Изучение скорости развития резистентности иксодид к новым перспективным препаратам

Смирнов А.А. ВНИИ ветеринарной санитарии,
гигиены и экологии, г. Москва

Основным методом борьбы с эктопаразитами сельхозживотных, используемым во многих странах мира, является химический. Интенсивное развитие синтеза новых органических препаратов и применение инсектоакарицидов во все более увеличивающихся масштабах, начавшемся с 1950-х годов, с одной стороны, сопровождалось накоплением материалов о высокой эффективности, доступности и экономичности химического метода, с другой стороны, уже в середине 1950-х годов отчетливо стали выявляться при массовых химических обработках отрицательные эффекты, в своей основе связанные с глубокими нарушениями в экологических системах и в природной среде и с генетическим воздействием инсектоакарицидов на вредных насекомых и клещей, приводящим к появлению резистентных популяций у всё более широкого круга переносчиков [1].

В настоящее время более 50 видов насекомых и клещей обладают резистентностью к инсектоакарицидам, и это является сегодня основной проблемой при применении синтетических препаратов. С учетом актуальности данной проблемы, при ФАО в 1985 г. создан и успешно работает специальный Комитет противодействия резистентности к инсектицидам (1КАС) для выявления и устранения трудностей, связанных с возникновением резистентности в природных условиях. По данным на 1994 г., из-за резистентности ежегодно мировое сообщество тратит дополнительно на сохранение сельскохозяйственной продукции не менее 4 млрд. долл. США [2].

В настоящее время половина известных резистентных насекомых и клещей в мире обладает устойчивостью к двум и более классам инсектицидов, а 17 - уже к инсектицидам из пяти классов: хлорорга-ническим соединениям (ХОС), циклодиеновым, фосфорорганическим (ФОС), карбаматам и пиретроидам [3, 4].

Степень резистентности может быть настолько велика, что совершенно исключает возможность какого бы то ни было дальнейшего применения того или иного препарата. Известны случаи, когда устойчивость членистоногих успевает развиться еще в процессе испытания нового препарата до начала его промышленного выпуска [5, 6].

Практики, не получая положительного эффекта от рекомендуемых наставлениями доз, вынуждены увеличивать расход препарата, повышая его концентрацию и кратность обработок. Это приводит к загрязнению окружающей среды и продуктов животноводства остатками пестицидов со всеми вытекающими отсюда отрицательными последствиями.

В связи с этим, усилия специалистов должны быть направлены не только на открытие новых соединений с иным механизмом действия, но и на поиски такой стратегии применения инсектицидных средств, которая могла бы предупредить формирование резистентных популяций.

Тактика борьбы с резистентными популяциями клещей заключается не в использовании какого-то одного препарата вплоть до потери эффективности, а в применении препаратов, относящихся, по возможности, к разным химическим группам, путем их рационального чередования. В связи с этим, на вооружении ветеринарной практики должно быть одновременно несколько акарицидов. Прежде чем подбирать акарициды в систему чередования, необходимо всестороннее изучение их свойств. Препараты, входящие в систему чередования, должны относиться к разным химическим группам, скорость развития резистентности к ним у клещей должна быть различная, должно быть отсутствие перекрестной устойчивости, они должны отличаться и по жизнеспособности клещей в процессе обработок их этими акарицидами, обладать низкой токсичностью для млекопитающих и быстро выводиться из организма животных. Существование перекрестной и множественной резистентности свидетельствует о необходимости познания механизмов устойчивости. Членистоногие, находящиеся на очень высокой ступени эволюционного развития в соответствии с их высокой морфологической и функциональной организацией, обладают весьма совершенной биохимической системой, способной обеспечить самые сложные метаболические превращения химических веществ. Знание механизмов резистентности дает возможность правильного подбора акарицидов для составления схем ротации, с целью преодоления или предупреждения развития устойчивости

Целью работы являлось изучение скорости развития резистентности у иксодид к перспективным акарицидам, репродуктивной способности клещей в процессе селекции их препаратами, изучение трансмиссии на личиночную фазу, а также спектра перекрестной устойчивости у клещей к применяемым акарицидам.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить скорость развития резистентности у иксодовых клещей к перспективным и применяемых акарицидам.
2. ИЗУЧИТЬ репродуктивную способность у клещей в процессе селекции их акарицидами.
3. Изучить трансмиссию резистентности у иксодид с имагинальной фазы на личиночную.
4. Изучить спектр перекрестной резистентности у клещей, селектируемых альфациперметрином, тактиком, ивермектином.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Определение СК50 препаратов проводили на личинках и голодных имаго. Использовали методы погружения личинок в акарицидные жидкости различной концентрации. Исследования проводили в соответствии с "Методическими указаниями по испытанию пестицидов, предназначенных для борьбы с эктопаразитами животных" (М., 1973 г.).

С целью изучения скорости развития резистентности клещей к новым перспективным акарицидам в качестве исходной популяции были взяты клещи Hyalomma marginatum. В качестве селектирующих препаратов использовали тактик, альфациперметрин и ивермектин.

Селекцию акарицидами проводили, используя клещей на стадии голодных имаго в возрасте 20-30 дней, обрабатывая их методом погружения на 1 мин в водные эмульсии препарата, вызывающих 60-70%-ную гибель клещей. Оставшихся живыми клещей подсаживали на кроликов.

Отбор устойчивых особей осуществляли путем обработки каждого последующего поколения возрастающими концентрациями акарицидов.

За характеристику акарицидности принимали величину СК50. Степень приобретенной резистентности выражали показателем резистентности, представляющим собой отношение СК50 препарата для природной популяции к СК50 этого же препарата для чувствительных клещей.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Изучение скорости развития резистентности иксодовых клещей к перспективным и применяемым акарицидам.

С целью изучения специфики формирования резистентности клещей к акарицидам мы остановили свой выбор на препаратах, относящихся к разным классам химических соединений, к которым отсутствует перекрестная резистентность и которые присутствуют на российском рынке. Таковыми являются альфациперметрин, тактик и ивермектин.

В качестве исходной популяции клещей с целью селекции их названными препаратами были взяты природные голодные имаго Hyalomma marginatum из Дагестана, обладающие 15-кратной резистентностью к хлорофосу и 5-кратной - к перметрину.

Данные о скорости развития резистентности иксодовых клещей к известным препаратам представлены в табл.1.

Таблица 1 Динамика развития резистентности клещей к акарицидам

Препарат	Поколение	Селектирующие концентрации	Гибель %	СК50,%		ПР. ед.
				S	R
Альфациперметрин	4	0,0006	60	0,00015 (0,00012±0,00018)	0,00052 (0,00043±0,00062)	3,5
	5	0,0009	65	0,00018 (0,00015±0.00021)	0,00086 (0,00071±0.001)	4,8
	6	0,0009	75	0,00012 (0,00009±0,00015)	0,0007 (0,00058±0.0008)	5,8
	7	0,001	62	0,00019 (0,00014±0,00024)	0,002 (0,0016±0,0024)	10,7
Тактик	4	0,02	70	0,008 (0,0066±0,0096)	0,015 (0,012±0,00018)	1,9
	5	0,025	60	0,0075 (0,0062±0,009)	0,019 (0.016±0,023)	2,5
	6	0,03	65	0,009 (0,0075±0,01)	0,033 (0,027±0,039)	3,7
	7	0,04	70	0,0081 (0,0067±0,0097)	0,034 (0,028±0,04)	4,2
Ивермектин	4	0,005	62	0,004 (0,0033±0,0048)	0,0045 (0,0037±0,0054)	-
	5	0,007	65	0,0038 (0,0031±0,0046)	0,006 (0,005±0,0072)	1,5
	6	0,009	75	0,0035 (0,0029±0,0042)	0,0087 (0,0072±0,01	2,5
	7	0,015	68	0,0042 (0,0035±0,005)	0,012 (0,01±0,014)	2,8

Результаты экспериментальных исследований показали, что к альфациперметрину происходит неуклонное возрастание резистентности. Так, к 7-ому поколению ПР (показатель резистентности) составил 10,7. Несколько медленнее устойчивость развивается к тактику, ПР к 7-ому поколению увеличился в 4,2 раза. К ивермектину за 7 поколений селекции чувствительность клещей изменилась незначительно.

Изучение репродуктивной способности у клещей в процессе селекции их акарицидами.

Противоклещевые обработки, с одной стороны, уменьшают численность эктопаразитов, а с другой - при систематическом и бессменном применении одного и того же препарата способствуют развитию устойчивости к нему. Одни препараты, как диазинон и хлорофос, в процессе селекции ими клещей снижают воспроизводительные функции устойчивых особей, резистентность к ним развивается медленно и сопровождается снижением плотности популяции. Другие, как перметрин, не вызывают отклонений в жизнеспособности клещей; третьи, как севин, способствуют увеличению репродуктивного потенциала устойчивых особей, резистентность развивается интенсивно и численность популяции увеличивается, несмотря на обработки. В связи с этим, для каждого препарата необходимы конкретные исследования в отношении и скорости формирования устойчивости и репродуктивного потенциала клещей в процессе ее развития с целью прогнозирования оптимальных сроков применения каждого акарицида.

В лабораторных условиях для изучения жизнеспособности клещей в процессе развития устойчивости у них к альфациперметрину, ивермектину и тактику были взяты следующие параметры: плодовитость (т.е. число яиц, отложенное одной самкой); процент яйцекладущих самок; продолжительность цикла развития от яйца до напитавшейся самки; соотношение полов в потомстве; жизнеспособность яиц и личинок.

Ивермектин оказывает угнетающее действие на жизнеспособность клещей. В 5-ом поколении, в результате хронического и метатоксического действия препарата, произошло отмирание значительной части популяции и мы были вынуждены возвратиться для последующей селекции к предыдущему поколению. Отрицательное воздействие препарата выразилось в уменьшении плодовитости самок, из-за нарушения овогенеза; удлинении цикла развития в 1,5 раза; преобладании самцов в потомстве, появлении клешей с аномалиями во внешнем строении и т.д.

Селекция клещей альфациперметрином за период наблюдений не вызвала отклонений со стороны жизнеспособности клещей.

Развитие устойчивости иксодид к тактику сопровождалось снижением биологического потенциала устойчивых особей, что является следствием метатоксического действия препарата. Оно проявляется в удлинении цикла развития клещей от яйца до имаго, уменьшении плодовитости самок, появлении большого количества самок (до 70%) с нарушением овогенеза.

Необходимо отметить, что среди резистентных ко всем препаратам самок почти все были яйцекладущими (только 5% из всего числа особей не отложили яйца). Однако процент гибели яиц очень высокий. Особенно это характерно для популяции, резистентной к ивермектину, в меньшей степени к тактику. Что касается альфациперметрина, то процент гибели яиц идентичен "контрольным" клещам.

В табл. 2 приведены данные о соотношении массы сытых чувствительных и резистентных самок.

Таблица 2 Изменение в массе резистентных самок

Поколение	Масса самок, мг
	S	R альфациперметрин	R тактик	R ивермектин
1	960	980	920	560
2	700	860	820	840
3	940	790	710	730
4	890	850	650	630
5	790	820	540	580
6	1050	980	2	520
Примечание: R - чувствительные клеща: S - резистентные клещи.

В табл. 3 приведены данные о жизнеспособности яиц резистентных популяций клещей.

Таблица 3 Жизнеспособность яиц резистентных и чувствительных популяций клещей

Поколение	Количество вылупившихся личинок, %,%
	S чувст. кл.	R альфациперметрин	R тактик	R ивермектин
1	92,5±1,6	91,0±0,5	77,0±4,9	82,5±2,4
3	91,8±1,0	95,0±0,5	56,0±7,6	75,0±5,0
5	94,6±2,8	88,2±2,7	32,1±2,1	73,0±5,0
	94,4±2,6	97,1 ±3,9	-	62,6±5,7

Одной из характеристик жизнеспособности резистентных популяций является соотношение самцов и самок в потомстве. Путем многократного отбора проб установлено, что у всех 3-х резистентных популяций самцы в количественном соотношении превосходят самок.

В табл. 4 представлены данные о соотношении полов у резистентных популяций, в сравнении с чувствительными клещами.

Таблица 4

Популяции	Количество на 100особей
	мм	жж
	52,0 (46,8-57,2)	48,0 (42,8-53,2)
Суминак	36,5 (33,2-39,8)	63,5(60,5-66,8)
Бутокс	З9,4 (34,9-44,9)	60,6(55,5-65,0)
Мустанг	42,0(36,8-47,2)	58,0(52,8-62,2)

Изучение трансмиссии резистентности у иксо-дид с имагинальной фазы на личиночную.

Трансмиссию резистентности с имагинальной фазы на личиночную изучали по отношению к клещам, селектируемым альфациперметрином, тактиком и ивермектином. С этой целью обрабатывали указанными препаратами методом погружения в каждом поколении имаго и личинок, в сравнении с чувствительными клещами. Результаты исследований представлены в табл. 5.

Таблица 5 Чувствительность к акарицидам имаго и личинок резистентных и чувствительных клещей

Препарат	Фаза развития поколение	СК 50,%		ПР. ед.
		R	S
Альфациперметрин	имаго, 7-е пок. личинки, 7-е пок.	0,002(0,0016±0.0024) 0,000008(0,000006±0.0000096)	0,00019(0,00014±0,00024) 0,0000062(0,0000051 ±0,0000074)	10,7 1,3
Тактик	имаго, 7-е пок. личинки, 7-е пок.	0,034(0,028±0,04) 0,002(0,0016±0,0024)	0,0081(0,0067±0,0097) 0,00052(0,00045±0,00062)	4,2 3,8
Ивермектин	имаго, 7-е пок. личинки, 7-е пок.	0,012(0,01±0,014) 0,00058(0,00048±0,00069)	0,0042(0,0035±0,005) 0,00023(0,00019±0,00028)	2,8 2,5

Как показали результаты экспериментальных исследований, довольно высокая резистентность к альфациперметрину в 7-ом поколении не проявляется на фазе личинки, хотя и передается по наследству. Что касается тактика и ивермектина, то для них характерна трансмиссия резистентности с имагинальной стадии на личиночную (ст.табл. 5).

Изучение спектра перекрестной резистентности у клещей, устойчивых к альфациперметрину, тактику и ивермектину.

Известно, что клещи, устойчивые к одному препарату, могут обладать перекрестной резистентностью и к другим соединениям, с которыми они ранее контакта не имели. Для определения кросс-резистентности клещей, устойчивых к альфациперметрину и тактику, и толерантных к ивермектину, мы использовали перспективные для дальнейшего применения акарициды, относящиеся к соединениям различного строения. Уровень перекрестной резистентности определяли по значениям СК50, ПР. В качестве контроля к резистентным популяциям использовали чувствительных лабораторных клещей этого же вида.

Данные о кросс-резистентности представлены в табл. 6, 7, 8.

Таблица 6 Кросс-резистентность клешей H. marginatum, селектируемых ивермектином

Препарат	СК50, %		ПР. ед.
	S	R
Мустанг	0,000075(0,00062±0.00009)	0,000081(0.000067±0,000097)	-
Суминак	0,000024(0.00002±0,000028)	0,000028(0,000023±0,000033)	1,2
Перметрин	0,007(0,0058±0,0084)	0,03(0,026±0,037)	4,5
Циперметрин	0,00018(0.00015±0,00021)	0,00035(0,00031±0,00045	2,1
Протэид	0,0005(0,00041±0,0006)	0,00075(0,00062±0,0009)	1,5
Диазинон	0,08(0,066±0,096)	0,085(0,07±0,1)	-
Фипронил	0,005(0,0041±-0,006)	0,016(0,013±0,019)	3,2

Таблица 7 Кросс-резистентность клешей H. marginatum, селектируемых тактиком

Препарат	СК50, %		ПР. ед.
	S	R
Мустанг	0,000075(0,00062±0,00009)	0,000097(0,00008±0,00016)	1,3
Бутокс	0,000018(0,00014±0,00023)	0,00017(0,00014±0,00022)	-
Перметрин	0,006(0,005±0,0072)	0,021(0,017±0.25)	3,5
Циперметрин	0,00021(0,00016±0,00027)	0,00031(0,00026±0,0004)	1,5
Протэид	0,0006(0,00046±0.00073)	0,0025(0,0021±0,003)	4,2
Диазинон	0,078(0,065±0.093)	0,093(0,077±1,1)	1,2
Фипронил	0,0052(0,0043±0,0067)	0,0048(0,0036±0,0062)	-

Таблица 8 Кросс-резистентность клешей H. marginatum, селектируемых альфациперметрином

Препарат	СК50, %		ПР. ед.
	S	R
Суминак	0,000021(0,00017±0,000025)	0,000033(0.000027±0.000039)	1,6
Бутокс	0,00015(0,00012±0,00018)	0,00018(0,00015±0,00021)	1,2
Перметрин	0,0055(0,0046±0,0066)	0,0058(0,0048±0,0069)	-
Циперметрин	0,00024(0,0002-0.00029)	0,00034(0,00026±0,00044)	1,4
Протэид	0.00057(0,00047±0,00068)	0,0022(0,0018±0,0026)	3,8
Диазинон	0,091(0,076±0,10)	0,12(1,0±0,14)	1,3
Фипронил	0,0044(0,0036±0,52)	0,018(0,015±0,021)	4,1

Как показали результаты экспериментальных исследований у клещей, толерантных к ивермектину, (2,8 X), наблюдается перекрестная резистентность к перметрину и фипронилу, с ПР соответственно 4,5 и 3,2 и толерантность к протэиду (1,5 X).

Клещи, устойчивые к тактику (4,2 X), обладают перекрестной устойчивостью к протэиду (4,2 X) и толерантностью к перметрину (3,5 X).

У клещей, резистентных к альфациперметрину, отмечается резистентность к фипронилу (4,1 X) и протэиду (3,8 X).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлено, что наиболее быстрыми темпами резистентность формируется к альфациперметрину. Так, в 7-ом поколении ПР составил 10,7. К тактику уровень устойчивости возрос за 6 поколений в 4,2 раза и к ивермектину в 2,8 раза.

Селекция клещей альфациперметрином за период наблюдений (6 поколений) не вызвала отклонений в жизнеспособности иксодид, в то время как развитие устойчивости клещей к тактику и еще в большей степени к ивермектину сопровождалось снижением биологического потенциала резистентных особей, проявляющимся в удлинении цикла развития клешей от яйца до имаго, нарушении овогенеза самок, увеличении количества самцов в потомстве.

Установлено, что у клещей, толерантных к ивермектину и резистентных к тактику, наблюдается трансмиссия резистентности с имагинальной фазы на личиночную. Высокая устойчивость на имагинальной фазе к альфациперметрину не проявляется на личиночной, хотя и передается по наследству.

Установлено, что у клещей, резистентных к альфациперметрину, наблюдается перекрестная устойчивость к протэиду и фипронилу и отсутствие резистентности к перметрину, бутоксу и диазинону. Клещи, устойчивые к тактику, обладают перекрестной резистентностью к перметрину и протэиду и отсутствием устойчивости к бутоксу и фипронилу. У клещей, толерантных к ивермектину, наблюдается перекрестная резистентность к перметрину и фи-пронилу.

Список литературы

1. Рославцева С.А. Инсектоакарициды и резистентность к ним//Агрохимия, 1991, Уз5, с. 141148
2. Рославцева С.А. Современные воззрения на биохимические механизмы резистентности//Аг-рохимия, 1994, N°10, с. 143-148.
3. Леонова И.Н., Слынько Н.М. Применение токсикологических методов в изучении механизмов резистентности к инсектицидам у насекомых//Агро-химия, 1988, N°8, с. 130-140.
4. Сундуков О.В. Резистентность вредителей сельскохозяйственных культур к пестицидам//Тр. ВИЗР. М., Агропромиздат, 1991, с.59-64.
5. Перегуда Т.А. Механизм устойчивости членистоногих к пиретроидам//Агрохимия, 1965, N°8, с.123-131.
6. Амирханов Д.В., Соколянская М.П. Активность ферментов детоксикации на начальной стадии формирования резистентности к инсектицидам у комнатной мухи//Агрохимия, 1992, N°10 с.115-120.

Реферат.

Представлены результаты изучения специфики формирования резистентности иксодид к перспективным акарицидам и разработке мер, способствующих преодолению резистентности и профилактике появления новых устойчивых популяций. Установлено довольно быстрое формирование резистентности к альфациперметрину. Селекция клещей альфациперметрином за период наблюдений не отразилась на их жизнеспособности, в то время как тактик и ивермектин вызывали снижение биологического потенциала резистентных особей. Установлено, что у клещей, толерантных к ивермектину и устойчивых к тактику, наблюдается трансмиссия резистентности с имагинальной фазы на личиночную. Высокая резистентность на имагинальной фазе к альфациперметрину не проявляется на личиночной, хотя и передается по наследству. Изучена перекрестная резистентность клещей, устойчивых к альфациперметрину, тактику и толерантных к ивермектину, к перспективным и применяемым акарицидам, относящимся к соединениям различного строения.

Ключевые слова: иксодовые клещи, резистентность, инсектоа-карициды.

Summary

Results of studying of specificity of formation of resistance of Ixodidae to perspective akaricyde preparations and working out of the measures promoting overcoming of resistance and preventive maintenance of occurrence of new steady populations are presented. Fast enough formation of resistance to Alphacypermetrin® is established. Selection of pincers by Alphacypermetrin® during supervision was not reflected in their viability while Tactic® and Ivermectin® caused decrease in biological potential of resistant individuals. It is established, that at pincers, tolerant to Ivermectin® and steady against Tactic®, transmission of resistance with adult phases on larval is observed. High resistance on adult phase to Alphacypermetrin® is not shown on larval one, though it is descended. Cross resistance of the pincers, steady to Alphacypermetrin®, Tactic® and tolerant to Ivermectin®, to perspective and applied akaricyde preparations, concerning to compounds of various structure, is studied.

Key words: Ixodidae, resistance, insectoakaricyde preparations.

Сведения об авторе

Ответственный за переписку с редакцией: Смирнов Александр Анатольевич, старший научный сотрудник лаборатории арахноэнтомологии ВНИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, кандидат биологических наук. Адрес: 123022, Москва, Звенигородское шоссе, дом 5, ВНИВСГЭ; тел./факс (495) 256-35-81; моб. 8-916-185-77-33.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей