Оценка активности растительного соединения линалоола против личинок Musca domestica l. в сравнении с химическими инсектицидами

УДК 619:615.285
DOI 10.33861/2071-8020-2025-6-45-47

Оригинальное эмпирическое исследование

Левченко М. А. Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной энтомологии и арахнологии – филиал
Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра
Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук, г. Тюмень

Аннотация. Муха комнатная Musca domestica наносит большой вред сельскому хозяйству. Эти насекомые переносят множество патогенов опасных для животных и человека. Известно, что у данного вида выработалась высокая устойчивость ко многим химическим препаратам. Наиболее подходящими местами для размножения комнатных мух является теплая и влажная поверхность разлагающихся отходов на птицефермах, коровниках и мусороперерабатывающих предприятиях, куда эти насекомые откладывают яйца, которые затем служат пищей для развивающихся личинок. Ввиду высокой плодовитости и образующейся плотности окрыленных имаго, они вызывают раздражение и беспокойство у животных, и тем самым, происходит снижение производства яиц и молока на птицеводческих и молочных фермах. В настоящее время в качестве более безопасной альтернативы для окружающей среды и в борьбе с резистентностью у насекомых предлагается использовать растительные активные соединения. Одним из таких веществ является монотерпен – линалоол. Поэтому, целью настоящих исследований являлось оценить эффективность данного соединения и сравнить его активность с химическими инсектицидами из разных классов: фипронила, ивермектина, ацетамиприда и хлорфенапира против личинок Musca domestica L. лабораторной популяции, чувствительной к инсектицидам, методом внесения активных веществ в субстрат. В результате исследований выявлено, что эффективность линалоола против личинок комнатных мух составила 100% при воздействии на них в 28%-й концентрации. При этом расчётная СК50 для этого соединения составила 17,9761 (13,2825?22,7085), а по сравнению с химическими веществами выявлено то, что она была ниже: хлорфенапира в 8,3, фипронила 215,7 ивермектина 302,1 и ацетами-прида 2 140 раза. Высокая экологичность растительных соединений привлекает исследователей для применения их против вредных насекомых. По литературным сведениям, получены успехи повышения их эффективности путем модификации молекулы, комбинации с другими биологическими веществами и т.д., что показывает перспективность их использования.

Ключевые слова: растительные соединения, химические вещества, инсектициды, линалоол, хлорфенапир, фипронил, ивермектин, ацетамиприд, ларвицидная активность, Musca domestica L.

Муха комнатная Musca domestica L. (Diptera: Muscidae) – крупный бытовой, медицинский и ветеринарный вредитель, который вызывает раздражение, портит продукты питания и является переносчиком многих патогенов человека и сельскохозяйственных животных [1, 6, 12]. Такие места, как птицефермы, коровники и мусороперерабатывающие предприятия, являются наиболее подходящими местами для размножения комнатных мух, так как они откладывают яйца в теплую и влажную поверхность разлагающихся отходов, которые затем служат пищей для развивающихся личинок. [5]. Из-за высокой плодовитости этих насекомых может образовываться большая плотность популяции, что вызывает раздражение и беспокойство у животных, и тем самым, происходит снижение производства яиц и молока на птицеводческих и молочных фермах [12]. Основным инструментом для борьбы с этими вредителями является использование химических пестицидов, которые становятся малоэффективны ввиду развития к ним устойчивости [9, 10]. Также выявлено то, что они уже входят в десятку видов насекомых, которые развили устойчивость к максимальному количеству действующих веществ, входящих в состав препаратов для борьбы с ними [1]. При этом использование химических инсектицидов может приносить вред для нецелевых насекомых, особенно медоносных пчел, которые необходимы для опыления сельскохозяйственных растений [13, 17]. Кроме того, такие пестициды являются основными загрязнителями как почвы, так и воды, с высокой токсичностью для людей и животных [8]. Одним из выходов из сложившейся ситуации в борьбе с вредными насекомыми является использование экологически чистых инсектицидов на основе лекарственных и ароматических растений [4, 15], которые, как правило, обладают низкой токсичностью для млекопитающих, непродолжительным задержанием в окружающей среде и, вероятно, должны ограничить развитие устойчивости к ним вредителей [16]. Целью настоящих исследований являлось проведение оценки эффективности растительного монотерпеноида -линалоола [16] против личинок Musca domestica L. в сравнении с некоторыми химическими инсектицидами. Кроме того, во многих исследованиях приводятся данные об эффективности растительных соединений, экстрактов растений и др. против личинок Musca domestica, полученные при нанесении активных веществ непосредственно на личинок (прямой контакт) или с использованием чашек Петри и фильтровальной бумаги, куда вносятся эти вещества и затем подсаживаются личинки (непрямой контакт) [5, 11, 14] или встречаются методы окунания личинок в раствор, или воздействия на них фумигацией [7], но определение оптимальной дозы, которая может быть сформулирована для применения готового пестицида, в этих случаях, затруднительно [12]. Поэтому в настоящем исследовании оценка эффективности активных соединений против личинок производилась методом обработки субстрата.

Материалы и методы исследований. В опытах использовали личинок комнатных мух Musca domestica L. лабораторной популяции свободной от инсектицидов и патогенов. Среда для получения яйцекладок и культивирования личинок содержала пшеничные отруби, воду и раствор хлебопекарных дрожжей. Имаго содержались в инсектарии в сетчатых садках (25 ? 25 ? 25 см), личинки в стеклянных чашках (35 ? 12 см) при температуре 26-28°C и относительной влажности 40-60%. В садки с имаго мух помещались поилки с водой и полноценное сухое молоко в качестве корма. Для оценки ларвицидной эффективности использовали линалоол 97%. Активность вещества изучали согласно методике [18], где активные вещества вносили в субстрат до подсадки личинок, с некоторыми изменениями. Для этого 50 гр. влажных отрубей размещали в одноразовые пластиковые стаканы с объемом 100 мл, где они обрабатывались ацетоновыми растворами линалоола 97% в объеме 2,5 мл (из расчета 50 мл на 1 кг субстрата). Затем, после полного испарения ацетона и периодического перемешивания субстрата, на следующие сутки для каждой исследуемой концентрации подсаживались по 30 личинок мух 2-3 стадии развития (рисунок 1). Экспериментально добивались нулевой гибели личинок при воздействии максимальных концентраций растворов, а получение 100% гибели личинок – при минимальных. Все полученные данные, в том числе, в интервале этих значений, использовались для расчета СК50 (не менее 5 концентраций). Учет результатов проводился через 24 часа. При учете их гибели производилось наблюдение в течении 3-5 минут и оценивалось полное отсутствие мышечных сокращений (рисунок 2). Для сравнения эффективности линалоола с химическими соединениями использовались данные, полученные аналогично против лабораторной популяции насекомых чувствительной к инсектицидам для хлорфенапира, фипронила, ацетамиприда и ивермектина с содержанием активного вещества не менее 95%. Пробит-анализ данных полулеталь-ных концентраций (СК50) и их 95% доверительных интервалов (ДИ) был выполнен при помощи программы SPSS Statistics 23 с использованием средних арифметических значений, полученных в результате трех и более повторений.

Рис. 1. Внесение личинок Musca domestica в субстрат, обработанный инсектицидами

Рис. 2. Учет гибели личинок Musca domestica

Результаты исследований и их обсуждение. В результате изучения ларвицидной активности исследуемых веществ растительного и химического происхождения установлено, что нулевая гибель личинок при воздействии максимальных концентраций растворов, а 100% гибель при воздействии минимальных концентраций растворов составила в диапазоне для: линалоола 4-28%, хлорфенпира 0,1-4%, ацетамиприда 0,0016-0,2 %, ивермектина 0,015-1% и фипронила 0,0016-2%. С целью сравнительной эффективности линалоола с химическими соединениями данные в диапазоне этих значений использованы для расчета СК50 которые представлены в таблице 1.

Таблица 1 Степень токсичности линалоола и химических инсектицидов против личинок Musca domestica чувствительной к инсектицидам популяции в субстрате

Образец	СК50, % конц. для личинок	хи2	ст.св.
Линалоол	17,9761 (13,2825÷22,7085)	4,3	3
Хлорфенапир	2,155 (1,559÷2,9308)	1,64	2
Ацетамиприд	0,0084 (0,0055÷0,0155)	3,67	4
Ивермектин	0,0595 (0,0407÷0,0787)	2,9	3
Фипронил	0,0833 (0,0593÷0,1160)	3,12	4

Таким образом, при анализе всех данных, приведенных в таблице выявлено, что полулетальные концентрации СК50 для личинок Musca domestica при воздействии линалоолом в субстрате оказалась в 8,3-2140 раз менее токсичней, чем при воздействии химическими веществами. Более низкая степень токсичности линалоола наблюдалось по сравнению с: хлор-фенапиром в 8,3, фипронилом 215,7, ивермектином 302,1 и ацетамипридом 2 140 раза. Относительная разница в токсичности химических соединений против вредителей отмечается в литературных данных и с другими активными растительными соединениями из этой же группы веществ - терпеноидов. Так, например, при сопоставлении ЛД50 активности тимола с пиретроидным инсектицидом бифентрином при контактном действии выявлено, что он был примерно в 90000 раз менее токсичным против взрослых самцов постельных клопов Cimex lectularius L. В другом сравнении фумигантного действия, против мух Stomoxys calcitrans (L.) тимол также был менее активен по сравнению с дихлофосом и хлорпирифосом более чем в 37 000 раз [2]. Полученные данные с относительной разницей эффективности растительных соединений с химическими веществами не являются отрицательными, так как в настоящее время стремление многих исследователей к поиску и использованию более безопасных для окружающей среды средств защиты от вредных членистоногих является приоритетным направлением. Наращивание исследований в мире и получение положительных данных по применению различных приемов, таких как модифицирование молекулы активных веществ, поиск синергизма при сочетании активнодействующих веществ природного и химического происхождения и др., позволит повысить их активность против членистоногих вредителей и такие приемы в большинстве случаев эффективны [3]. Таким образом, полученные данные могут войти в программу разработки новых способов и режимов борьбы с Musca domestica с использованием линалоола при воздействии на личинок (де-ларвационные мероприятия) с учетом экономических составляющих, таких как норма расхода препарата с возможным сопоставлением наносимого вреда окружающей среде при применении химических средств.

Заключение. В результате исследований определена эффективность растительного соединения линалоола против комнатных мух чувствительной лабораторной популяции Musca domestica методом обработки субстрата с личинками. Выявлено что 100% гибель вызывала 28% концентрация раствора данного соединения. При этом расчётная СК50 для этого вещества составила 17,9761 (13,2825?22,7085), а по сравнению с эффективностью химических инсектицидов выявлена его более низкая степень токсичности с: хлорфенапиром в 8,3, фипронилом 215,7, ивермектином 302,1, и ацетамипридом 2 140 раза. В связи с наибольшей экологичностью растительных соединений мировые тенденции научных исследований показывают высокий интерес использования их против вредных насекомых. По литературным сведениям, результат полученных успехов при повышении их токсичности против вредных насекомых путем модификации молекулы, комбинаций с другими биологическими соединениями и т.д. показывает перспективность использования таких веществ.

Данное исследование выполнено во Всероссийском научно-исследовательском институте ветеринарной энтомологии и арахнологии Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № FWRZ-2021-0018).

Список литературы:

1. Давлианидзе Т., Еремина О. Санитарно-эпидемиологическое значение и резистентность к инсектицидам комнатных мух Musca domestica (аналитический обзор литературы 2000-2021 гг.). Вестник защиты растений. 2021; (2): 72-86.

2. Левченко М. А. Оценка активности тимола в борьбе с вредителями, имеющими медицинское, ветеринарное и сельскохозяйственное значение. Ветеринария Кубани. 2024; (5): 32-37.

3. Левченко М. А. Эффективность различных приемов повышения активности пестицидов против членистоногих вредителей с использованием тимола. Ветеринария Кубани. 2024; (6): 46-48.

4. Ammar S. et al. Essential oils from three Algerian medicinal plants (Artemisia campestris, Pulicaria arabica, and Saccocalyx satureioides) as new botanical insecticides? Environmental science and pollution research. 2020; (27 (21): 26594-26604.

5. Chauhan N. et al. Larvicidal potential of essential oils against Musca domestica and Anopheles stephensi. Parasitology Research. 2016; (115 (6): 2223-2231.

6. El Sherif D. F et al. The Binary Mixtures of Lambda-Cyhalothrin, Chlorfenapyr, and Abamectin, against the House Fly Larvae, Musca domestica L. Molecules. 2022; (27 (10): 3084.

7. El Zayyat E. A. et al. Musca domestica laboratory susceptibility to three ethnobotanical culinary plants. Environ Sci Pollut Res Int. 2015; (22 (20): 15844-15852.

8. Fierascu R. C. et al. The application of essential oils as a next-generation of pesticides: recent developments and future perspectives. Z Naturforsch C J Biosci. 2020; (75 (7-8): 183-204.

9. Gul H. et al. Fitness costs of resistance to insecticides in insects. Front. Physiol. 2023; (14): 1238111.

10. Khan H. A. et al. Insecticide Mixtures Could Enhance the Toxicity of Insecticides in a Resistant Dairy Population of Musca domestica L. PLoS ONE. 2013; (8 (8).

11. Kumar P. et al. Repellent, larvicidal and pupicidal properties of essential oils and their formulations against the housefly, Musca domestica. Med Vet Entomol. 2011; (25 (3): 302-310.

12. Mishra S. et al. Adulticidal and larvicidal activity of Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae against housefly, Musca domestica (Diptera: Muscidae), in laboratory and simulated field bioassays. Parasitology Research. 2010; (108 (6): 1483-1492.

13. Montagna C. M. et al. Evolution of insecticide resistance in non-target black flies (Diptera: Simuliidae) from Argentina. Memorias Do Instituto Oswaldo Cruz. 2012; (107 (4): 458-465.

14. Sakulpanich A. et al. Larvicidal activity of Stemona collinsiae root extract against Musca domestica and Chrysomya megacephala. Sci Rep. 2023; (13 (1): 15689.

15. Samia M.M. Mohafrash et al. Mentha spicata essential oil nanoformulation and its larvicidal application against Culex pipiens and Musca domestica. Industrial Crops and Products. 2020; (157).

16. Tripathi Arun K. Plant Monoterpenoids (Prospective Pesticides). Ecofriendly Pest Management for Food Security. 2016: 507-524.

17. Zhao H. et al. Review on effects of some insecticides on honey bee health. Pestic Biochem Physiol. 2022; (188): 105219.

18. Методы определения эффективности инсектицидов, акарицидов, регуляторов развития и репеллентов, используемых в медицинской дезинсекции. Методические указания 3.5.2.1759-03. 2003: 20.

Сведения об авторе: Левченко Михаил Алексеевич, кандидат ветеринарных наук, заведующий лабораторией ветеринарных проблем в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского институт ветеринарной энтомологии и арахнологии – филиала ФГБУН Федерального исследовательского центра Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук; 625041, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Институтская, 2; тел.: 8-3452-258558; e-mail: levchenko-m-a@mail.ru – ответственный за переписку с редакцией.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей