Биологические средства и методы их применения. Специфическая устойчивость членистоногих.
В последние 40 лет химические соединения стали основным средством борьбы с членистоногими. Причиной такого быстрого распространения химического метода явились развитие химической промышленности, универсальность метода, быстрый эффект, а также сравнительная простота использования ядохимикатов.
Для применения ядов разработана разнообразная аппаратура, результаты борьбы сравнительно легко поддаются учету. Однако широкомасштабное и не всегда рациональное применение инсектицидов приводит в ряде случаев к загрязнению окружающей среды, гибели полезных организмов и нарушению равновесия в экологических системах. Кроме того. эффективность применения ядохимикатов снижается по мере появления устойчивых к ним популяций членистоногих.
Использование биологических методов борьбы с членистоногими приобрело важное значение в последние годы и стало предметом интенсивных исследований. Биологические агенты в настоящее время наиболее широко применяются для уничтожения сельскохозяйственных и лесных вредителей.
К биологическим агентам относятся специфические возбудители болезней членистоногих - бактерии. вирусы. грибы. простейшие. гельминты. а также хищники-энтомофаги. синтетические аналоги ювенильных гормонов членистоногих. генетические методы борьбы и др.
В последние годы широкое распространение получают «микробиологические инсектициды». которые изготовляют на основе токсинов. вырабатывающихся энтомопатогенными организмами. Так. широко изучены штаммы спорообразующей бактерии Bacillus thuringiensis. Эта бактерия была выделены Э. Берлинером в 1911 г. в Тюрингии из погибших куколок мучной моли. На основе этой бактерии для борьбы с вредителями сельскохозяйственных и лесных культур промышленность выпускает следующие препараты: дендробациллин. инсектин. токсобактерин. энтеробактерин. турингин. битоксибациллин. гомелин и др.
На основе Bacillus thuringiensis Н-14 был создан препарат бактоку- лицид для обработки мест выплода комаров из расчета 0.5-2 кг/га (в зависимости от климатической зоны.
типа водоемов. видового состава комаров). который обеспечивает полную гибель личинок. Остаточное действие препарата в водоемах сохраняется от 2 до 10 суток. наиболее чувствительны к препарату личинки комаров II возраста. Препарат малотоксичен для теплокровных животных (ЛД50 составляет более 20 г/кг) и не оказывает отрицательного воздействия на полезных гидробионтов. Это обстоятельство делает особенно целесообразным его применение с точки зрения охраны природы.Грибковые и вирусные заболевания широко распространены среди насекомых. Для членистоногих энтомопатогеном являются грибы. относящиеся к нескольким родам. Грибы рода Beauveria поражают разные виды насекомых. которые заражаются кондиниями через трахейную систему и пищеварительный тракт. Конидии гриба могут прорастать через кутикулу. они размножаются и заполняют полость тела хозяина. Из спор этого гриба готовят препарат боверин. который успешно используют против вредителей сельскохозяйственных культур. Имеются данные и об эффективности боверина при уничтожении личинок комаров.
Настоящий паразитизм наблюдается у высокопатогенных видов грибов. Род давно привлекает внимание исследователей своей активностью по отношению к личинкам комаров. Заражение личинок спорами происходит через рот, грибы развиваются в гемолимфе насекомых. Заболевания комаров, вызываемые этими грибами, регистрируются во многих странах мира. Выявлено поражение комаров грибами этого рода в природных водоемах, причем смертность личинок достигает 90% и более.
Проводится все больше исследований по культивированию энто- мопатогенных грибов и разработке препаратов на их основе.
Вирусы, вызывающие заболевания насекомых, обнаружены у многих видов. Наибольшими потенциальными возможностями для использования их в целях борьбы с членистоногими обладают вирусы ядерного полиэдроза (ВЯП), вирусы гранулеза, оспы, радужный вирус. Использование этих вирусов перспективно и, вероятно, безопасно в связи с их узкой специфичностью. Однако изучение вирусов для целей медицинской дезинсекции находится пока на уровне лабораторных и полевых испытаний.
Проводятся исследования по разработке вирусных препаратов с целью использования их на больших площадях.Паразитические нематоды широко распространены среди насекомых. Наибольшее эпизоотологическое значение имеют представители семейств мерметид и неоаплектан. Личинки нематод либо заглатываются хозяином и проникают в полость его тела через кишечник, либо проникают через покровы тела. При выходе личинок из тела происходит прободение покровов последнего, что приводит к вытеканию гемолимфы, возникновению вторичной инфекции и гибели хозяина. Нередко нематоды могут переходить во взрослое насекомое. В этом случае хозяин либо погибает, либо становится неспособным к оплодотворению или яйцекладке. Наиболее интересны в качестве агентов биологической борьбы представители отряда Mermis, Romanomersis, Culicivorax и др. Обнаружено значительное число мерметид, паразитирующих на личинках мошек, комаров. Разработаны методы массового культивирования некоторых мерметид, и в ряде стран созданы препараты на основе этих биологических агентов для борьбы с комарами и мошками. Препарази- тические личинки нематод покидают хозяина и различными путями заражают новых насекомых, передавая им бактериальную инфекцию.
Из простейших наиболее обычными, широко распространенными паразитами насекомых являются микроспоридии. Они паразитируют в тараканах, блохах, клопах, комарах, мошках и др. Паразит развивается внутри тела хозяина за счет его тканей, что приводит к гибели хозяина.
Исследована возможность использования для борьбы с личинками комаров и растительноядными насекомыми, в том числе с саранчой, микроспоридный род Nosema, Thelohania, Plistophora.
Наиболее широко распространенным биологическим средством в программах здравоохранения являются личинкоядные рыбы, применяемые для борьбы с личинками комаров. Более 70 лет по всему миру широко используется рыба гамбузия (Gambusia affinis). Родина этой рыбы Техас (США). В 1905 г. ее завезли на Гавайские острова, в 1921 г. - в бассейн Средиземного моря, с 1930 г.
ее используют в СССР. Однако практическое применение теплолюбивой гамбузии ограничено небольшим ареалом ее обитания. Кроме гамбузии, для борьбы с личинками комаров рекомендованы хищные рыбы - ротан, амурский чебак, аплохеи- люс, серый голец; растительноядные рыбы - белый амур, толстолобик, которые, очищая водоемы от растительности, предотвращают выплод комаров, а также колюшка, гуппии и некоторые однолетние рыбы. Особенно эффективно применение растительноядных рыб в районах рисосеяния. Однако использование личинкоядных рыб может представлять опасность, так как они способны поедать икру и мальков других рыб.Среди биологических агентов, которые могут быть применены для борьбы с личинками комаров, имеются некоторые виды сине-зеленых водорослей, семена ряда растений, которые выделяют слизь, привлекающую личинок. Так, например, семена крестоцветных растений, попав в воду, разбухают и выпускают слизь. Личинки, пытаясь ее есть, прилипают и погибают от голода. Такими же свойствами обладают семена пастушьей сумки и др.
Имеется некоторый опыт использования нотонектальных клопов (для уничтожения личинок комаров) и клещей макрохелид (например, для уничтожения личинок мух).
Требуют дальнейших исследований вопросы возможности широкого применения хищников и паразитов для подавления численности вредных членистоногих.
Поскольку к биологическим средствам борьбы относятся живые организмы, способные размножаться в окружающей среде, необходима оценка возможных побочных последствий их использования. Нельзя исключить возможность инфицирования человека или полезных животных биологическими агентами и, кроме того, выделяемые агентами вещества могут быть токсичными или аллергенными для человека.
С 1973 г. Всемирная организация здравоохранения систематично созывает конференции по обсуждению безопасности применения биологических средств. Важными проблемами являются: очистка биологиче
ских препаратов от токсичных для человека примесей. правильность идентификации безопасных агентов от близкородственных патогенных штаммов. разработка рациональных препаративных форм применения. изучение механизма действия агентов. возможность появления устойчивых к биологическим агентам популяций членистоногих и др. Введение биологических средств должно сопровождаться постоянным контролем за степенью их безопасности как для людей. так и для полезных животных.
Использование генетических методов для уничтожения насекомых было впервые предложено в 1940 г. А. С. Серебровским и развито впоследствии рядом исследователей. Их преимущество заключается в том. что борьба ведется избирательно с теми видами. на которые она направлена. В отличии от других. генетические методы не обеспечивают непосредственной гибели членистоногих. Основной принцип этих методов - прекращение или максимальное ограничение размножения членистоногих. Их стерильности можно достигнуть. воздействуя на них физическими методами. или используя различные типы генетических механизмов. Наиболее разработанным является метод выпуска в природную популяцию самцов. стерилизованных химическими веществами. облучением. либо с природно-измененным хромосомным аппаратом.
Химическая стерилизация предусматривает использование веществ (хемостерилянтов). обеспечивающих частичное или полное бесплодие насекомых. В результате воздействия хемостерилянтов у самцов тормозится сперматогенез. атрофируются семенники. а у самок нарушается нормальный процесс овогенеза. снижается или прекращается откладка яиц. В качестве эффективных хемостерилянтов как у нас в стране. так и за рубежом отобрано значительное количество соединений.
Для снижения численности синантропных мух хемостерилянты вводят в приманки. которые раскладывают в тару. используют в виде пропитанных приманкой лент. развешивая их в местах наибольшей концентрации насекомых. В результате питания такой приманкой у самок происходит дегенерация фолликулов яичников. снижается плодовитость. из отложенных яиц не вылупляются личинки. В течение 2-3 мес. происходит постепенное снижение численности мух. а затем и вымирание популяции. Перспективными хемостерилянтами для мух являются диматиф. ТиоТЭФ и др.. для комаров - ТиоТЭФ. бисазир.
Разработаны методы стерилизации имаго комаров и мух-цеце путем погружения их куколок в растворы хемостерилянта (ТиоТЭФ). Выпуск стерильных самцов комаров. выплодившихся из обработанных ТиоТЭФ куколок. на небольшом острове вблизи Флориды (ежедневно выпускали по 8-18 тыс. особей) позволил в течение 10 недель снизить на 97% количество яиц. откладываемых самками природных популяций.
Контактирование насекомых с поверхностями, обработанными хе- мостерилянтами, также приводит к нарушению их репродуктивных функций.
Разрабатываются методы стерилизации синантропных тараканов, блох и других насекомых путем нанесения на них препаратов, введения хемостерилизующих веществ в приманки или среду обитания.
Использование хемостерилянтов требует соблюдения определенных мер предосторожности, так как те стерилянты, которыми мы располагаем, относятся к группе высокотоксичных соединений, обладающих мутагенной активностью. Разрабатываются наиболее рациональные формы и методы их применения, изучаются механизм их действия и скорость химического распада.
Для стерилизации насекомых могут быть использованы рентгеновские лучи, гамма-излучение кобальта-60 или цезия-139. Доза облучения зависит от вида членистоногих, физиологического состояния особей, пола, фазы развития. Так, например, высокий уровень стерильности самцов рода Анофелес получен при воздействии на них дозой 12000 Р (1 P= 2,58?104Кл/кг), куколок в возрасте 1 сут. - 8000 Р. Облучение приводит к изменениям в хромосомном аппарате насекомых. Выпуск таких стерилизованных насекомых (мух, комаров) в природную популяцию позволяет снизить ее численность.
Известно, что у некоторых видов насекомых при скрещивании особей, географически далеко удаленных друг от друга рас, возникают стерильные гибриды. Стерильность обусловлена цитоплазматической несовместимостью. Этот феномен изучен у разных популяций комаров. Массовый выпуск в природную популяцию несовместимых самцов комаров рода Кулекс позволил подавить численность популяции за 5-6 поколений в течение 3 мес. Цитоплазматические факторы, обусловливающие стерильность, выявлены у комаров рода Аедес.
Разрабатываются и изучаются другие генетические методы, однако все они основаны на массовом разведении и выпуске насекомых. Обязательным условием для успешного использования генетических методов является изолированность подавляемой природной популяции членистоногих, ограничение до минимума миграции извне особей истребляемого вида. Наиболее эффективно использовать генетические методы в период, когда численность популяции наименьшая или снижена с помощью применения других средств и методов. Кроме того, успешность выполнения таких работ требует наличия специализированных лабораторий, квалифицированных кадров, знания экологии и динамики численности природных популяций, с которыми ведется борьба.
К биологическим методам относится также исследование регуляторов развития членистоногих. Процесс размножения, линьки, метаморфоза членистоногих регулируются гормонами, циркулирующими в гемолимфе. Среди гормонов ведущими являются мозговой акватационный гормон, вырабатываемый нейросекреторными клетками мозга, личиночные гормоны - экдизон и ювенильный гормон.
Любое нарушение уровня гормонов имеет необратимые и, в конечном итоге, летальные последствия. Внесение гормонов в среду обитания в те критические периоды, когда они должны отсутствовать или титр их снижен, нарушает обычный ход физиологических процессов и приводит к появлению нежизнеспособных форм. Так, например, внесение ювенильного гормона в среду обитания личинок (мух, комаров) последней стадии развития приводит к образованию гигантских личинок, деформированных куколок и нежизнеспособных имаго. Воздействие гормона на яйца вызывает нарушение эмбриогенеза. Для этого нужны невысокие дозы ювенильного гормона.
В настоящее время синтезировано значительное количество синтетических аналогов ювенильного гормона. Наиболее распространенным, используемым для борьбы с членистоногими, является альтозид (мето- прен) - это маслянистая жидкость с ароматическим запахом, температурой кипения 100°С, давлением пара 2,37-105мм рт.ст.; он относится к малотоксичным соединениям: ЛД-50 для лабораторных животных более 34 г/кг; не обладает раздражающими свойствами, тератогенными и мутагенными эффектами для теплокровных. Альтозид довольно быстро (в течение 2-10 дней) разлагается в объектах окружающей среды. Производится в виде различных препаративных форм (брикеты, песчаные гранулы, эмульгирующий концентрат); рекомендуется использовать для борьбы с личинками мух и кровососущих двукрылых насекомых, блохами, рыжими домовыми муравьями. Внесение альтозида в водоемы в дозах 15-25 г/га предотвращает выплод комаров.
Одним из эффективных препаратов, относящихся к регуляторам развития насекомых, является димилин (дифторбензурон). Он представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 239°С, малотоксичен (ЛД-50 для лабораторных животных - 10 г/кг). Препарат стабилен в слабокислых и слабощелочных средах. Обладает широким спектром воздействия, используется в виде 25%-ного смачивающего порошка. Эффективными дозировками для борьбы с личинками комаров являются 10-50 г/га (в зависимости от вида насекомых, характеристики водоемов и т.п.); остаточное действие препарата сохраняется в водоеме в течение 3-х недель. Препарат нарушает процесс образования
хитина. При введении димилина в среду обитания кутикула вновь перелинявших личинок становится мягкой. расслаивается и насекомые погибают. На взрослых насекомых димилин не действует.
Из приведенных материалов следует. что замена химических методов борьбы биологическими требует доскональных знаний биологии и экологии видов членистоногих. с которыми ведется борьба. а также свойств биологических агентов. Применение последних отличается от традиционной схемы использования инсектицидов. Наиболее целесообразно включать их в интегрированные системы. в которых предусмотрено ограниченное применение инсектицидов.
Для уничтожения и учета членистоногих издавна применяют вещества и устройства. привлекающие их. В своем поведении членистоногие. как и многие животные. руководствуются органами чувств. Химические вещества они воспринимают с помощью хеморецепторов. а световые и цветовые стимулы - зрительно.
Световые ловушки нашли широкое применение в борьбе с вредителями садов. сельскохозяйственных растений. их используют также при учете численности окрыленных кровососущих насекомых (комары. мокрецы и др.). Для уничтожения комнатных мух в затемненных помещениях предложено использовать ловушки с лампами ультрафиолетового света.
Для уничтожения и учета слепней. мошек и кровососущих мух используют чучелообразную ловушку Скуфьина. имитирующую по форме. размерам и цвету животное. на котором питаются насекомые.
К привлекающим веществам - аттрактантам - относятся вещества или их смеси. при воздействии которых у членистоногих возникает направленная реакция движения к этому веществу. Членистоногие. относящиеся к разным группам. в силу особенностей их биологии и экологии реагируют на привлекающие вещества неодинаково. Большинство аттрактантов привлекает насекомых к источнику питания. местам откладки яиц. особям противоположного пола.
Пищевые аттрактанты не столь эффективны и не столь специфичны. как феромоны. но они более доступны и вследствие этого широко применяются. Значительными привлекающими свойствами для синантропных мух обладают ферментирующиеся вещества. гидролизат. бактериальные культуры.
Изучается возможность использования аттрактивных веществ для яйцекладущих самок комаров.
Различные виды кровососущих членистоногих находят своих хозяев по запаху. который создают выделяющиеся из крови и пота аминокислоты. особенно привлекательные в низких концентрациях. Известны
привлекающие свойства углекислого газа, который часто применяют в ловушках для вылова и учета кровососущих членистоногих (клещи, комары, некоторые виды мух). Использование аттрактантов в сочетании с синтетическими инсектицидами или другими убивающими агентами является наиболее перспективным и современным направлением медицинской дезинсекции.
Наиболее сильными и специфическими являются половые привлекающие вещества - половые феромоны. Известно, что самки некоторых видов насекомых могут привлекать самцов с большого расстояния, иногда за несколько километров.
Феромонами называют также химические вещества, которые вызывают определенную реакцию у особей одного вида. Несомненно, использование феромонов является наиболее перспективным и безопасным методом борьбы с членистоногими. Концентрация членистоногих в одном месте позволяет проводить локальные истребительные мероприятия, что менее опасно для человека и окружающей среды. В настоящее время феромоны применяются только в ловушках для насекомых.
В медицинской дезинсекции используют пищевые инсектицидные приманки для борьбы с мухами, тараканами, рыжими домовыми муравьями. Применение пищевых приманок позволяет сократить расход инсектицида, а также значительно уменьшить загрязнение им окружающей среды. В последние годы для уничтожения окрыленных мух рекомендовано употреблять приманки, содержащие синтетические инсектициды, например, хлорофос. Используя хлорофос, изготавливают также инсектицидную бумагу. Для пропитки бумаги используют 3-4%-ный водный р-р хлорофоса либо смесь 1-2%-ного р-ра хлорофоса с 1,5-2%-ным р-ром карбоната аммония.
Установлено, что некоторые аминокислоты, пептиды, крезолы, добавленные в воду, привлекают самок комаров, и они откладывают яйца преимущественно в водоемы, содержащие эти вещества. Такая локализация яиц в ограниченных местах облегчает их уничтожение.
Наиболее широко за рубежом используют отравленные приманки, содержащие синтетический половой феромон комнатной мухи - муска- люр (трикозен), а также ловушки для тараканов, в котором агрегационный феромон сочетается с убивающим агентом - инсектицидом или клеем.
Для уничтожения тараканов разработаны и рекомендованы жидкие приманки на основе хлорофоса (0,5-1,5%) с добавлением сахаристых веществ (20%), либо карбоната аммония (1%). Для уничтожения черных тараканов рекомендованы парафиновые приманки, содержащие инсек- тицидпривлекающие вещества - подсолнечное масло, крошки хлеба.
Еще по теме Биологические средства и методы их применения. Специфическая устойчивость членистоногих.:
- Специфическая устойчивость членистоногих.
- Тема 4. ХИМИЧЕСКАЯ И КАМЕРНАЯ ДЕЗИНФЕКЦИЯ (МЕТОДЫ, СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ)
- Биологическая дератизация. Способы и средства биологической дератизации. Учет относительной численности грызунов.
- КОЛЛАПСОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕННЫМ ФИБРОЗНО-КАВЕРНОЗНЫМ ТУБЕРКУЛЁЗОМ ЛЁГКИХ С ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ ВОЗБУДИТЕЛЯ.
- Медицинская общественность о методах и средствах решения «алкогольного вопроса»
- Применение метода ПЦР
- Формы и методы применения репеллентов.
- ВЛИЯНИЕ МЕТОДА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ НА ЭТАПЕ САНАТОРНОГО ЛЕЧЕНИЯ
- МЕТОДЫ ЛЕЧЕБНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕДА
- Применение метода ПЦР для диагностики ВУИ
- Применение серологического метода для диагностики ВУИ
- Дезинфекция, виды, средства. Методы дезинфекции