Оценка динамики формирования устойчивости комнатных мух Musca Domestica в естественных условиях их обитания - животноводческих комплексах юга Тюменской области

УДК 619:615.285
DOI 10.33861/2071-8020-2023-4-45-48

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

Эволюция устойчивости вредителей, которые угрожают здоровью человека и сельскому хозяйству во всем мире, к пестицидам становится все более актуальной проблемой, и она зарегистрирована как минимум у 546 видов [9]. В связи с развитием резистентности членистоногих к традиционно применяемым инсектицидам, исследователи из многих стран мира синтезируют действующие вещества, принадлежащие к новым химическим группам и имеющие новые механизмы действия [1]. Огромные инвестиции в такие проекты не всегда оправданы, поэтому имеется необходимость в упреждающем управлении сопротивлением насекомых и клещей [14]. Комнатные мухи Musca domestica L. - опасные насекомые, которые обитают во всем мире, передают множество инфекционных и инвазионных заболеваний животных и человека и от своей жизнедеятельности приносят многомиллионные убытки [2]. Они входят в десятку видов насекомых, которые также развили устойчивость к максимальному количеству действующих веществ [1]. Это придает высокое мировое значение разработке новых методов и способов борьбы с этими вредителями. Одним из таких способов является изучение устойчивости комнатных мух на отдельных объектах к применяемым против них инсектицидам и, в случае необходимости, проведение ротации препаратов [4, 5]. Многими исследователями проводятся лабораторные испытания по выявлению динамики формирования устойчивости этого вида насекомых к пиретроидам, ФОС, ХОС, неоникотиноидам, карбаматам, авермектинам и др., где происходит ее возрастание более чем в 20 раз, при воздействии на них сублетальными дозами инсектицидов в течении 6 поколений и более [6, 8, 11]. Также приводятся данные об одномоментных исследованиях степени резистентности у природных популяций, где показатель резистентности (ПР) к этим же веществам составляет от ПР>10 до ПР>7000 и выше [1, 3, 7, 12], но литературных сведений о динамике развития устойчивости у комнатных мух в естественных условиях их обитания практически нет. Однако известно то, что в отличии от лабораторных исследований существует большое количество переменных (факторов), которые взаимосвязаны с развитием резистентности у насекомых в естественных условиях и динамика ее формирования вероятнее всего будет отличаться [12].

Целью настоящих исследований стало изучение формирования устойчивости комнатных мух Musca domestica (за 4-х летний период) при использовании против них коммерческих инсектицидных препаратов в естественных условиях их обитания - животноводческих фермах Тюменского района Тюменской области.

Материалы и методы исследований. Исследование динамики формирования резистентности к современным инсектицидам проводили в хозяйствах Тюменского района, Тюменской области: АО ПЗ Учхоз ГАУ Северного Зауралья (широта: 57.155454 долгота: 65.433809) и ЗАО «Агрофирма «Луговская» (широта: 57.231676 долгота: 65.249705) далее хозяйство № 1 (Пу) и № 2 (Пл) соответственно занимающихся разведением крупного рогатого скота, которые проводят мероприятия по истреблению мух на своей территории. Данные хозяйства располагаются друг от друга на расстоянии 14 км по прямой линии. Для анализа изменений резистентности у комнатных мух в этих хозяйствах провели сбор сведений об использовании инсектицидных средств за период 2018-2022 гг. (5 лет). Динамику формирования устойчивости насекомых изучали по показателю резистентности (далее, ПР), который контролировали ежесезонно в период 2019-2022 гг. Для этого, осуществляли отлов насекомых в помещениях, где содержатся животные, затем в условиях лаборатории культивировали F1 для получения одновозрастных имаго насекомых. Устанавливали гибель имаго ЛД50 при кишечном воздействии ацетамиприда, фипронила, ивермектина, хлорфенапира и дельтаметрина -представителей разных химических классов инсектицидов. К этим же активным веществам заранее были получены значения ЛД50 аналогично по возрасту и методике для имаго чувствительной популяции насекомых, имеющиеся в лаборатории на протяжении более 15 лет, к которым инсектициды не применялись. Готовили ацетоновые 10% маточные растворы, из которых в различной кратности проводили разведение, затем в объеме 40 мкл пропитывали 0,1 г сахара, предварительно размещенного на дне стеклянного стаканчика (объем 50 мл). Ацетону давали испариться (не менее 2 часов), после чего в стаканчики помещали по 10 насекомых в возрасте 3-5 суток без разделения по полу и закрывали сетчатым порш-нем (для воздухообмена). Обеспечивали поилкой при помощи полоски фильтровальной бумаги, один конец которой располагался в стаканчике с насекомыми (между стенкой и поршнем), другой- в сосуде с водой. Добивались нулевой гибели насекомых при воздействии максимальных концентраций растворов, а получение 100% гибели мух- при минимальных. Полученные данные, в том числе, в интервале этих значений, использовали для расчета ЛД50. Для каждой исследуемой дозы проводили опыты не менее чем в трех повторениях. Учет гибели проводили через 24 часа. Показатель резистентности (ПР) к инсектицидам устанавливали путем расчёта отношения ЛД50 для комнатных мух природной популяции мух к ЛД50 для чувствительной. Уровень резистентности определяли по следующим критериям ПР: 1 - отсутствие устойчивости; 2-10 - низкое сопротивление; 11-20 - умеренное сопротивление; 21-50 - высокая стойкость; 51-100 - очень высокая резистентность [7]. Пробит-анализ данных «доза-смертность», был выполнен с использованием программы SPSS Statistics 23.

Таблица 3 Полулетальные дозы инсектицидов по результатам оценки кишечного инсектицидного действия против имаго комнатных мух Musca domestica лабораторной культуры и природных популяций

Наименование действующего вещества	Популяция / год отлова	ЛД50, %	ПР	хи2	ст. св.
Ацетамиприд	Пу2019	0,209 (0,0984-1,962)	3,8	13	5
	Пу2020	0,10133 (0,04797-0,176103)	1,8	4,5	5
	Пу2021	0,1713(0,10597-0,3184)	3,19	5,25	2
	Пу2022	0,0826(0,045-0,1333)	1,5	2,5	3
	Пл2020	0,0966 (0,0545-0,1367)	1,8	0,4	4
	Пл2021	0,0973(0,0474- 0,1872)	1,8	0,4	4
	Пл2022	0,1062(0,0523-0,2249)	1,9	1,03	3
	Л	0,0536 (0,0407-0,0689)	-	3,9	0,6
Фипронил	Пу2019	0,00017 (0,00014-0,00025)	0,68	4,5	5
	Пу2020	0,0004 (0,0002406-0,006233)	1,6	2,9	3
	Пу2021	0,00077(0,00039-0,001687)	3,08	0,79	3
	Пу2022	0,0013(0,0004-0,0036)	0,7	4	4
	Пл2020	0,0002786 (0,0001899-0,0035)	1,11	0,7	2
	Пл2021	0,00049(0,00021-0,00099)	1,96	2,56	2
	Пл2022	0,000343(0,00013-0,00088)	0,72	0,6	5
	Л	0,00025(0,0002-0,0003)	-	4,5	5
Ивермектин	Пу2019	0,007 (0,004-0,013)	0,53	10,6	8
	Пу2020	0,053206 (0,013339-0,146739)	4,03	1,7	2
	Пу2021	0,00654(0,00336-0,0143)	0,49	0,4	4
	Пу2022	0,00086(0,00037-0,00187)	0,06	0,8	3
	Пл2020	0,009701 (0,005-0,017029)	0,73	1,2	2
	Пл2021	0,0094(0,00291-0,0271)	0,71	4,2	3
	Пл2022	0,036(0,011-0,1418)	2,7	3,3	6
	Л	0,0132 (0,0095-0,019)	-	10,6	8
Хлорфенапир	Пу2019	0,006 (0,0051-0,0073)	0,83	1,4	2
	Пу2020	0,0035092 (0,001878-0,053647)	0,48	0,1	3
	Пу2021	0,0053(0,0019-0,01477)	0,73	3,2	3
	Пу2022	0,0038(0,0018-0,0085)	0,5	1,1	3
	Пл2020	0,00 37437 (0,00 2 6314 - 0,0497)	0,51	3,3	3
	Пл2021	0,0041(0,0018-0,0088)	0,56	1,19	3
	Пл2022	0,0104(0,003-0,027)	1,4	3,8	4
	Л	0,0072 (0,006-0,0086)	-	4,6	4
Дельтаметрин	Пу2019	-	-	-	-
	Пу2020	0,000152 (0,000137-0,000196)	0,6	4,1	3
	Пу2021	0,00343(0,00159-0,00758)*	13,8	0,75	2
	Пу2022	0,0026(0,00127-0,0053)*	10,4	0,79	2
	Пл2020	0,001136 (0,000651-0,002035)	4,5	3,45	3
	Пл2021	0,0024(0,0007-0,00491)*	9,6	1,05	2
	Пл2022	0,00243(0,00163-0,00369)*	9,7	1,8	3
	Л	0,000248 (0,000212-0,000291)	-

Примечание: доверительные интервалы при вероятности 95%; Л - лабораторная культура; Пу2019-Пу2022 - природная популяция мух из АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья» за 2019-2022 гг.; Пл - природная популяция мух из ЗАО «Агрофирма Луговская» за 2019-2022 гг.; ПР - показатель резистентности; * - различия статистически значимы (p<0,05) по сравнению с показателем популяции Л.

Культивирование и содержание комнатных мух Musca domestica природных и лабораторной популяций осуществляли в сетчатых садках (25 х 25 х 25 см). Для личинок использовали одноразовые пластиковые стаканы (0,5 л с широким дном), при температуре 26-28°C и относительной влажности 40-60%. В садки с имаго мух помещали поилки с водой и полноценное сухое молоко в качестве корма. Среда для получения яйцекладок и культивирования личинок содержала пшеничные отруби, воду и раствор хлебопекарных дрожжей, при этом природные популяции мух содержались отдельно от лабораторной.

Результаты исследований и их обсуждение. Согласно данным, представленным ветспециалистами хозяйств № 1 и № 2, было выявлено, что для подавления численности комнатных мух в животноводческих помещениях использовались препараты на основе пиретроидов: Бутокс 5% э.к., Дельтанил 1% э.к. (дельта-метрин) и неоникотиноидов: Агита 10% в.г. (тиаметоксам) (в период 2018-2022 гг.) и Аттракт 8,33% с.г. (ацетамиприд), Агифлай в.г. (имидаклоприд+бета-цифлутрин) в период 2020-2022 гг. Дезинсекционные мероприятия проводились ситуационно при визуальном определении повышения количества мух в помещениях. Период обработок начинался с начала массового появления насекомых - 3 декады мая и заканчивался в конце сентября, при этом кратность дезинсекций варьировалась 1-2 раза в мес. одним из любых препаратов на выбор согласно инструкциям по их применению. За весь период исследований 2018-2022 гг. количество проводимых дезинсекций на основе пиретроидов и неоникотиноидов составила 20 и 25 раз - в хозяйстве №1, 19 и 18 раз - в хозяйстве № 2, соответственно. Эффективность проводимых мероприятий не устанавливалась. Также не установлены (до 2018 года) используемые инсектициды и кратность их использования.

В связи с полученными данными можно предположить, что за сезон количество генераций мух составляет от 5 поколений, а за период с 2018 по 2022 гг., в хозяйстве № 1 и № 2 общее количество природных генераций мух составило от 25 и более, отталкиваясь от того, что появление каждой новой генерации происходило минимум 1 раз в месяц. Также не исключено, что воздействие инсектицидами на одно и то же поколение происходило кратно и разными действующими веществами. Предположительно, минимальное количество возможных поколений, на которых оказывалось воздействие препаратами на основе пиретроидов и/или неоникотиноидов составило соответственно: 20 и 19 - в хозяйстве № 1, 25 и 18 - в хозяйстве № 2 за весь период наблюдений. Согласно литературным источникам в лабораторных условиях при давлении сублетальными дозами дель-таметрина (пиретроиды) на комнатных мух Musca domestica развитие резистентности увеличилось в 21 раз (с 8,41 до 176,34 кратности) всего за 6 поколений [11], по другим данным уровень резистентности вырос более чем в 20 раз при воздействии этого же вещества за 24 поколения [6]. В наших исследованиях (табл.) при применении препаратов на основе дельтаметрина в естественных условиях вероятно на 20 и 19 поколений (общее количество обработок в хозяйстве № 1 и № 2 за 2018-2022 гг.) уровень резистентности соответственно достиг низкого ПР 13,8 и умеренного сопротивления ПР 9,7 (за весь период изучения), что также может указывать на мутацию натриевых каналов kdr и kdr-his [2].

