Устойчивость вредителей к пестицидам

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Устойчивость вредных организмов к пестициду – биологическое свойство организма сопротивляться отравляющему действию пестицида. Устойчивость бывает природная, основанная на биологических особенностях организмов нормально развиваться в среде, содержащей токсикант, и приобретенная (специфическая), возникающая при систематическом применении пестицида.

Природная устойчивость подразделяется на видовую, индивидуальную, фазовую, возрастную, сезонную.

Приобретенная (специфическая) устойчивость (резистентность) – это способность вредного организма выживать и размножаться в присутствии пестицида. который раньше подавлял его развития. В основе формирования устойчивости лежит отбор из генетически гетерогенных популяций особей, обладающих повышенной устойчивостью. Под воздействием пестицида большинство нормальных, чувствительных особей погибает, а выживают лишь, обладающие измененными физиологическими механизмами, противостоящими отравлению и передающимися по наследству. Скорость развития устойчивости зависит от вида вредных организмов. величины и гетерогенности исходной популяции, дозы пестицида и числа обработок.

Признаком появления устойчивости к применяемому препарату обычно считается заметное снижение эффективности обработок при употреблении стандартной нормы расхода препарата.

Критерием устойчивости принято считать величины СД₅₀ и СК₅₀. Следовательно, уровень устойчивости характеризуется соотношением СД₅₀ или СК₅₀ исследуемой популяции и СД₅₀ или СК₅₀ контрольной (необрабатываемой)_.

S – показатель токсичности пестицида для чувствительной популяции.

Наиболее распространенный способ борьбы с вредителями, развившими устойчивость, является смена и чередование пестицидов разного химического состава и механизма действия.

Устойчивость (резистентность) к пестицидам отмечена у многих видов насекомых и клещей. Она может быть индивидуальной и видовой, последняя связана с отношением различных организмов к ядовитым веществам.

Устойчивость (резистентность) к пестицидам отмечена у многих видов насекомых и клещей. Она может быть индивидуальной и видовой, последняя связана с отношением различных организмов к ядовитым веществам.

Насекомые на разных фазах развития (яйцо, личинка, куколка, взрослые особи) по-разному отзываются на воздействие пестицидов.

Наиболее устойчивы яйца и куколки, насекомые в диапаузирующих фазах. Личинки насекомых перед линькой более устойчивы, чем после линьки, самки устойчивее самцов.

Высокоорганизованные насекомые с более развитой нервной системой (перепончатокрылые, чешуекрылые) менее устойчивы, чем клопы, тли. Строение кожных покровов, наличие восковых налетов, строение оболочки яиц, активность физиологических процессов определяют различную устойчивость насекомых. Многие из них имеют специальные ферменты, которые участвуют в метаболизме ядовитых веществ и ускоряют разложение их с образованием нетоксичных продуктов.

У вредных организмов имеются и специальные защитные реакции против воздействия ядовитых веществ: отказ от приема пищи, рвотный акт, закрытие дыхалец. Голые слизни выделяют слизь, которая склеивает частицы препарата, и животные выползают из оболочки слизи, смешанной с пестицидом.

Условия питания, перезимовки, особенности поведения также имеют значение при действии ядовитых веществ.

В результате систематического применения одних и тех же препаратов возникает специфическая устойчивость — привыкание. Специфическая устойчивость известна у яблонной плодожорки, капустной моли, репной белянки, колорадского жука и у других насекомых. Отмечена устойчивость клещей к фосфорорганическим препаратам. Причиной специфической устойчивости является отбор из гетерогенных популяций особей, обладающих повышенной устойчивостью.

Ослабление специфической устойчивости может быть достигнуто путем применения пестицидов различных классов химических соединений с разным механизмом действия, разумного сочетания агротехнических, биологических и химических методов, применения комбинированных препаратов. Совместное применение пестицидов усиливает их токсические свойства, вызывая синергизм. Синергизм может проявляться как простое суммирование действия (аддитивность) и как эффект, превышающий суммарное действие отдельных препаратов (потенцирование).

В некоторых случаях взаимодействие пестицидов приводит к антагонизму, т. е. ослаблению или уничтожению действия одного препарата на другой.

Наконец, для предотвращения устойчивости вредителей к ядам следует избегать применения пестицидов в пониженных нормах расхода.

Задание 26 № 11250

Почему со временем повышается устойчивость насекомых-вредителей к ядохимикатам?

1) В популяции насекомых–вредителей из-за появления мутаций со временем появляются особи, устойчивые к ядохимикатам.

2) Эти особи сохраняются естественным отбором и их количество в последующих поколениях увеличивается.

3) Поэтому прежние дозы или виды ядохимикатов уже перестают действовать на вредителей.

В одном из своих исследований профессор Иоландой Чен из Университета Вермонта отметил, что эпигенетические изменения, передаваемые новым поколениям, могут решить проблему быстрой адаптации вредителей к пестицидам.

За более чем 150 лет колорадский жук сумел адаптироваться почти ко всем пестицидам, попадающие на его пути.

Колорадский жук, обитающий раньше в Скалистых горах, теперь распространился во многих частях света, нанося фермерам миллионы убытков.

Эра современных пестицидов началась еще в 1860-х г., когда фермеры начали уничтожать этих жуков, используя краску, содержащую арсенат меди. Вскоре колорадские жуки стали устойчивыми к этому средству защиты растений, а также и к арсенату свинца, ДДТ ртути, дильдрине и более пятидесяти других пестицидов. Вредители адаптируются к новым пестицидам в течение нескольких лет, а затем продолжают наносить огромный ущерб фермерам по всему миру.

Новое исследование приближает нас к объяснению устойчивости вредителей к пестицидам

Эти так называемые эпигенетические изменения активизируют у вредителя защитные механизмы, которые позволяют ему переносить токсины, обнаруженные в растениях картофеля.

Прилив ферментов может позволить насекомому блокировать новый пестицид с помощью биохимических средств, использующихся для преодоления естественной защиты растений, вместо того, чтобы полагаться на эволюционный процесс случайных мутаций, который мог бы постепенно снижать эффективность пестицида.

Самое главное, исследование показывает, что изменения, вызванные даже небольшими дозами пестицида, могут передаваться потомкам как минимум через два поколения.

Ученые выяснили, что у некоторых других видов насекомых воздействие пестицидов изменяет метилирование ДНК. Также наблюдались некоторые эпигенетические изменения, которые передавались будущим поколениям, размножающимся бесполым путем, например крошечного рачка Daphnia magna.

Революция в эволюции

В своем эксперименте ученые из Университета Вермонта вместе с коллегой из Университета Висконсина собрали взрослых жуков с органических ферм в Вермонте. Они разделили потомство, обработав их разными дозами пестицида имидаклоприда: одних высокими, вторых низкими, третьих менее токсичными химическими веществами, а некоторых просто водой. Через два поколения у жуков общее метилирование снизилось, а у жуков, подвергшихся воздействию воды, этого не произошло.

Ученые изначально предполагали, что стресс может оказывать влияние на организм вредителя, однако, специалисты в ходе опытов установили, что установили, что физические характеристики, приобретаемые насекомым в результате стресса, передаются из поколения в поколение.

В случае с колорадскими жуками, изучение которых проводилось в Университете Вермонта, исследователи сделали вывод: инсектициды могут воздействовать на генетику, усиливая, к примеру, выработку токсикозащитных свойств.

Динамическое взаимодействие между эпигенетикой и генетикой объясняет во многом эволюцию вредителей и их устойчивость к инсектицидам. Как эти изменения передаются через несколько поколений, остается загадкой, но проведенное исследование убедительно показывает, что это так.

Подготовлено по материалам сайта uvm.edu.

Читайте также: