Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологические особенности личинок комаров рода Anopheles

ВАК РФ 03.00.09, Энтомология

Автореферат диссертации по теме "Экологические особенности личинок комаров рода Anopheles"

^ ¿J

^ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ САНИТАРНО-

ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО НАДЗОРА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени Институт медицинской паразитологии и тропической медицины им. Е.И. Марциновского

На правах рукописи

ЯСЮКЕВИЧ Виктор Викторович

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛИЧИНОК КОМАРОВ РОДА Anopheles

(Diptera, Culvcidae)

03.00.09 - энтомология

А ВТОРЕФЕРAT диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА - 1995

Работа выполнена в Институте медицинской паразитологии и тропической медицины им. ЕЛ Марциновского.

Научный руководитель:

доктор биологических наук РЛ. Наумов

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор В.Б. Чернышев

доктор биологических наук, профессор ВЛ. Дремова

Ведущая организация:

Московский государственный университет им. МВ. Ломоносова, кафедра защиты населения в чрезвычайных ситуациях.

Защита диссертации состоится 1995 г. в /О часов

на заседании диссертационного совета Д074.39.01 при Институте медицинской паразитологии и тропической медицины им. ЕЛ Марциновского по адресу: 119830 Москва, ул. Малая Пироговская, 20.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института.

Автореферат разослан "_"_1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А. А. Фролова

ВВЕДЕНИЕ.

Борьба с кровососущими комарами по-прежнему остается важной задачей практического здравоохранения. Они являются переносчиками возбудителей многих опасных заболеваний человека и животных. Комары -один из важнейших компонентов гнуса, мешающего, а порой, делающего совершенно невозможными работу и отдых людей, снижающего продуктивность сельскохозяйственных животных. Для борьбы с комарами применяются бактериальные и химические инсектициды, процесс совершенствования которых продолжается. Одним из начальных этапов этого процесса является оценка энтомоцидной активности видов и штаммов бактерий, химических веществ, их препаративных форм. Оценку активности быстрее всего, проще и дешевле проводить в лабораторных условиях. Это позволит исключить малоэффективные штаммы, вещества, препаративные формы до проведения полевых испытаний, обходящихся гораздо дороже, чем лабораторный Для разработки бактериальных инсектицидов и тактики их применения особенно важно выявление особенностей питания личинок -объектов борьбы, так как эти инсектициды обладают кишечным действием, и, следовательно, должны быть заглочены личинками для того, чтобы проявилась их активность.

В экспериментальной работе широко используются различные модели малярии, в идеальном случае состоящие из переносчика, возбудителя и позвоночного хозяина. Ряд видов и штаммов плазмодиев при длительных кровяных пассажах и культивировании т Ыгто теряют некоторые свои свойства (например, гамоктобразование). Присутствие комора-преносчика в лабораторной модели малярии является, по крайней мере, весьма желательным.

Из сказанного выше ясно, насколько важно иметь для выполнения перечисленных работ лабораторные культуры комаров - объектов борьбы и реальных переносчиков малярии и других заболеваний.

Создание и успешное ведение культур комаров требует обширных знаний биологии целевых видов.

Один из важных моментов в ведении культуры того или иного вида -содержание личинок От условий содержания личинок зависит продуктивность культуры, качество биоматериала (как имаго, так и прёимагинальных стадий). Порой качество биоматериала, получаемого из лабораторной культуры, определяет успех исследования. Вопросы экологии личинок комаров освещены в литературе достаточно подробно, но, несмотря на большое число исследований, многие аспекты биологии личинок, важные для успешного ведения культур, остаются слабо изученными, а для ряда практически важных видов и вовсе неизвестными.

В связи с необходимостью восполнить эти пробелы и была выполнена эта работа.

Цель исследования. На основе выявленных нами биологических особенностей личинок малярийных комаров создать новые и усовершенствовать существующие культуры комаров - базу для экспериментальных исследований бактериальных и химических инсектицидов, моделирования малярии.

Задачи исследование Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

1. Установить границы изменчивости веса куколок комаров.

2. Провести сравнительную оценку термо- и солеустойчивосчи личинок малярийных комаров.

3. Исследовать аттракгивность солевых растворов разной концентрации для откладывающих яйца самок.

4. Исследовать способность личинок малярийных комаров разных видов использовать дополнительный для них способ питании - обскребывание субстрата.

5. Выявить связь особенностей питания личинок малярийных комаров с их строением, поведением и устойчивостью к кислородному голоданию.

6. Оценить влияние условий содержания и особенностей биологии личинок малярийных комаров на их чувствительность к бактериальным инсектицидам.

7. На основе полученных данных усовершенствовать имеющиеся и создать новые лабораторные культуры малярийных комаров.

Для решения этих задач были проведены исследования в 1986-1990 годах в рамках плановой тематики отдела медицинской энтомологии ИМПиТМ им. Е.И. Марцияовского. Полученные результаты послужили основой настоящей диссертационной работы.

Научная новизна.

1. Созданы лабораторные культуры Ап. ри1сЛет'тгш5, Ап. тапМиз, Ап. шрегрт'Лия (культуры первых двух видов впервые в мире).

2. Впервые определены границы изменчивости веса куколок Ап. хасЪлгат, Ап. ытораптз, Ап. рикЬегптия, Ап. 5ирегрг'с4и5, Ап. НерНепзх, Ае. аедури, Ае. 1одЫ, Сх. ргргеш, что создало основу для интерпретации результатов различных экспериментов, в которых измерялся вес куколок, а также для оценки качества биоматериала в культурах. Показана видоспецифичность соотношения веса самца и самки.

3. Впервые проведен сравнительный анализ солевыносливости преимагинальных стадий Ап. засИатЫ, Ап. агтораптя, Ап. трегргсна. Ап. рикНеттиз, Ап. ШрИепхг, Ае. 10301 в сочетании с выявлением аттрактивности солевых растворов разных концентраций для откладывающих яйца самок тех же видов.

4. Впервые выявлены видовые особенности питания личинок Ап. ¡асЫагогЯ, Ап. таШп(из, Ап. а(горатп, Ап. яирегргсевд, Ап. рикЯеттиь-, Ап.

stephensi. Обоснована возможность использования морфологических (головной индекс) и физиологических (длительность жизни без воздуха) характеристик личинок малярийных , комаров как индикатора приспособленности к обскребыванию субстрата на разной глубине.

5. Впервые показана зависимость чувствительности личинок малярийных комаров к бактериальным инсектицидам от особенностей их питания и условий выращивания.

Практическая значимости. Созданные с участием автора культуры An. pulcherrimus, An. superpictus, An. martinius и усовершенствованная культура Ae. togcri переданы в производственный инсектарий отдела медицинской энтомологии ИМПиТМ, и используются для выполнения плановой тематики института.

"Инструкция по лабораторному разведению "Culex pipiens molestus" и получения биоматериала для тестирования ларвицидных препаратов" (авторы СЛ. Расницын и ВВ. Ясюкевич) принята к использованию на Бердском заводе биологических препаратов и во ВНИИДМ Главмедбиопрома.

Положения, выносимые ра яяти-ру

1. Определение отношения к солености An. sacharovi, An. atroparvus, An. pulcherrimus, An. superpictus, An. stephensi, Ae. togoi на основе комплексного анализа солеустойчивости среимагинальных стадий и аттрактивности солевых растворов для откладывающих яйца самок.

2. Видовые особенности питания личинок малярийных комаров. Возможность использования морфологических и физиологических характеристик личинок малярийных комаров как индикаторов их приспособленности к обскребыванию субстрата.

3. Зависимость чувствительности личинок малярийных комаров к бактериальным инсектицидам от особенностей их питания и условий выращивания.

4. Создание новых лабораторных культур Ап. ри1скеттиз, Ап. зирегрхыиз, Ап. татИтиг.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на:

- конференциях отдела медицинской энтомологии ИМПиТМ в 1988-1993 годах;

- конференциях молодых ученых, ИМПиТМ, февраль 1990 года, февраль 1991 года;

- Ученом Совете ИМПиТМ, март 1993 года;

- Заседании Комиссии по предварительной экспертизе диссертаций при ИМПиТМ им. Е.И. Марциновского, май 1995 года.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ (все в центральной печати).

Объем И структура диссертации. Диссертация изложена на _

страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы и выводов. Содержит 36 таблиц и 7 рисунков. Список литературы включает 181 источник, из них 80 на русском языке и 101 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Состояние проблемы.

В главе в самом общем виде показано, что, несмотря на большой объем литературы по экологии личинок комаров, сведения о ряде важных биологических характеристик личинок малярийных комаров недостаточны или отсутствуют. Обоснована необходимость заполнения этих пробелов в наших знаниях для успешного ведения лабораторных культур, и, особенно, при создании новых культур комаров. Обзор литературных данных по отдельным аспектам биологии личинок комаров и их анализ даны в соответствующих

к

главах и разделах диссертации. Такое построение работы позволило избежать юльшого количества повторений и облегчило восприятие материала.

Глава 2. Материалы'и методы.

Эксперименты проведены на личинках комаров из лабораторных культур ИМПиТМ им. Е.И. Марциновского. Основными объектами исследований были б видов малярийных комаров, относящихся к двум подродам: Anopheles (Anopheles) sacharovi, An. (An.) atropanms, An. (An.) martinius, An. (Cellia) pulcherrimus, An. (C.) superpictus, An. (C.) stephensi Отдельные опыты, для сравнения, были выполнены также на видах из других родов: Ае. caspius, Ае. aegypti, Ае. togoi, Culex pipiens.

Все опыты (кроме отмеченных особо) проводили при постоянной температуре 28.±1 "С и круглосуточном освещении люминесцентными лампами.

Объем исследованного материала приведен в таблице 1. В связи с тем, что в экспериментах изучались различные стороны экологии личинок, их методики были весьма разнообразными. Для облегчения восприятия материала описание конкретных методик дано в соответствующих главах и разделах.

Таблица 1. Объем исследованного материала.

Эксперимент Число видов Число опытов Число особей Глава

1 2 3 4 5

Определение границ изменчивости веса куколок и корреляции между весом самца и самки 8 269 78640 3

Определение температуры наступления теплового шока 10 514 514 4

Определение аттрактивкости солевых растворов для откладывающих яйца самок 7 163 1700000 4

Определение выплода личинок Anopheles из яиц при различной солености 5 30 16071 4

Определение порога развития личинок в соленой воде . в 470 45580 4

Определение активности поиска пищи на дне личинками Anopheles в 498 498 5

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5

Определение длины тела личинок Anopheles 3 472 472 5

Определение глубины погружения личинок Anopheles в процессе питания 3 160 200000 5

Определение длительности жизни личинок без воздуха 8 589 589 5

Определение головного индекса личинок 10 487 487 5

Развитие личинок Anopheles при различной глубине погружения корма 4 129 20840 5

Определение оптимальной плотности посадки личинок Anopheles 5 296 77913 6

Определение оптимальной плотности посадки личинок An. sacharovi с использованием второго дна 1 44 14475 6

Разработка способа содержания личинок An. stephensi с применением аэрации 1 89 17765 6

Развитие личинок An. martinius 1 30 1785 6

Оценка влияния условий развития личинок Anopheles на их чувствительность к бакпрепаратам 3 139 42000 7

Определение чувствительности личинок Anopheles к бакпрепарагам для выявления связи чувствительности с особенностями питания 5 149 45000 7

Всего 10 4528 2262629 -

Глава 3. Границы изменчивости веса куколок и соотношение веса самцов и самок.

Вес куколок коррелирует с размерами, плодовитостью, жизнеспособностью, агрессивностью имаго, но взвешивание куколок требует гораздо меньше времени, чем получение данных о перечисленных выше характеристиках имаго. Поэтому вес куколок является очень удобным показателем для оценки условий развития личинок в эксперименте и качества биоматериала в лабораторных культурах. Для правильной интерпретации результатов взвешивания необходимо знать границы изменчивости веса куколок. С этой целью партии личинок были выращены при температурах от 16 до 33 "С и плотностях посадки от 10 до 500 особей/дм2 с тем, чтобы получить особей разного веса. Была выявлена тесная коррелятивная связь между весом самки и самца, что позволило вычислить уравнения регрессии,

связывающие вес самца и вес самки, а также в дальнейших исследованиях взвешивать только самок.

Границы изменчивости веса куколок самок у малярийных комаров подрода Апорке1е$ находятся в пределах от 2,2-2,8 до 5,6-5,8 мг, у комаров подрода СеШа от 1,2-1,3 до 3,1-3,2 мг. Для немалярийных комаров: Ае. аедурИ - 1,2-5,4 мг, Ае. юдсп - 3,9-10,8 мг, Сх. ргфет - 2,4-5,0 мг. Наиболее вариабелен вес у Ае. аедури\

Глава 4. Влияние абиотических факторов.

4.1. Температура. Сравнение термоустойчивости личинок комаров проводили по температуре наступления теплового оцепенения личинок IV стадии. Для этого личинок помещали в термостат в небольшом сосуде индивидуально и плавно поднимали температуру от 25 до 50 "С (за 13 минут). По термометру, помещенному в сосуд с подопытной личинкой, отмечали температуру, при которой ее движение прекращалось. Установлено, что среди исследованных видов малярийных комаров наиболее теплоустойчивы Ап. ¡ирНепяг и Ап. рикЬеттив (температура наступления теплового оцепенения около 45,5 °С). У других видов (Ап. засЛатспп, Ап. тпатйпй«, Ап. ейгорапж«, Ап. зирегргыш) тепловое оцепенение наступает при температуре около 43,5 °С. Среди немалярийкых комаров наиболее теплоустойчив Ае. аедурИ (46,4 °С), наименее - Сх. ртртети (41,6 °С).

4.2. Соленость воды. В большинстве работ, посвященных отношению комаров к солености исследованы только преииагинальные стадии, тогда как вопрос должен решаться комплексно. Определение порогов развития личинок должно сочетаться с анализом поведения самок при откладке яиц, оценкой их способности выбирать ту или иную соленость. В связи с этим исследование было проведено следующим образом.

На первом этапе работы была исследована аттрактивность солевых растворов для откладывающих яйца самок. В садок с комарами помещали 10

сосудов с водой различной солености (от 0 до 6%). Через сутки сосуды извлекали и подсчитывали количество яиц в каждом из них. На втором этапе яйца из этих сосудов помещали в чашки Петри по 50-100 шт. с раствором той же концентрации и выдерживали до выхода личинок На заключительном этапе исследовали развитие личинок при различной солености. В опыт брали личинок I стадии и выращивали при солености от 0 до 6% до окукливания.

