera: Mus-cida.) в районе Подольского промышленного узла // Энтомологическое обозрение. 1994. LXXIII. N 2. С.255.

8. Полякова В.Б., Рославцева С.А. Комнатные мухи как интегральные биоиндикаторы антропогенного загрязнения урбанизированных ценозов // Тезисы докладов Йеждународной научной конференции Чктуалъиые проблемы экологической хронобиологии и хрономедицины РАМН" 22-24 ноября 1994. Екатеринбург. 1994. С.142.

9. Roslavtseva S.A., Polyakova J.B., Yeranina O.Yu>, Bakanova E.I. A states of populations of house flies in urban cenoses // Abstract of ' International Academical Conference on the Environment.

Russian Academy of Science. Section~"Urban ecosystems and recreation" 29th June - 1st 3uly 1994. Manchester, UK. 1994. P.34.

10. Polyakova 3.B., Roslavtseva S.A. On a possibility of using house flies as a common indicator of a technogenic pollution in urban cenozes // Abstract of 5th European Congress of Entomology. University of York UK. 29th August - 2nd September 1994. 1994, C.322.

11. RoslE.vtseva S.A., Polyakova 3.B., Yeremina O.Yu., Bakanova E.I. Integral parameters of air environmental quality in towns // International symposium on chemical risk assessment 13-17th September 1994. Moscow. 1994. Poster 41.