Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-физиологические параметры популяций комнатных мух как индикатор различных уровней техногенного загрязнения

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-физиологические параметры популяций комнатных мух как индикатор различных уровней техногенного загрязнения"

А-заах*/

На правах рукописи ВАВИЛОВА Вера Васильевна

ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОПУЛЯЦИЙ КОМНАТНЫХ МУХ КАК ИНДИКАТОР РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЕЙ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность 03.00.16 — Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

> \ ч\

■ V

МОСКВА 1999

Диссертационная раб >та выполнена в Московской сель скохозяйственпой академии им К Л Тимирязева и в На\чно-исследовательском институте деш [фектологии

Научный руковол 1тель — доктор сельскохозяйственных паук, профессор В. А. Черников

Научный консультант — доктор биологических на\к про фесеор С. А. Рославцева.

Официальные оппоненты доктор биологических на\к, про феесор Ю. А. Захваткин; кандидат биологических паук Р. О. Бутовский.

Ведущая организация — ВНИИ ветеринарной сап 1тарип н экологии

в Московской сельскохозяйственной академии им К А Ти мирязева по адресу {21^ 0, Москва, у л Тимирязевская, д 49 С д 1ссертацией можно ошакомиться в библиотеке акаде ми и

в

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертацонного совета

Л. В. Мосина.

Актуальность темы. Антропогенное воздействие на окружающую среду носит многогранный характер. В ухудшении состояния окружающей среды химическое воздействие на нее занимает первое место. Проблема зашиты природной среды от антропогенных воздействий перешагнула за рамки национальных интересов отдельных государств и превратилась в одну из важнейших глобальных проблем, затрагивающих интересы всего человечества. Вместе с тем стало очевидным, что без объективной информации о состоянии окружающей среды и тенденциях ее изменения практическая реализация мер защиты невозможна. Поэтому ряд международных организаций выступили с инициативой создания Глобальной системы мониторинга окружающей среды (Ковда, Керженцев, 1983). В связи с указанным, особое значение приобретает локальный мониторинг, на основании которого получают необходимые данные о состоянии региона. ' ■ , * .

. Биоиндикаторами качества окружающей среды могут являться различные живые организмы. Известно, что насекомые являются наиболее многочисленной группой животных: более 1 млн. - видов насекомых обитает на земном шаре. В связи с этим, насекомые могут являться объектом, быстро реагирующим на изменение окружающей среды и использоваться как интегральный показатель ее качества. .

Комнатные мухи Musca domestica L., являясь синантропными насекомыми, биологически связаны с человеком и систематически подвергаются воздействию инсектицидов для ограничения их численности. В урбанизированных ценозах с развитой промышленностью комнатные мухи находятся еще и под прессом промышленных поллютантов. При этом в популяциях этих насекомых происходят качественные и количественные изменения, которые могут служить признаком загрязнения окружающей среды. Широкое распространение и короткий цикл размножения позволяют использовать комнатных мух в качестве биоиндикатора различных уровней техногенного загрязнения.

Цель работы. Основной целью нашей научно-исследовательской работы стало изучение изменений на организменном и популяционном уровнях у природных популяций комнатных мух под воздействием инсектицидного пресса и промышленного загрязнения.

Задачи исследований. В задачи исследований входило:

1. Определить уровни чувствительности популяций комнатных мух из различных районов России и других стран с разным уровнем техногенного загрязнения к наиболее широко применяемым инсектицидам.

2. Изучить биологические параметры (жизнеспособность различных стадий развития, плодовитость, продолжительность жизни и др.) природных популяций комнатных . мух по сравнению с аналогичными показателями стандартной чувствительной.

3. Изучить активность ферментных систем, ответственных за детокси-кацию ксенобиотиков (монооксигеназы, эстеразы, фосфатазы), природных популяций комнатных мух.

I Выбрать биологические и биохимические ноказатечи состояния комнатных чух, которые можно было бы использовать как интегральный гест качества окружающей среды

Научная повита Впервые опредетен уровень чувствительности к фосфорорганическим инсектицидам, пирефоидам и к новому классу инсектицидов биологического происхождения авермектинам популяций комнатных мух из Египта, а также их биологические параметры Впервые была определен уровень чувствительности популяции комнатных мух из Северо-запада России (Псковская область) и их биологические параметры Впервые была выявлена высокая резистентность к пиретроидам попутяшш комнатных мух из I Москвы Впервые было проведено исследование активности кистой фоефатазы у популяций комнатных мух из районов с различным уровнем техногенного и инсектицидного мгрязнения и сделан вывод о том, что тгот показатеть может служить тестом реакции насекомых на загрязнение тяже-тыми металлами

Основные положения, выносимые па защиту. Обобщение и анализ данных об резистентности природных популяций комнатных мух к фосфо-рорганическим инсектицидам, пиретроидам ДДТ и авермектинам

Оценка биологических параметров популяций комнатных мух из мест с разной степенью химического тгрязнения

Оценка участия некоторых ферментных систем (четеразы, монооксиге-назы) в механизме резистентности комнатных мух к инсектицидам

Предложение о возможности использования биологических параметров и состояния четераз, монооксигеназ и кислой фоефатазы как биологических индикаторов качества окружающей среды

Практическое значенне. Рекомендуется использовать для оценки качества окружающей среды в населенных пунктах как сельского, так и городского типов и на фермах такие биологические параметры комнатных мух, как жизнеспособность яиц и куколок, плодовитость самок и величины периодов копуляции полов

Выявление загрязнения окружающей среды рекомендуется проводить биохимическими методами во-первых, путем определения активности эсте-раз (при загрязнении инсектицидами), во-вторых, по изменению активности кислои фоефатазы (при техногенном загрязнении, в частности, тяжелыми металлами)

Дополнительным показателем состояния природных популяций может быть опредетение у насекомых уровня окислительных ферментов (монооксигеназ), который просто определяется токсикологическим методом с помощью известного синергиста инсектицидов пиперонилбутоксида

Чпробацня работы Результаты исследования докладывались на заседаниях кафедры Окочогии и безопасности жизнедеятельности" МСХА, на Всероссийском симпозиуме Место и роль двукрылых насекомых в чкоси-стечах (Санкт-Петербург, Iчч7) на 41 съезде РТО "Проблемы энтомопогии в России (Санкт Петербург, 1ЧЧ7) на XI Международном конгрессе по химии пестицидов (Лондон 1ЧЧ8) на совещании Поиск и использование био-

логически активных веществ в защите растений: состояние и перспективы" (Санкт-Петербург, 1998).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, обсуждения результатов, выводов, практических предложений, списка литературы. Работа включает 17 таблиц и 11 рисунков. Диссертация изложена на ".Глистах машинописного текста. Список цитируемой литературы со-держит/£®наименования.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы проанализированы отечественные и зарубежные данные, касающиеся действия промышленных поллютантов (соединения серы, фторидов, окислов углерода, тяжелых металлов) на насекомых, показана способность насекомых накапливать в организме тяжелые металлы, а также рассмотрена возможность использования насекомых в качестве индикаторов промышленного загрязнения. Обобщены данные о состоянии резистентности природных популяций комнатных мух к инсектицидам и о влиянии инсектицидного пресса на насекомых. Проанализированы данные о действии инсектицидов на жизнеспособность насекомых.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ, МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили на комнатных мухах Musca domestica L. расы Соорег-контроль (международная стандартная чувствительная) и 7-ми природных популяций из различных регионов России и дальнего зарубежья: популяция "Шедван" (Египет), популяции "ЯЛ" и "Ковалевка" (Псковская обл.), популяции "ТЭЦ-26", "Рассвет", "Тверская" и "Крылатское" (г.Москва).

Популяция "Шедван" из курортного города Хургада, в котором промышленные предприятия отсутствуют. Комнатные мухи из Псковской области: популяция "ЯЛ" отловлена вблизи гальванического цеха, популяция "Ковалевка"- из одноименной деревни, расположенной в 8-ми км от гальванического цеха в ветровой тени. В Москве пробы были отобраны: на Тверской улице (Центральный административный округ), сильно загрязненной выбросами автотранспорта - популяция "Тверская", на территории ТЭЦ-26 (Южный административный округ) - популяция "ТЭЦ-26" и в зоне выбросов ТЭЦ, находящейся в 500 м от нее - популяция "Рассвет", в районе Крылатское, где отсутствуют промышленные предприятия - популяция "Крылатское".

Имаго комнатных мух отлавливали, в основном, на пищевых объектах энтомологическим сачком не менее 100 особей на каждом.

•Для адаптации к лабораторным условиям и получения необходимой численности (не менее 1000 особей), комнатных мух культивировали по методу, разработанному во Всесоюзном научно-исследовательском институте химических средств защиты растений (Рославцева, 1978).

Уровни чувствительности имаго комнатных мух к инсектицидам устанавливали токсикологическим методом - топикальное нанесение ацетоновых

растворов инсектицидов разных концентрации на среднеспинки 3-4-дневных имат (Росзавцева, 1974) Для ггои цели готовили серии таких концентраций инсектицидов которые вызывали гибеть насекомых в интервале 20-80%

При оценке жизнеспособности популяции комнатных мух нами были исследованы следующие биологические показатели жизнеспособность яиц, личинок, куколок, плодовитость самок сроки копуляции и осеменения самцами самок и соотношение полой в популяции При этом в инсектарии создавали оптимальные стандартные условия для развития комнатных мух

Жизнеспособность яиц и куколок устанавливали путем подсчета живых особен, перешедших в следующую стадию развития

Плодовитость мух опредетяли путем вскрытия самок, готовых к откладке яиц Проводили подсчет овариол в обоих яичниках под бинокуляром

Для определения сроков копуляции полов у самок вычленяли семяприемники и под микроскопом выявляли у них наличие спермы Самка считалась оплодотворенной, если сперму удавалось обнаружить хотя бы в одном семяприемнике Наличие спермы определяли ежедневно, в течение периода копуляции полов (до 16 дней)

Соотношение полов «преде пял и на 3-4-дневных мухах, которых анестезировали серным эфиром Опредетяли количество самцов и самок на каждую выборку в 1000 мух Выборку делали не менее трех раз

Изучения общей эстеразной активности и чувствительности эстераз к ингибиторам проводили спектрофотометрическим методом по Ван-Асперену (Аэрегеп 1962) Активность кистой фосфатазы вели спектрофотомстрическим методом* (Коничев и др, 1482), белок определяли по методу Лоури (Филиппович и др , 1982)

Математическая обработка полученных данных. Инсектицидность препаратов а также их смесей с синергистами характеризовали среднесмер-тельной дозой (СДад, мкг/г) или концентрацией (СК<1,%), вызывающей гибель 50°о экспериментальных насекомых (Попов, 1965)

Уровень резистентности характер» ювали показателем резистентности (ПР), который рассчитывали как отношение СКЧ> или СД*, природной попу-чяции к этим же показателям лабораторной расы (Методические указания, 1990)

При определении вклада монооксигеназ в механизм резистентности комнатных мух к пиретроидам (циперметрину) рассчитывали коэффициент синергистического или совместного действия (КСД) (Попов, 1965)

В связи с тем, что синергист пиперонилбуто^сид не является инсектицидом нами исполыовша формула расчета коэффициента синергистического действия для разнотоксичных соединений КСД = СДад А (эксперимен-гальная)/СД*, (А-1-В) экспериментальная, где СДч А - смертельная доза токсичного компонента инсектж.ида С Дм (А+В) - смертельная доза смеси токсичного компонента (А) в присутствии нетоксичного компонента (синергиста -Б)

ИЗУЧЕНИЕ УРОВНЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ К ИНСЕКТИЦИДАМ КОМНАТНЫХ МУХ Была определена чувствительность популяции "Шедван" к представителям трех групп инсектицидов: хлорорганические - ДДТ, фосфорорганиче-ские - малатион, хлорофос и ДДВФ и пиретроиды - неопинамин (тетрамет-рин), перметрин, сумитрин (<1-фенотрин), циперметрин, фенвалерат и авер-мектину (аверсектин С).

Популяция "Шедван" оказалась слабо толерантной ко всем изученным инсектицидам кроме аверсектина С. Максимальный уровень резистентности найден к (1-фенотрину (Г1Р=3,9), к остальным препаратам ПР колебался в пределах 1,6-2,9х (табл. 1).

Таблица 1

Уровни чувствительности к инсектицидам популяции "Шедван" (Египет)

Инсектицид СД50 и доверительные пределы, мкг/г

раса Соорег Популяция "Шедван" 11Р

ДДТ 31,70±2,30 | 50,50±2,60 1,6.

Перметрин 0,82+0,12 1,40+0,10 1,7

<1-Фенот рин 0,89+0,17 3,50+1,10 3,9

Тетраметрин 8,20+0,30 15,30±1,30 1:,9

Циперметрин 0,25+0,01 0,51+0,01 2,0.

Фенвалерат 2,00+0,10 5,95+0,05 2,9

ДДВФ 8,20+0,40 13,90+2,30 1,7

Аверсектин С 0,40 <0,40 <1,0

достоверно при Р>0,05

В результате проведенных исследований природные популяции. "ЯЛ" и "Ковалевка" из Псковской области были практически чувствительны или слабо толерантны к исследованным пиретроидам и фосфорорганическим инсектицидам (табл.2).

Таблица 2

Уровень чувствительности природных популяций из Псковской области к

пиретроидам и ФОИ в сравнении с лабораторной расой Соорег

Инсектицид СД50, мкг/г и доверэтельные пределы

Раса Соорег Популяция "ЯЛ" ПР Популяция "Ковалевка" ПР

Перметрин 0,27±0,02 0,10±0,01 0,4 0,42±0,04 1,6

Тетраметрин 11,57±1,00 4,90±0,70 0,4 2,63±0,17 0,2

Циперметрин 0,20±0,01 - - 0,19±0,01 0,9

ДДВФ 4,70±0,50 5,30±0,50 1,1 5,70±0,21 1,2

Достоверно при Р>0,05

Chcvn-rbhe роисгентности к исс ¡евдванным препаратам лих популяции коми иных ч\х можно объяснить отсутствием систематических химических обработок в гочклх опова

Как оказалось (1 16л V) M\xii в различных районах Москвы сохраняли высокий уровень резистентности к ДДТ (бочее 30) который не представи-ЮС1. В01М0ЖНЫМ roiHo онредетить что свидетельствует о икрепленности решстыпности к ДДТ в пока тениях

Все популяции были uiatio голерангны или чувствительны к ДДВФ, однако к шьфакрону были чувствнтеаьны или слаботоаерантны (попуаяции Тверская и Крылатское ) или резистентны с ПР 17 и 22 (популяции ПЦ-26 и Рассвет )

К пирстроидам показатеаи резистентности v обследованных популяции колебались в широких пределах Популяция Крылатское была чувствительна к гетраметрину толерантна к фенвалерату и резистентна к d-фенотриму, перметрину и циперметрниу (ПР 27,7 47 2 и 10 5х, соответственно) Попутяция Тверская была топерантна к фенвалерату (4 6х) и приблизительно в равной степени ретстентна к гетраметрину, d-феногрину.

Таблица 3

Уровень чувствительности природных популяций из г Москвы

к инсектицидам ____

Инсектнци- Попуаяции

СДч мкг<г и доверительные пределы

I ды

! Показатсчь

I

I резистент-! ности (ПР)

' Cooper

Крылатское

Тверская Т~)Ц-2б

Рассвет

ДДТ 264 8+10 8 , 5000 4000 ^4000 -мюп

ПР - 30 "to -30 о

ДДВФ 8 |±Я 2 Гч 6 Гзз не 6 11,1*3,3 11 7±4 1

ПР - 0 J J 4 1 4

Лнмеп**}х1с 46 0*4 4 Г1 П 4*21 0 *~47 я+16 7 624*22,0 792±23.0

ПР - 1 6 174 22 0

Гетрнмегрин 23 '*б 2 1 21 6*4 5 [4842 0 170*4 0 1334+16 0

ПР - U> 22 2 L?3 __ 144

' ii Феногрии З.Н0 2 I Ч1.4+И 7 \ ^4 0*4 Ч 21,4+5 3 184*0

ПР - ■ 27 7 [.25 5 L6 6 57 3

1 Пермегрин 1 0*0 1 2Н1 2 MS 4*3 5 33 1±Ч,5 133*100

ПР - ¡_4" 2 18 4 33 1 133 0

1 Пипермегрин I 0 8i0 1 "и 4*1 ^ 40 2*2,4 "l 1 2*3 7 32 6*12 6

ПР 1 - 1(1 5 12 3 J ' 2 34 3

Фенвадсраг 2 0*10 о Г43 3*16 6 ^»8 0*17 2 32 6*12,4*

J1P J4 4 6 2 100 t— --

АкфсопшС 1 1*0 1 о 1 | 0 4*0 1 S 1)4+0 1 1 5±0 1

IIP - 0 6 0 7 07 1 1

перметрину (Г1Р=22; 25 и 18 х, соответственно) и несколько менее резистентна к цнперметрину (12 х). Популяция "ТЭЦ-26" была толерантна к фен-валерату, тетраметрину и d-фенотрину (ПР = 5,2;7,3 и 6,6, соответственно) и резистентна к цнперметрину и перметрину. Популяция "Рассвет" была резистентна в разной степени к изученным пиретроидам, но максимально к перметрину (133 х).

К инсектициду новой группы - продукту жизнедеятельности почвенных актиномнцетов - аверсектину С все популяции были высоко чувствительны.

ИЗУЧЕНИЕ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИИ КОМНАТНЫХ МУХ

В литературе имелись многочисленные данные о том, что природные резистентные популяции комнатных имеют пониженную жизнеспособность (Линева, 1970; FerTari, Georgiou, 1981; Roush, Plapp, 1982; Золотова, 1985 и др.). Вместе с тем известно, что промышленные поллюганты влияют на жизненные функции насекомых. При этом в зависимости от степени воздействия и состава они оказывают как угнетающее, так и стимулирующее воздействие (Fuhner, 1985; Heliovaara, Vaizanen, 1984; Хотько, 1990).

В наших исследованиях жизнеспособности яиц по отрождению из них личинок установлено (табл.4), что имелась тенденция к снижению жизнеспособности яиц у популяций "Шедван" и "ЯЛ" в сравнении с жизнеспособностью чувствительной лабораторной расы Cooper, однако эти различия статистически недостоверны при Р=0,05.

У популяций "Ковалевка", "Тверская", "ТЭЦ-26" и "Рассвет" этот

Таблица 4

Жизнеспособность яиц и куколок природных популяций комнатных мух_

Популяции Расы Отродилось личинок, %, X±Sx Вылетело имаго, %,X±S„

"Шедван" 57,0±7,0 65,0±2,0

Cooper 68,0±6,8 65,0±1,5

"ЯЛ" 85,2±3,8 . 40,0±3,0

"Ковалевка" 72,2±7,2 50,0+2,5

Cooper 89,2±5,9 50,0±2,5

"Тверская" ,46,5±3,3 44,5±4,0

Cooper 63,9±3,0 59,5±7,0

"Крылатское" 92,2±2,2 , 53,5±9,0

Cooper 89,7±7,2 59,5±7,0

"ТЭЦ-26" 59,1 ±3,2 48,5±9,5

"Рассвет" 83,9±1,9 54,5±9,0

Cooper 96,6±1,5 59,5±7,0

показатель достоверно снижен по сравнению со стандартной чувствительной расой Cooper,

При изучении жизнеспособности куколок было найдено что у популяций Тверская и ЯЛ она тостоверно ниже чем v расы Cooper (табп 4)

Гаким образом жизнеспособность кукопок может служить одним из показатели нарушения био югических параметров популяций комнатных мух в iaips ¡ценных полтютантами районов

При щучении оплодогворенности и сроков копутяции полов выяснитесь что промышленные поллютанты явно оказывают воздействие на пи иоказате ш что опосреюванно свидетельствует о нарушениях в организме насекомых природных попутяций вызываемых действием различных шряз-нителей окружающей среды

По плодовитости самки популяции Шедван прев га шли самок расы Cooper lia 16% На 20° о была выше плодовитость самок мух из Псковской области чем таковая расы Cooper Вместе с тем различий в показателях плодовитости между чтим и двумя природными популяциями не выявлено

Популяции из I Москвы ('Тверская , 'ТЭ1Д-26 , Рассвет и Крылатское ) не отличались от чувствительной расы по плодовитости

Значительных различии в соотношении полов > исследованных попутяций комнатных мух не установлено

ИЗУЧЕНИЕ АК ТИВНОСТИ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ИНГИБИТОРАМ НЕКОТОРЫХ ФЕРМЕНТНЫХ СИСТЕМ КОМНАТНЫХ МУХ 'Изучение обшей »стеразной активности по Ван-Дсперену и чувствительности îcrepa i к ингибиторам

Методом Ван-Асперена (Аьрегеп, 1462) проведено сравнительное исследование обшей активности тстераз а также определена их чувствительность к параоксону и ДДВФ в гомогенатах брюшного и гочовного отделов комнатных мух

Природная попутяция Ковалевка' из Псковской области практически не отличалась по активности )стераз головного и брюшного отделов от этих тстераз чувствительной стандартной лабораторной расы Cooper, а у популяции ЯЛ уровень активности эстераз понижен, что может свидетельствовать о специфическом ответе >той популяции на техногенное загрязнение (табл 5) )стеразы гомогенатов тловного отдела расы Cooper и популяций ' ЯЛ" и Ковалевка ' обладали одинаковой чувствительностью к ингибитору тстераз параоксону, однако выявлена большая чувствительность "»стераз у природных попутяций к ДДВФ по сравнению с чувствительной расой "Эстеразы в то ювноч отдете попутяций Ковалевка были более чувствительны к ДДВФ в сравнении с расой Cooper (прзктически на порядок) и более чем в 2 раза в сравнении с популяцией ЯЛ Потученные данные могут свидетельствовать о более высокой мтоичивосги »стераз v мух из места , наиболее тгрязненно-го rexiiot енными поллюгантачи

В брюшном orneie отмечена устойчивость )стераз как к параоксону, так и к ДДВФ ">та устойчивость наиботее выражена v попутяцин Ковалевка 1ак концентрации фосфорорганичсских соединений, вызывающих н^с инициирование общей члера ihuh активности были для ДДВФ v ртсы per 7 0ч |0 "о у поп\ |яиии ЯЛ - 1 s \ 10"' °о у попутяций Ковыев-

ка - ч 10 s °о для параоксона - v расы Cooper б (I \ |<1 "п v поп\ |яиим ЯЛ 3 S х Ю' °о и популяции Ковалевка - 1 Л х H) ° i

По-видимому >то может быть связано с тем что run нш шгы |.шьщ нического цеха бочее интенсивно подавляют хо нш члерлы коюрыс н годятся , в основном, в головном отде ie по ср ibhciiiiki с неспепифическнмн четеразами Последними особенно богат брюшной отте i коми иных \iv\ (Asperen van 1962)

У популяции Тверская Крылатское Г'Щ-26 и Рассвет обштя эстеразная активность опреде 1енная метотом В'ш Асперен i в шюпном отлете ниже, чем в брюшном отдезе ( габл 5)

г.1г1л1111.1 ч

Общая эстеразная активность в го\«ненатах щ гозовного и брюшною отдетов природных популяции коми иных ч\ч

Попутяция __Го ювнои огдет _ Ьркншши оглел j

Активность Ак1ивнос1ь

' чМ/чин мг о а 1 чМ/чин mi о о

1 белка L бе ma

Cooper Ч) 036+0 005 100 _J> 012 H) 002 100

«ЯЛ» I0 031±0 00S L х5 0 010+0 001 so

«Ковалевка» Ч) 033+0 004 Ч)011 H) 002 оо

«Тверская» 1 0 044+0 007 j 12Î | 0 023-0 (НИ г 141

«ТЭЦ-26» ' 0 042+0 006 116 J) ОИ+0 002 г 12S

«Рассвет» |0 062±0 009 Г 171 [о 017±0 002 1 is

Повышенная активность четераз в головном отдезе приро шых попу ляций "Рассвет и ТЭЦ-26" коррелировала с высоким уровнем решетентно-сти к фосфорорганическому инсектициду азаметиофосу и пирезроидам

Повышенная активность зетераз гомогенатов брюшного отле ia комнатных мух отмечена нами у попузяций Тверская , Г Щ-26 и Рас свет'.что коррелирует с их высокой резистентностью к пиретроидам

Нами была изучена чувствительность зстеразного комплекса к парюк-сону в гомогенате головного и брюшного отделов комнатных mvx природных популяций Тверская и ТЭЦ-26' Определяли, конценфацию п фаоксона вызывающую 50%-ное ингибирование обшей кгтеразнои неги внос ти

Как видно из табл 6 эстеразы попузяции Тверская и Г Щ-26 из головного отдела отличаются по своей чувствительности к параоксону в Гчпь шей степени, чем эстеразы брюшного отлета По-видимому >то также связано с тем, что в головах комнатных мух находятся, в основном хо жшсгера-зы, а в брюшном отделе - неспецифичеекие »стеразы

Эстеразы головного отдела популяции Тверская бо Усюичивы к действию параоксона чем »стеразы чувсгвнтетыюи попузяции почти в 4 раза Вместе с тем, кггеразы v популяции Т">1 ( 2Ь бо ice чувешите 1ьны к параоксону, чем эстеразы тотовного отде ia расы Cooper Эстеразы брюшного огдеп iionv 1яции Тверская и ТЭЦ 2ft ччвегвнтель нее

)

Таблица 6

Чувсгвитслыюсть жггераз природных популяций к параоксону

Популяция Головной отдел Брюшной отдел

Is,,. М ИУЭ 1*.,М ИУЭ

Cooper 1,6 X 10* 1,0 1,6 х 10* 1,0

«Тверская» 6,2 х 1(1 * 3,9 3,2 х 10' 0,2

«П>11-26» 1,3x10" 0,8 4,8 х 10 ' 0,3

к параоксону. чем клеразы брюшного отдела чувствительной популяции Cooper: у популяции " Тверская" почти в 5 раз, а у популяции ТЭЦ-26 в 3 раза (габд 6) Полученные данные свидетельствуют о том, что у популяции "Тверская", толерантной к фосфо[н)рганическим инсектицидам, изменение чувствительное in связано с устойчивой формой холинэстеразы, которая сосредоточена в головах комнатных мух.

Устойчивость популяции "ТЭЦ-26" к азаметиофосу и высокая резистентность к пирефоидам. по-видимому, связана не с изменением чувствительности эстераз к (|ккфорорганическим ингибиторам, а изменением их активности, как показано выше. В результате повышенной активности эстераз усиливается деградация пестицидов, в результате чего развивается резистентность к фосфорор!эпическим соединениям и пиретроидам.

Пониженная в сравнении с чувствительной расой активность эстераз в головном отделе комнатных мух популяций "Крылатское" и "Рассвет", может быть связана с появлением мутантных форм холинэстераз, на что указывали Ван-Асперен и Оппеноорт (Asperen, Oppenoorth, 1959). Вместе с тем активность неспецифических эстераз в брюшном отделе этих популяций более высокая, чем у чувствительной расы. Можно предположить, что при изменении уровня холинэстераз в сторону снижения активируется активность неспецифических »стераз брюшного отдела.

Изучение вклада мнкросомальных монооксигеназ в механизме ре-

шстентности комнатных мух к цнперметрину Проведено две серии экспериментов. В первом эксперименте была изучена ннсектицидность циперметрина в смеси с пиперонилбутоксидом в соотношениях 1:5; 1:10 и 1:20 для природной популяции мух "Крылатское" и чувствительной расы Cooper. Оба компонента наносили одновременно, то есть наносили смеси в разных концентрациях. Были определены показатели резистентности мух к цнперметрину и рассчитан коэффициент синергистиче-ского действия для смесей.

Как видно из табл.7, в данном эксперименте популяция "Крылатское" была слаборезистентна к цнперметрину. Однако при добавлении к цнперметрину пиперонилбутоксида величина СД50 для циперметрина значительно снижалась в 10 и более раз. Пиперонилбугоксид практически полностью снимал резистентность и даже при соотношении 1:20 увеличивал чувствительность популяции к цнперметрину (отрицательная корреляция). При этом коэффициент синергистического действия увеличивался при увеличении в

I аб nina 7

Инсектнннлность для комнатных wv\ ниисрмефии i в смеси с пипсро-шпбутоксндом при разных соопиннсниях

Смесь и ее | L,ilv «кг i но цинермс-фнну

Компонент« раса йюрт . Н.тч |я.шя

I Кры i некие

14 ^112

^00 ЧМ1

—

I 7

_ h 7

- 1 1 1

Г XX

► О I S

Мок míe 1ь Peine ich тост

_Цнперметрин_

_ППК _

_Смесь 1 5_

_ КСД Смесь 1 10_

КСД Смесь I 20 К'СД

I о

смеси пиперонилбуюксила При цхчнншчмш комшшешов I 'II пот пик 1-затель достиг 38 '>гн лзнные свидетельствуют в по|ь<\ уччетня системы микросомальньх моноокстсна! в мехашнме рсшстснгнксгн Для подтверждения выскатнного положения им 1а ироветенз втр1я серия экспериментов, в которой нанесения инсекгшш юв и енлергнета бы ю разобщено во времени Чувствительных и резис1снтных мух вначале обршо-гали 0,1% ацетоновым раствором синергиста (IИ И>) а ыгем чере1 '0 мннут-циперметрином

Г .16.11111» Я

Инсектицидность ииперметрнна при ра «повременном нанссснни синергиста н инсектицн и _

'|1Р

Инсектцид Концентрация,0® по циперметрину Гибеть "о Соорег Кры 1 1 г скос

Ципермет- 0 0002^ 30

рин 0 000so <0

0,00100 4(1

0.00250 - 2»

оолмю -

0,00100 - SS

СК<,,0 (iOUV> о CKs, l) 007 J"»

ППБ 0,1% 0 0005 100 _

затем через 0 0010 100 7~*

30 мин ци- 0 0025 - XS

перметрин 0 0050 - •XI

С Ks OlMUUf>%

КСД 16 0

14 X

* L

Методом экстраполяции по кривой "доза-гибель" нашли среднесмертельные дозы циперметрина для чувствительных и резистентных мух, которые представлены в табл.8.

Показатель резистентности природной популяции "Крылатское" в этом случае составлял приблизительно 15.

Предварительная обработка 0,1% пиперонилбутоксидом значительно (в 16 раз) повысила инсектицидность циперметрина для мух природной популяции "Крылатское", а также и для мух чувствительной расы, вызвав 100%-ную гибель вместо 50% при концентрации 0,0005%. При этом среднесмер-тельная концентрация циперметрина для популяции "Крылатское" оказалась подобной таковой чувствительной расы Cooper.

Полученные данные еще раз подтвердили вклад монооксигеназ в механизм резистентности комнатных мух популяции "Крылатское" к ципермет-рину.

Изучение активности кислой фосфатазы у комнатных мух природных популяций

Активность кислой фосфатазы в гомогенатах из головного отдела природных популяции "ЯЛ" и "Ковалевка" Псковской области была значительно выше, чем активность у чувствительной лабораторной расы Cooper.

Вместе с тем активность кислой фосфатазы в гомогенате из брюшного отдела имаго мух популяции "ЯЛ" практически не отличалась от таковой расы Cooper, однако у популяции "Ковалевка" наблюдалась более высокая активность этого фермента: Cooper - 100%, "Ковалевка" - 140% (табл.9).

В гомогенатах головного отдела мух активность кислой фосфатазы у Московских популяций, кроме популяции "ТЭЦ-26", была также выше. Так, у популяций "Тверская", "Рассвет" и "Крылатское" активность этого фермента была выше, чем у расы Cooper. Такую же зависимость наблюдали в отношении кислой фосфатазы из гомогенатов брюшного отдела. Подобные различия в активности фермента у популяции "ТЭЦ-26" с другими можно объяснить различием в составе техногенных выбросов в местах отбора проб.

Таблица 9

Активность кислой фосфатазы в головном и брюшном отделах

комнатных мух природных популяций

Популяции Головной отдел Брюшной отдел

Активность Активность

мМ/мин мг белка % мМ/мин мг белка %

Раса Cooper 0,017±0,002 ' 100 0,023±0,003 100

"ЯЛ" 0,027±0,004 160 0,025±0,003 107

"Ковалевка" 0,030±0,004 175 0,032±0,005 140

"Тверская" 0,020±0,003 122 0,027±0,004 116

"ТЭЦ-26" 0,012±0,002 70 0,020±0,003 85

"Рассвет" 0,021 ±0,003 124 0,032±0,005 137

"Крылатское" 0,020±0,005 124 0,028±0,004 121

—

Полученные данные подтверждают мнение нее ¡сдои иски о юм, что активность кислой фосфатазы меняется v насекомых ооитаюпшх в местах, загрязненных промышленными полтютантгми в том чис ie со шржащими тяжелые металлы

выводы

1 Проведенный мониторинг уровня чувствительности приро шых популяции комнатных мух показал что

- природная попутяция комнатных мух из i Xvpr.i.ia (Египет) была го-лерантна к ДДТ (ПР- 1,6) чуветвигетьна и толеранпч к фоефорорганнче-ским и пиретроидным инсектицидам U IP- 1 J-i ч>

- природные попузяции ш Псковской обмети об 1адали го терантно-стью к фосфорорганическому инсектициду ДДВФ (ПР 7) и чувствительностью к пиретроидам (ПР- 0 2-1 6)

- популяции из различных районов г Москвы резистентны к ДДТ (ПР >30), чувствительны, тотерантны или резистентны к фосфорорганичсскнм инсектицидам (ПР1,3-22,0) в IW7-48 гг впервые была выявлена высокая резистентность к пиретроидам (ПР-17,4-133 0)

2 У популяции из Египта Шедван состояние нокдаун-эффект а пот действием тетраметрина и d-аллетрина наступало неекотько быстрее чем у чувствительной расы Cooper, что может свидетельствовать об отсутствии устойчивости нервной системы к пиретроидам

3 При исследовании биологических параметров природных попу 1яиии комнатных мух найдено, что в районах, подверженных техногенным ыгря)-нениям и выбросам автотранспорта, снижается жизнеспособность яиц и куколок, увеличивается периоды копуляции полов и степень оплодотворения самок, а также изменяется уровень кислой фосфатазы

4 Повышенная плодовитость самок у популяции комнатных мух из Псковской области компенсирует пониженную жизнеспособность яиц и других стадий онтогенеза и способствует выживанию и развитию попутяции

5 У природных популяций комнатных мух, подверженных 1ехноген-ному и инсектицидному прессу, самцы начинают копулировать «начитетыю позже, чем самцы чувствительной попутяции. при ттом период копу 1чции более длительный, о чем свидетельствует динамика оплодотворения самок

6 Популяции комнатных мух из г Москвы резистентные к фоефорор-ганическим и пиретроидным инсектицидам, а следоватетьно подверженных инсектицидному прессу, характеризуются изменением уровня общей ">сте-разной активности

7 У попутяции Крылатское" выявлена высокая резистентность к пиретроидам (d-фенотрину, циперметрину, перметрину, фенвалерату) с помощью широко известного синергиста пиперонилбутоксида установлен вклад монооксигеназ в механизм резистентности

8 У исстедованных природных популяций комнатных мух в сравнении

с чувствительной расой Cooper найдены изменения активности кистои фос-

—

фатазы, что может служить показателем реакции насекомых на загрязнение тяжелыми металлами.

9. Комнатная муха Musca domestica L. является удобным объектом в биоиндикации из-за повсеместного распространения и короткого цикла размножения.

10. Биологические и биохимические параметры популяций комнатных мух могут быть использованы как интегральный показатель качества воздушной среды сельской местности, особенно на животноводческих фермах, а также в городах.

Рекомендуется использовать для оценки качества окружающей среды в населенных пунктах как сельского, так и городского типов и на фермах такие биологические параметры комнатных мух как: жизнеспособность яиц и куколок, плодовитость самок и величины периодов копуляции полов.

Выявление загрязнения окружающей среды рекомендуется проводить биохимическими методами: путем определения активности эстераз (при загрязнении инсектицидами) и по изменению активности кислой фосфатазы (при техногенном загрязнении, в частности, тяжелыми металлами).

Дополнительным показателем состояния природных популяций может быть определение у насекомых уровня окислительных ферментов (моноокси-геназ), который просто устанавливается токсикологическим методом с помощью известного синергиста инсектицидов - пиперонилбутоксида.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рославцева С.А., Вавилова В.В., Еремина О.Ю., Баканова Е.И. Ис- * следование чувствительности к инсектицидам комнатных.мух из Египта // Дезинфекционное дело. 1996. N 3. С.44.

2. Рославцева С.А., Вавилова В.В. Исследование биолого-то кс и кол о i ич ее к и х характеристик популяций Musca domestica (L.) из Псковской области // Тезисы докладов симпозиума "Место и роль двукрылых насекомых в экосистемах" РАН. С.-П. 1997. С.114.

3. Еремина О.Ю., Баканова Е.И., Полякова Ю.Б., Вавилова В.В., Михайловская О.В., Рославцева С.А. Биохимические характеристики природных популяций комнатных мух в связи с промышленным и пестицидным загрязнением окружающей среды//Агрохимия. 1997. N 9. С.73.

4. Vavilova V.V., Roslavtseva S.A., Eremina O.Yu., Bakanova E.I. Monitoring of résistance to insecticides and fermentative activity at Musca domestica field populations // Abstract of a communication presented at the VI European Congress of Entomólogy, Cesce Budejovice, August 23-29,1998. P.689.

5. Рославцева C.A., Полякова Ю.Б., Еремина О.Ю., Баканова Е.И., Вавилова В.В. Мониторинг чувствительности популяций комнатных мух Musca domestica L. (Díptera, Muscidae) к инсектицидам // Сборник научных трудов XI съезд РЭО. С-П. 1998. С. 101.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ (РЕКОМЕНДАЦИИ)

6 Рославцева С А , Вавилопа В В Авермектины новтя rpvnna био ю-гически активных веществ для медицинском дезииськшш Гс ни_ы юкд пов совещания 'Поиски использование биологически активных веши-гв в мшите растений состояние и перспективы С-П 1^-20 октябрч |УЧХ С 7

7 Рославцева С А , Еремина О Ю , Бактнова Е И Полякова К) Б Ва вилова В В Исследование механизмов резистентности ниекомых к инсектицидам (на примере природных попутяции комнатных mvx Musc i doniestici) // Агрохимия 1W8 N 10 С 14

Объем 1 0 п л

Заказ 221

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127550, Москва И 550 Тимирязевская ул, 44

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Вавилова, Вера Васильевна, Москва

МОСКОВСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А = ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи УДК 595,773,4:632.95

¡АВИЛОВА ВЕРА ВАОЕЗЬЕВНА

ЭКОЮГО-ММОЮГМЧЕСМЕ ПАРАМЕТРЫ ПОПУЛЯЦИЙ Ш1НА1НЫХ РЖ КАК ЙЩШСАТОР РАЗЛМ5-ШЫХ УРОВНЕЙ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

03.00Л6 - экология

диссертация на соискание ученой тепенн кандидата сельокохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук 5

профессор В,А,Черников Научный консультант: доктор биологических наук, профессор С.А.Росдавцева, МОСКВА 5 1999 г .

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................стр. 5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Действие промышленных химических поллвтантов на насекомых .............................................отр. 10

I.E. Состояние резистентности природных популяций комнатных мух к инсектицидам............................. стр. 24

1.3. Действие инсектицидов на жизнеспособность насекомых.сто. 30

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Комнатная муха как объект исследований..............стр. 36

2.2. Характеристика пунктов отлова популяций комнатных

мух.................................................отр. 38

2.2.1. Египет, курортный город Хургада...................стр. 38

2.2.2. Псковская область................................. стр. 39

2.2.3. г.Москва..........................................стр. 42

2.3. Характеристика инсектицидов, примененных в исследовании. .............................................. стр. 44

2.4. Методы исследования....... = ..стр. 48

2.4.1. Методы отлова комнатных мух в природных условиях

и разведения в лабораторных условиях.............. стр. 48

2.4.2. Метод определения уровня чувствительности имаго

комнатных мух к инсектицидам, отр, 49

2.4.3. метод изучения жизнеспособности и плодовитости

комнатных мух.,,.,,.,,,,==,,,,.,,,,..,,,,,,,,,.,«,стр. 49 2=4,4, Метод изучения общей эотеразной активности по Ван-Асперену и чувствительности еотеоаз к ингибиторам, .............................................. стр. 51

2.4.5, Спектрофотометрический метод изучения активности

кислой фоофатазы,................................. стр. 52

2.4.6, Метод определения белка по Лоури,.................стр. 52

2.4.7. Метод определения вклада моноокоигеназ в механизм резистентности комнатных мух к инсектицидам,,,,,,.отр. 53

2.4.8. Математическая обработка полученных данных........стр. 53

ГЛАВА 3, ИЗУЧЕНИЕ УРОВНЯ РЕЗИСТЕТНОСТИ К ИНСЕКТИЦИДАМ КОМНАТНЫХ МУХ

3.1. Изучение уровня чувствительности комнатных мух из г.Хургада (Египет).......................................................стр. 55

3.2. Изучение уровня резистентности к инсектицидам популяций комнатных мух из Псковской области,_________........ сто, 58

3.3. Изучение уровня чувствительности к инсектицидам популяций комнатных мух из г. Москвы,____.....................отр, 60

ГЛАВА 4, ИЗУЧЕНИЕ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ

КОМНАТНЫХ МУХ ..................................стр, 64

ГЛАВА 5» ИЗУЧЕНИЕ АКТИВНОСТИ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ИНГИБИТОРАМ

НЕКОТОРЫХ ФЕРМЕНТНЫХ СИСТЕМ КОМНАТНЫХ МУХ 5.1. Изучение общей эотеразной активности по Ван-Асперену и

чувствительности эстераз к ингибиторам.............стр. 78

5.2. Изучение вклада микросомальных монооксигеназ в механизм резистентности комнатных мух к циперметрину.........стр. 85

5.3. Изучение активности кислой фосфатазы у природных популяций комнатных мух.............................стр. 90

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................____.......____........... стр. 93

ВЫВОДЫ. ................................................. . стр. 97

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ................................. стр. 99

стр.

100

ВВЕДЕНИЕ

Антропогенное воздействие на окружающую среду носит многогранный характер, В ухудшении состояния окружающей среды химическое воздействие на нее занимает первое место. Проблема защиты природной среды от антропогенных воздействий перешагнула за рамки национальных интересов отдельных государств и превратилась в одну из важнейших глобальных проблем, затрагивающих интересы всего человечества. Вместе с тем стало очевидным, что без объективной информации о состоянии окружающей среды и тенденциях ее изменения практическая реализация мер защиты невозможна, Поэтому ряд международных организаций выступили о инициативой создания Глобальной системы мониторинга окружающей среды, Главной задачей мониторинга является получение объективной информации об изменениях биологических, геохимических и геофизических параметров природной среды в глобальном, региональном и локальном масштабах как единственной основы для принятия решений по ее защите от негативных, главным образом антропогенных воздействий (Ковда, Керженцев, 1983), В связи с указанным, особое значение приобретает локальный мониторинг, на основании которого получают необходимые данные о состоянии региона.

Биоиндикаторами качества окружающей среды могут являться различные живые организмы. Известно, что насекомые являются наиболее многочисленной группой животных: более 1 млн, видов насекомых обитает на земном шаре. Это схематично представлено на рис.1, на котором в сравнительном плане показана чрезвычайно высокая доля насекомых среди всех живых существ, В связи о этим, насекомые могут являться объектом, быстро реагирующим на изменение окружающей среды и использоваться как интегральный показатель ее качества,

В настоящее время воздействие человека на природу стало определи-

ющим фактором изменения ареала насекомых. Чрезвычайно высокая численность человечества (более 5,6 млрд.) и продолжающийся неуклонный рост ее ведет к все более усиливающемуся разрушительному воздействию на природу, Основными антропогенными факторами, разрушающими среду обитания являются; сельское хозяйство, рост городов, добыча полезных ископаемых, промышленность и загрязнение. Эти факторы разрушают и ареалы насекомых.

Вместе о тем А.В.Козыревым (1995) в результате наблюдения за жужелицами в антропогенных ландшафтах г. Екатеринбурга выделена группа видов карабид, у которых резко повышается численность в результате деятельности человека. К.Б,Городков (1997) также указывает, что для местных оинантропных насекомых ареалы сохраняются, и происходит адаптация этих насекомых к антропогенной среде,

Наблюдение за поведением насекомых, состоянием популяций и отдельных особей являются основой биологического мониторинга качества окружающей среды, В связи с разнообразным и многофакторным загрязнением окружающей среды химическими поллютантами и ограниченными возможностями существующих систем контроля, объективная оценка ее качества крайне затруднительна, Поэтому использование биотической компоненты в качестве отклика на загрязнение позволяет получить более полную информацию о состоянии окружающей среды.

Актуальность темы. Антропогенное воздействие на окружающую среду носит многогранный характер, В ухудшении состояния окружающей среды химическое воздействие на нее занимает первое место. Проблема защиты природной среды от антропогенных воздействий перешагнула за рамки национальных интересов отдельных государств и превратилась в одну из важнейших глобальных проблем, затрагивающих интересы всего человечества, Вместе с тем стало очевидным, что без объективной информации о

состоянии окружающей среды и тенденциях ее изменения практическая реализация мер защиты невозможна. Поэтому ряд международных организаций выступили о инициативой создания Глобальной системы мониторинга окружающей среды (Ковда, Керженцев, 1У83.). В ивязм и указанным, особое значение приобретает локальный мониторинг, на основании которого получают необходимые данные о состоянии региона.

Биоиндикаторами качества окружающей среды могут являться различные живые организмы, Известно, что насекомые являются наиболее многочисленной группой животных; более 1 млн. видов насекомых обитает на земном шаре, В связи с этим, насекомые могут являться объектом, быстро реагирующим на изменение окружающей среды и использоваться как интегральный показатель ее качества.

Комнатные мухи Мизоа аошез!1оа , являясь окнантропными насекомыми биологически связаны с человеком и систематически подвергаются воздействию инсектицидов для ограничения их численности, В урбанизированных ценозах с развитой промышленностью комнатные мухи находятся еще и под прессом промышленных поллютантов, При этом в популяциях этих насекомых происходят качественные и количественные изменения, которые могут служить признаком загрязнения окружающей среды, Широкое распространение и короткий цикл размножения позволяют использовать комнатных мух в качестве биоиндикатора различных уровней техногенного загрязнения.

Цель работы, Основной целью нашей научно-исследовательской работы стало изучение изменений на оргзлизменном и популяционном уровнях у природных популяций комнатных мух под воздействием инсектицидного пресса и промышленного загрязнения.

Задачи исследований.- В задачи исследований входило;

Определить уровни чувствительности популяций комнатных мух из различных районов России и других стран о разным уровнем техногенного загрязнения к наиболее широко применяемым инсектицидам,

2, Изучить биологические параметры (жизнеспособность различных стадий развития, плодовитость, продолжительность жизни и др.) природных популяций комнатных мух по сравнению с аналогичными показателями стандартной чувствительной,

3, Изучить активность ферментных систем, ответственных за деток-оикацию ксенобиотиков (моноокоигеназы, эстерааы, фоофатазы), природных популяций комнатных мух.

4, Выбрать биологические и биохимические показатели состояния комнатных мух, которые можно было бы использовать как интегральный тест качества окружающей среды.

Научная новизна. Впервые определен уровень чувствительности к фосфорорганичеоким инсектицидам, пиретроидам и к новому классу инсектицидов биологического происхождения - авермектинам популяций комнатных мух из Египта, а также их биологические параметры, Впервые была определен уровень чувствительности популяций комнатных мух из Северо-запада России (Псковская область) и их биологические параметры. Впервые была выявлена высокая резистентность к пиретроидам популяций комнатных мух из г,Москвы, Впервые было проведено исследование активности кислой фоофатазы у популяций комнатных мух из районов с различным уровнем техногенного и инсектицидного загрязнения и сделан вывод о том, что этот показатель может служить тестом реакции насекомых на загрязнение тяжелыми металлами.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на заседаниях кафедры "Экологии и безопасности жизнедеятельности'5 МОХА, на Всероссийском симпозиуме "Место и роль двукрылых насекомых в зкосиоте-

махи (Санкт-Петербург. 1997), на XI оъевде РЭО пПроблемы энтомологии в России (Санкт-Петербург, 1997), на XI Международном конгрессе по химии пестицидов (Лондон, 1998), на совещании "Поиск и использование биологически активных веществ в защите растений: состояние и перспективы" (Санкт-Петербург, 1998),

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, обсуждения результатов, выводов, практических предложений, описка литературы, Работа включает 17 таблиц и 11 рисунков. Диссертация изложена на 118 листах машинописного текста, Список цитируемой литературы содержит 160 наименования.

ГЛАВА ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л, Действие промышленных химических поллютантов на насекомых

Как известно, большинство загрязняющих веществ, попадающих в окружающую среду с промышленными выбросами и отходами, оказывает влияние на насекомых (Стадницкий, 1978; Alstad et al-, 1982; Helíovaara, Val-sanen, 1993),

Токсическое влияние поллютантов изучается, в основном, на лабораторных насекомых и позволяет оценивать степень опасности веществ и механизмы их воздействия на организменном уровне, Подпороговое, нетокои-чеокое воздействие на насекомых чаще наблюдается в природных условиях и позволяет оценивать суммарный эффект комплекса поллютантов, характерных для выбранной территории,

Так, Б.Писарский (1993) отмечает, что в городских экосистемах под воздействием промышленных поллютантов и автомобильных выбросов численность большинства групп беспозвоночных уменьшается, но численность оставшихся значительно увеличивается, В целом, общая численность населения стратоценозов кроны верхнего яруса деревьев и поверхностного слоя почвы оказывается выше в городе, чем в природных условиях, В Варшаве мухи, тли, цикадкн и муравьи (Formicidae) являются доминантными группами в фауне дубово-грабовых лесах и парках, Среди насекомых наиболее многочисленны мухи, которые составляют 30% от всей фауны. Значительно уменьшается в городе численность паоазнтоидных мух, а минирующих -возрастает, Во всех урбанизированных ценозах численность тлей значительно увеличивается, что и определяет рост общей численности насекомых зеленых зон,

Ответные реакции насекомых на влияние поллютантов, изученные до

1986 гг., обобщены на организменном, популяционном и биоценотичеоком уровнях М.В.Козловым (1987),

Одним из основных компонентов промышленных выбросов являются соединения серы. При длительной фумигации низкими концентрациями SO* пре-имагинальных фаз четырех линий дрозофилы Drosophila me1añosaster в лабораторных условиях установлено значительное удлинение их периода развития и снижение жизнеспособности. При фумигации имаго плодовитость самок не изменялась (Ginevan, Lane, 1978). Джун о ооавт, (Joon et al.,1981) отмечали стерилизующее воздействие этого газа на самцов дрозофилы. В результате влияния диоксида серы на непарного шелкопряда наблюдали увеличение гибели гусениц младших возрастов (Селиховкин, 1980). При фумигации диоксидом серы тлей Maorisiphoniella oblonga отмечали снижение плодовитости самок пропорционально увеличению концентрации газа (Krawozyk, 1985), В сублетальных дозах двуокись серы значительно замедляла активность полета пчел Lasioglossum rephrum (Ginevan et al,j 1980), Вместе с тем, постоянное воздействие сернистого газа не влияло на плодовитость и жизнеспособность самок паразита Bracon hebetor (Fetters, Mettus, 1982).

В природных условиях кислотный туман, основными компонентами которого являются окислы серы, замедлял развитие популяций свекловичной тли и тли Phylloaphis (Braun, Fluckig-ег, 1989), Различия в продолжительности жизни ооибатидного клеща Humerobates rostrolamellus связывают с высокой концентрацией диоксида серы в атмосферном воздухе (Andre et al., 1982). В результате загрязнения диоксидами серы появляются механистические формы насекомых (Kettleweli, 1973), Ю.Б.Полякова о ооавт. (1982) установила, что в зоне непосредственного влияния выбросов Астраханского газококденсатного комплекса, содержащих большое количество окислов серы, комнатные мухи характеризуются пониженным биопо-

тенциадом.

Важными составляющими промышленных выбросов являются Фториды, Скармливание о пищей D.melanogaster фторида натрия в сублетальных концентрациях привело к небольшому снижению численности популяции, что явилось следствием пониженной плодовитости имаго и жизнеспособности яиц, Была установлена отрицательная корреляция показателей концентрации и длительности обработок этим токсикантом (Gercies et al,, 1971), При интоксикации гусениц пятого возраста озимой совки возрастающими концентрациями фторида натрия в их гемолимфе наблюдали повышение содержания количества белковых фракций (цитировано по Бутовскому, 1991А). После фумигации гусениц непарного шелкопряда фтористым водородом в концентрации 0,2 и 2,0 мг/м^ было отмечено удлинение продолжительности развития личинок и увеличение продолжительности их развития и повышение плодовитости самок о 119 до 126 яиц на самку (Селиховкин, 1981),

Алстад о ооавт, (Alsad et al,, 1982) отмечали, что в природных условиях фториды приводят к снижению численности тутового шелкопряда, медоносных пчел, побеговьюнов и некоторых жуков-короедов. Во Франции в зоне сильного загрязнения фтористыми соединениями и диоксидом серы отметили заметное повышение численности хермесов и различных видов тлей в сосновом молодняке, причем плотность популяций тлей увеличивалась пропорционально уровню загрязнения атмосферы (Charles, Villewant, 1977), Пушкар (Puszkar, 1979) указывал на снижение численности жужелиц вблизи цементного завода, в выбросах которого содержались фториды,

В Австралии изучено влияние загрязнения фторидами выбросов алюминиевого завода вблизи Томаго (Новый Южный Уэльс) на заселение членистоногими бывших песчаных карьеров. На участках с повышенным содержанием фторидов в листве найдена низкая численность муравьев, жуков, пау-

ков к, ¿юзможно, мук, вместе о тем установлена повышенная численность тараканов и клещей (Madden, Fox, 1997),

При исследовании динамики плотности популяций четырех видов микрочешуекрылых Gypsonoma minutaría, Aphelia viburnana (Tortricidae), Ananacampsis populella (Geleohiidae), Batracherda praoangusta (Mornphi-dae) в зонах фтористого и сернистого загрязнения воздуха в Иркутской, Новосибирской и Ленинградской областях А.В.Селиховкин (1995) установил, что происходит специфическое изменение плотности популяций.

Ответные реакции насекомых-фитофагов на воздействие соединений фтора и �