Установлено, что самки как малярийных (Ап. ¡асНагоЫ, Ап. аСгоратттз, Ап. ри1скегптти, Ап. уирегр1с1их, Ап. «(ерЛети:^, так и немалярийных (Сх. ргргепя, Ае. 1одо\) комаров предпочитают откладывать яйца в воду с соленостью не более 0,3%. Повышение солености до 1% ведет к снижению выплода личинок малярийных комаров из яиц. При солености 2% выплода личинок не происходит. Оптимум солености для развития личинок всех исследованных видов находится в пределах от 0 до 0,3%. Пределы развитая личинок малярийных комаров составляют: Ап. ¡асИагот - 1,5% соли, Ап. агтораттшз и Ап. ргНсЪетптгя - 1%, Ап. зирегргыиз - 1,2% Ап. аерЬепы - 1,8%. У Ае. £одт предел развития составляет 6% соли.

Совокупность полученных данных позволяет заключить, что для исследованных видов (даясе отличающихся высокой солевынослипостью личинок, такие как Ап. ¡1ерНегиг и Ае. (одст) характерно предпочтение пресной воды.

Глава 5. Особенности питания личинок малярийных комаров.

5.1. Питание личинок комаров. Дано обобщение известных данных о питании личинок кровососущих комаров. Показано, что, несмотря на большой объем литературы, ряд вопросов, связанных с питанием личинок, остается недостаточно проработанным. В частности, слабо изучена роль дополнительного для личинок малярийных комаров способов питания -обскребывания субстрата и связанные с этим морфологические, физиологические и поведенческие особенности личинок разных видов. От

знания особенностей питания личинок зависит продуктивность и трудоемкость ведения лабораторных культур, качество биоматериала, в некоторых случаях - успех создания культур видов, ранее в лабораторных условиях не содержавшихся и важно в теории и практике применения бактериальных инсектицидов.

5.2. Активность поиска пиши на дне. Активность поиска пищи на дне оценивали по продолжительности и частоте ныряний личинок в отсутствие внешних раздражителей. Достигнув дна, личинки совершают обскребьгаающие движения и продолжают их вплоть до всплытия, что позволяет связать нырок с поиском пищи на дне. Опыты проводили в сосудах диаметром 90 мм и глубиной 2 см. Корм в сосудах отсутствовал. В эти сосуды подсаживали личинок IV стадии. Наблюдение велось за каждой личинкой индивидуально в течение 30 минут, при этом регистрировалось число нырков (погружений на дно) и продолжительность каждого из них. В опытах использовались личинки, взятые непосредственно из культуры (они были обозначены как "сытые", так как в кюветах всегда есть корм и личинки перед опытом не прекращали питания) и личинки, выдержанные до опыта без корма в течение суток ("голодные").

Установлено, что личинки Ап. гасЪагоЫ, Ап. тапЫт$ и Ап. рикИеттив в поисках пищи не ныряют. Поиск пищи на дне отмечен у Ап. агторагоиэ, Ап. уирегр1с£их и Ап. з1ер?шш. У этих видов наблюдается также соответствие между активностью погружения личинок и их сытостью. Голодные личинки Ап. гиретргсСиз и Ап. ШрЬепя проводят на дне в 2 с лишним раза больше времени (в общей сложности 9 и 43% соответственно), чем сытые. Это достигается увеличением длительности нырков, тогда как частота их достоверно не изменяется. Личинки Ап. «1еркепН ныряют примерно в 2 раза чаще и дольше остаются под водой, разыскивая пищу на дне в течение примерно в 5 раз большего времени, чем личинки Ап. шрегрГолодание личинок наиболее сильно сказывается на активности Ап. асторагши: только

голодные личинки пытались искать корм на дне, в то время как сытые оставались на поверхности.

5.3. Глубина, достигаемая личинками flifopheles в процессе питания. Глубину, с которой личинки комаров способны добывать корм, определяли следующим методом: в сосуды с личинками вертикально устанавливали стекла, покрытые слоем корма, подкрашенного черной тушью. Через сутки пластины извлекали и на них измеряли расстояние от поверхности воды до нижнего края выеденных личинками окон.

Личинки An. sacharovi, An. martinius. An. pulcherrimtis питаются лишь при контакте заднего конца брюшка с поверхностью воды, при открытых стигмах и используют кормовой субстрат, погруженный всего на несколько миллиметров. Глубина обскр сбывания тесно связано с длиной тела (R=0,97±0,16) и не превышает 70% ее величины. С личинками An. atroparvus, ныряющими редко и не надолго, и только будучи голодными, картина аналогичная (глубина обскребывания не более 85% длины тела, R=0,99±0,09), с той лишь разницей, что в отдельных случаях личинки собирали корм и с большей глубины - 1,5 см (Ш стадия) и 2,5 см (IV стадия). An. stephensi интенсивно ныряют в поисках пищи и могут' долго оставаться под водой. Контакт с поверхностью воды при питании для них не обязателен. У этого вида даже личинки I стадии достигают глубины 6 см. Личинки старших стадий опускались до дна сосудов на глубину 41 см.

5.4. Устойчивость личинок Anopheles к кислрродцому голоданию. Резкие видовые различия а способности личинок к погружению могут объясняться неодинаковой устойчивостью к кислородному голоданию. В качестве меры устойчивости использовали длительность жизни личинок IV стадии без контакта с атмосферным воздухом. Личинок помещали индивидуально в пробирки с 10 мл кипяченой воды, закрытые пробкой так, чтобы внутри не

оставалось пузырьков воздуха. Время гибели отмечали по отсутствию реакции личинок на встряхивание пробирки.

Среди представителей подрода Anopheles менее всего выживают без воздуха личинки An. martinius и An. sacharovi (22 и 36 мин соответственно). И те и другие при питании не отрываются от поверхности воды. Более устойчив An. atmpartrus, личинки которого все же способны добывать пищу в погруженном состоянии (60 мин). Личинки комаров подрода Cellia более устойчивы. Но и в этом случае неныряющие личинки, An. pulcherrimus выживают без воздуха меньше всего (88 мин). Наиболее интенсивно ныряющие и долго остающиеся под водой личинки An. stephensi оказались и наиболее устойчивыми к кислородному голоданию (234 мин). Личинки An. superpictus занимают промежуточное положение как по способности к погружению, так и по устойчивости к кислородному голоданию (168 мин).

5.5. Морфологические признаки личинок Anopheles, связанные_£

особенностями питания. Различия, связанные с особенностями питания личинок малярийных комаров были обнаружены в пропорциях головной капсулы личинок, выражающихся величиной головного индекса (отношением ширины головы к ее длине без воротничка). Наиболее узкая голова у личинок, питающихся вблизи поверхности воды, не отрываясь от нее (An. sacharovi. An. martinius подрода Anopheles, An. pulcherrimus подрода Cellia). У видов, способных добывать пищу в погруженном состоянии, голова шире (An. atroparvus, An. superpictus). У личинок An. stephensi, наиболее активно питающихся на дне, голова самая широкая. Это связано с усложнением мышц ротовых органов в связи с более разнообразными их движениями при обскребываниями. Между длительностью жизни личинок разных видов малярийных комаров без воздуха и головным индексом установлена значительная положительная корреляция (г=0,99 ±0,08).

5.6. Способность личинок Anopheles развиваться, питаясь путем обскребывакия субстрата. В предыдущих разделах было показано, что личинки всех исследованных видов Anopheles способны обскребывать субстрат, но обладают различными возможностями к использованию этого способа питания. Закономерен вопрос: могут ли личинки нормально развиваться, питаясь путей обскребывания субстрата - способа, не являющегося для личинок малярийных комаров основным. Для ответа на него а специальных опытах личинкам давался корм на различной глубине. В контроле корм вносился так же, как в стандартной культуре, на поверхность. В различных вариантах опытов из стандартного корма приготовляли гранулы, которые при внесении в воду сразу тонули. Таким образом, питание с поверхности воды исключалось. Глубина от 0,25 до 1 см достигалась при помощи специального устройства, представляющего второе дно, находящееся на заданном расстоянии от поверхности воды. Плотность посадки личинок составляла 25 особей/дм2 для An. sacharovi и An. atroparous и 50 особей/дм2 для An. superpictus и An. stephensi. Опыты проводили в сосудах площадью 4,5 дм2 и 3,4 дм2. В сосуды запускали личинок I стадии вскоре после выхода из яиц. Опыт считали законченным после окукливания последних из выживших особей. Оказалось, что личинки An. sacharovi способны успешно развиваться, если корм находится на доступной для них глубине (0,25 см). Увеличение глубины до 0,5 си и более, которой они уже не достигают, ведет к резкому снижению выживаемости и массы особей, удлинению развития Для An. atroparvus оптимальная глубина расположения корма также не превосходит 0,25 см, но ее увеличение не приводит к столь резкому снижению выживаемости и массы особей, как у An. sacharovi. Это объясняется тем, что личинки An. atroparvus способны, хотя и слабо, добывать корм в погруженном состоянии. Интенсивно ныряющие личинки An. stephensi эффективно добывают корм со дна при глубине нахождения корма, равной 4 см, з их развитии не отмечается никаких отклонений ни по выживаемости, ни по

другим показателям. При глубине расположения корма, равной 8 см, достоверно уменьшается лишь масса куколок. И только при глубине, равной 14 см, ухудшаются все показатели. На развитии личинок Ап. зирегргсгиз глубина погружения корма сказывается более существенно. Уже при глубине 1 см достоверно снижается масса особей. С увеличением глубины происходит дальнейшее снижение выживаемости и массы, а также удлинение сроков развития. Ухудшение показателей идет более резко, чем у Ап. шрНетш. Это объясняется тем, что личинки Ап. трегрмяи» ныряют в I раза реже и проводят на дне в общей сложности в 5 раз меньше времени, чем личинки Ап. аеркгтш. Таким образом, использование личинками малярийных комаров дополнительного способа питания - обскребывания субстрата, может обеспечить нормальное развитие при условии, что корм находится на доступной для личинок глубине, различной для разных видов.

Глава 6. Содержание личинок малярийных комаров в лабораторных культурах.

6.1. Плотность посадки личинок. Для выявления оптимальной плотности посадки 5 видов малярийных комаров опыты проводили в сосудах площадью 3,4 и 4,5 дм2. В сосуды запускали личинок I стадии вскоре после выхода из яиц. Для кормления использовали широко применяющиеся в лабораторной практике смеси: 1) молотый комбикорм и дафния в соотношении 2:1 (Ап. ЯерЛетш); 2) отруби, молотый комбикорм, дафния в соотношении 4:2:1 (остальные виды). Опыт считали законченным после окукливания последних из выживших особей. Плотность посадки личинок изменяли от 10 до 200 особей/дм2. Полученные результаты подтвердили известные ранее для многих видов общие закономерности: снижение выживаемости и веса особей, увеличение сроков развития с увеличением плотности посадки личинок. На основании полученных результатов рекомендуемая плотность посадки личинок в культурах Ап. ¡асИатспп, Ап. таШшш и Ап. аггорагиих не должна

и

превышать 25 особей/дм2 водной поверхности сосуда, а для Ап. ЛерЛепя!, Ап. ри1скегптш и Ап. ыретргсшз - 50 особей/дм2. Сопоставление данных по влиянию плотности посадки с описанными в главе 5 особенностями питания личинок разных видов малярийных комаров позволяет заключить, что угнетающее влияние переуплотнения более значительно проявляется у Ридов, личинки которых обладают менее выраженной способностью к обскребыпанию субстрата.

6.2. Усовершенствование методики содержания личинок Ап. васЫгогп. Один из путей повышения продуктивности культуры этого вида - создание возможности для личинок использовать затонувшие частицы корма и обрастания на дне сосуда. Для этого была разработана конструкция, действующая по принципу второго дна. Расположение этого устройства на глубине 0,25 см от поверхности воды сделало доступными для личинок осевшие на его поверхность частицы корма и всевозможные обрастания. Эксперименты показали, что использование второго дна позволяет повысить плотность посадки личинок с 25 до 90 особей/дмг без снижения качества биоматериала, что дает увеличение продуктивности культуры в 3 раза.

6.3. Усовершенствование методики содержания личинок Ап. НеуИепп. Особенности питания личинок Ап. ЯеркепН (питание на большой глубине, способность долго оставаться под водой) позволили вносить в кювету большое количество корма всего 2 раза за весь период развития личинок. Для предотвращения: образования пленки на поверхности воды и ее загнивания применили аэрацию воды с помощью микрокомпрессоров. Кроме сокращения затрат труда такой способ выращивания личинок позволил увеличить плотность посадки с 50 до 75 особей/дм2, что дало увеличение продуктивности культуры в 1,5 раза без снижения качества биоматериала

6.4. Подбор состава корма. При создании культур Ап. уирегркЛиз и Ап. рикЬеттия мы оценили возможность использования двух кормовых смесей, состав которых описан в разделе 6.1. Обе смеси оказались пригодными для содержания личинок этих двух видов, но смесь, включающая отруби, дольше удерживается на поверхности воды, меньше слеживается, легче дозируется, что делает ее использование предпочтительным. Для вновь созданной культуры Ап. тлагИппи, ввиду близости этого вида к Ап. ¡асНатогп, была использована только смесь, включающая отруби. Оказалось,' что этот корм обеспечивает полноценное развитие личинок и мы рекомендуем его для ведения культуры Ап. татИтиз.

Глава 7. Зависимость чувствительности личинок малярийных комаров к бактериальным инсектицидам от условий их содержания и особенностей питания.

7.1. Влияние условий выращивания личинок АпорИе1е$ на их чувствительность к бактериальным инсектицидам. Известно, что чувствительность личинок комаров к бактериальным инсектицидам зависит от специфики препарата, вида и стадии личинок. Условия содержания личинок в период действия препарата (такие, как плотность посадки личинок, численность группы, температура, соленость, наличие корма) также влияют на чувствительность личинок. Однако, большинство авторов не обращает внимания на условия выращивания личинок, используемых для тестирования бакпрепаратов. Но этот вопрос также немаловажен. Для Сх. р^рт'епз и Ае. аедури было показано, что выращенные в условиях повышенной температуры и большой плотности посадки личинки более чувствительны к бактериальным инсектицидам, чем личинки, выращенные при низкой температуре и плотности (Расницын, Войцик, Званцов, 1988).

Аналогичные данные по личинкам малярийных комаров отсутствуют. Для выяснения этого вопроса личинок Ап. засКатхпп, Ап. ргйскегптш, Ап. ЛерНеп«' выращивали при температуре 22 и 33 °С. Плотность посадки при каждой температуре составляла 250-350 и 20-25 лич./дм2. Тестирование проводили по стандартной методике (Войцик, Расницын, 1992). В результате установлено, что увеличение плотности посадки личинок в 12-14 раз не сказывается на чувствительности личинок Ап. яасЬагот и Ап. ри.1скегтгти$, но ведет к снижению ЛК5о личинок Ап. $1ерЬепз1 примерно в 3 раза. Увеличение температуры на 10 °С ведет к увеличению ЛК50 личинок Ап. засЪагот и Ап. ри1скегптиз в 1,5-2 раза, но не влияет на чувствительность личинок Ап. «ерЛепя'.

Полученные данные свидетельствуют о необходимости строгой регламентации условий получения биоматериала для тестирования бакпрепаратов.

7.2. Связь особенностей питания личинок малярийных комаров с их чувствительностью к бактериальным инсектицидам. Мы попытались сопоставить уровень чувствительности личинок малярийных комаров с морфологическими и физиологическими признаками личинок, определяющими • их способность к обскребыванию субстрата (головной индекс и длительность жизни без воздуха). Определение чувствительности проводилось на личинках П стадии с использованием 2 образцов бактокулицида и сфероларвицида. Личинок выращивали при температуре 28 "С и плотности посадки 100-120 лич./дм2. Тестирование проводилось по описанной в разделе 7.1 методике. Была установлена значительная отрицательная корреляция между чувствительностью личинок разных видов малярийных комаров к бактериальным инсектицидам (численно выражающейся величиной ЛК^0) и характеристиками, отражающими их способность к обскребыванию субстрата (длительность жизни без воздуха и величина головного индекса).

Наличие этой корреляции позволяет определить место вида, для которого известны только биологические показатели, в ряду видов, для которых известны и биологические, и токсикологические показатели и сузить зону поиска дозировок.

Заключение.

Подводятся краткие итоги работы, в результате которой были установлены ранее неизвестные особенности биологии личинок малярийных комаров, что способствовало созданию новых лабораторных культур An. pulcherrimus, An. martinius, An. superpictus. Культуры первых двух видов созданы впервые в мире, культура третьего существовала в ИМПиТМ до войны. Даны рекомендации по выращиванию личинок малярийных комаров 6 видов в лаборатории.

ВЫВОДЫ.

1. Границы изменчивости веса куколок самок у малярийных комаров подрода Anopheles находятся в пределах от 2,2-2,8 до 5,6-5,8 мг, у комаров подрода Cellia от 1,2-1,3 до 3,1-3,2 мг. Для немалярийных комаров: Ае. aegypti - 1,2-5,4 мг, Ае. togoi 3, 9-10,8 мг, Сх. pipiens - 2,4-5,0 мг. Наиболее вариабилен вес у Ае. aegypti. Выявлена тесная коррелятивная связь между весом самки и весом самца, что позволило выразить эту связь в виде уравнений регрессии.

2. Среди исследованных видов малярийных комаров наиболее теплоустойчивы An. stephensi и Ал. pulcherrimus (температура наступления теплового оцепенения около 45,5 "С). У других видов (An. sacharovi, An. martinius, An. atroparvus, An. superpictus) тепловое оцепенение наступает при температуре около 43,5 "С. Среди немалярийных комаров наиболее теплоустойчив Ае. aegypti (46,4 °С), наименее - Culex pipiens (41,6 "С).

3. Самки как малярийных (An. sacharovi, An. atroparvus, An. pulcherrimus, An. superpictus, An. stephensi), так и немалярийных (Cx. pipiens, Ае. togoi)

комаров предпочитают откладывать яйца в воду с соленостью не более 0,3%. Оптимум солености для развития личинок всех исследованных видов находится в пределах от 0 до 0,3% Повышение солености до 1% ведет к снижению выплода личинок из яиц. Пределы развития личинок малярийных комаров составляют: Ап. sacharovi - 1,5% соли, Ап. atroparvus и Ara. pulcherrimus - 1%, An. superpictus - 1,2%, Ап. stephensi - 1,8%. При солености 2% выплода личинок из яиц не происходит. У Ае. togai предел развития составляет 6% соли.

4. Личинки исследованных видов малярийных комаров неоднородны по способносги использовать дополнительный способ питания - обскребывание субстрата. Личкнки An. sacharovi, Ап. martiniun, Ап. pulcherrimus питаются в поверхностном 'inoe воды, не теряя контакта стигм с атмосферным воздухом. Для них доступен субстрат, находящийся на глубине не более 3/4 длины тела. Личинки An. atroparvus предпочитают питаться в таком же положении, однако могут питаться в отрыве от поверхности воды, хотя эта их способность выражена очень слаба Личинки Ап. stephensi легко покидают поверхность и активно питаются на дне при глубине до 41 см. Личинки Ап. superpictus занимают по этим свойствам промежуточное положение между An. atroparvus и Ап. stephensi.

5. Использование личинками малярийных комаров дополнительного способа питания - обскребывания субстрата, может обеспечить нормальное развитие при условии, что корм находится на доступной для личинок глубине.

6. В исследованном ряду видов малярийных комаров усиление способности личинок к обскребыванию субстрата сопровождается увеличением головного индекса и усилением устойчивости к кислородному голоданию (r=0,J9±0,08).

7. Угнетающее влияние переуплотнения более значительно проявляется у видов, личинки которых обладают менее лыраженной способностью к обскребыванию субстрата.

и

8. Предложенное нами изменение методики содержания личинок Ап. васЫ'.гот и Ап. 14ерЛетш с учетом особенностей их питания позволяет повысить плотность посадки личинок при сохранении качестпа биоматериала, что дает повышение продуктивности культуры в 3 и 1,5 раза соответственно и удешевляет продукцию.

9. Условия выращивания личинок малярийных комаров влияют на результаты тестирования бактериальных инсектицидов (проводимого в стандартных условиях). Увеличение плотности посадки личинок в 12-14 раз не сказывается на чувствительности личинок Ап. засЪагот и Ап. риХсЪетптиз, ко ведет к снижению ЛК50 личинок Ап. ¡Ьеркепзг примерно в 3 раза. Увеличение температуры на 10 "С ведет к увеличению ЛК50 личинок Ап. засЪагоЫ и Ап. рикпгггггпиз в 1,5-2 раза, но не влияет на чувствительность личинок Ап. ЛерЬетдо.

10. Существует значительная отрицательная корреляция между чувсгвительностью личинок разных видов малярийных комаров к бактериальным инсектицидам (численно выражающейся величиной ЛК50) и характеристиками, отражающими их способность к обскребыванию субстрата (длительность жизни без воздуха и величина головного индекса).

11. Выявленные нами особенности питания и другие характеристики личинок малярийных комаров существенно облегчили создание новых лабораторных культур Ап. ри1сЪегптпиз, Ап. таШтиз, Ап. зиретргсгш, причем культуры первых двух видов - впервые в мире.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Расницын С.П., Яскжевич В.В. О способности личинок комаров (Díptera, Culicidae) переносить голодание // Энтомол. обозр. -1988.- Т.67.-№ 4.-С.708-715.

2. Ясюкевич В.В., Расницын С.П. Роль обскребывания субстрата в питании личинок маляр/тйкых комаров // Мед паразитол. и паразитарн. болезни.-1989.-№ 1.-С.19- 22.

3. Расницын С.П., Ясюкевич В.В, Способ выращивания личинок малярийных комаров. Авт. свид. СССР № 1488983 // Бюлл. Открытия.-1990.-№ 48.

4. Расницын CIL, Званцов А.Б., Войцик A.A., Ясюкевич В.В. Создание лабораторной колонии комаров Anopheles pulcherrimus // Мед. паразигол. и паразитарн болззни.-1989.-№ 3.-С.88.

5. Расницын CIL, Ясюкевич В.В. Связ:> способов питания личинок малярийных комаров с их строением и поведением // Зоол. ж,-1989.- Т. 68 - № 7,- С.155-158.

в. Расницын С.П., Ясюкевич В.В., Званцов А.Б., Артемьев ММ. Воссоздание лабораторной колонии Anopheles superpictus // Мед. паразигол. и паразитарн. болезни,-1890.-№ 1.-С.7-Э.

7. Ясюкевич В.В., Расницын С.П. Возможность усовершенствования культуры Aedes togoi и некоторые данные об экологии этого вида // Паразитология.-1991.-Т. 25.-№ 5.-С.396-403.

8. Рисниць.н СЛ., Войцик A.A., Ясюкевич В.В. Сравнение нескольких видов малярий!з>1х комаров по реакции на бактериальные инсектициды // Мед паразитол. и паразитарн болезни,-1991,- Ns 4.-С.6-9.

9. Расницын CIL, Ясюкевич В.В., Званцов A3., Сорокин H.H., Степнов А.П. Создание лабораторной культуры Anopheles martinius Schingarev, 1926 // Мед паразитол. и паразитарн. болезни-1992. -Hi 1.-С.17-18.

10. Ясюкевич В.В. Особен» хгги питания личинок комаров рода Anopheles // Мед. паразитол. и паразитарн. болезни.-1992.-№ 3-020-23.

11 Расницын С.П., Ясюкевич В.В., Войцик А-А. Связь между способом питания личинок малярийных комаров и их устойчивостью к бактериальным инсектицидам // Мед. паразитол. и паразитарн. болезяи.-19Э2.-№ 3.-С.28-30.

12. Ясюкевич В В., Расницг»га С.П. Опыт выращивания личинок Anopheles stephensi Liston. // Мед. паразитол. и паразитарн. бслезни-1992.-№ 5-6.-С 46-48.