Лабораторные исследования о развитии устойчивости комнатных мух к неоникотиноидам (имидаклоприд) по другим литературным источникам показывают ее развитие в 106 раз (ПР) при воздействии соответствующим инсектицидом в течение 14 поколений [8]. По другим данным, в искусственных (лабораторных) условиях приводятся значения о 80,15 кратном увеличении устойчивости комнатных мух к имидаклоприду в течение 21 поколения, тогда как в нашем исследовании, предположительно, воздействие нео-никотиноидами оказывалось минимум на 25 и 18 поколений для хозяйства № 1 и № 2, соответственно, максимальные значения ПР составили всего 3,8 и 1,9. Также, изучение возможной перекрестной резистентности к фипронилу, ивермектину и хлорфенапи-ру в обоих хозяйствах показало, что оно было на уровне низкого сопротивления и варьировала 0,06-4,03. Таким образом, в наших исследованиях резистентность у комнатных мух к препаратам на основе пиретроидов и неоникотиноидов развивается медленнее, чем при воздействии на них в условиях лаборатории. Одной из причин этому, вероятно, является прерывание использования инсектицидов в осенне-зимний период, что наблюдали и на севере США у популяций комнатных мух, которые формируются в течении всего лета, в период которого для контроля количества этих насекомых используются инсектициды, и по мере понижения температуры количество насекомых снижается, и следовательно, инсектициды используются меньше, а в осенне-зимний период вообще не применяются [13]. В этом исследовании, в течении двух лет, сравнивали динамику аллелей резистентности к инсектицидам в популяциях комнатной мухи холодного климата в Нью-Йорке и более теплого во Флориде, где было установлено, что частоты аллелей резистентности к перметрину для двух генов (Vssc1 и CYP6D1), а также комбинации аллелей сильно различаются между штатами. Это подтверждает факт о зависимости степени резистентности у комнатных мух от динамики применения инсектицидов, что в данном случае преемственность между Нью-Йорком и Флоридой значительно затрудняет управление сопротивлением на большой географической территории [10]. В наших исследованиях (за 4-летний период изучения ПР) в связи с холодным периодом года происходит полное прерывание использования инсектицидов (более чем 6 месяцев в году), что вероятно влияет на динамику формирования резистентности, которая к пиретроидам и особенно к неоникотино-идам развивается гораздо медленнее, чем по литературным данным в лабораторных условиях.

Заключение. За 4-х летний период изучения динамики формирования резистентности у комнатных мух в естественных условиях- на объектах по разведению крупного рогатого скота юга Тюменской области выявлено умеренное сопротивление к пиретроидам (дельтаметрин) - ПР 13,8, а неоникотиноидам (аце-тамиприд) низкое сопротивление - ПР 3,8 в хозяйстве № 1 и, соответственно, ПР - 9,7 и ПР - 1,9 в хозяйстве № 2. Кросс-резистентность к ивермектину, фипронилу и хлорфенапиру при этом не зафиксирована. Полученные новые знания о динамике развития резистентности у природных популяций комнатных мух Musca domestica могут быть использованы для разработки интегрированной системы контроля численности мух на объектах ветсаннадзора, с целью обеспечения высокой эффективности и экономической целесообразности мероприятий. Однако, также, необходимо продолжить изучение устойчивости этих насекомых к инсектицидам в естественных условиях их обитания, при этом нужно учитывать количество и эффективность проводимых дезинсекционных мероприятий, численность насекомых и их генераций.

Статья подготовлена в соответствии с планом НИР по программе фундаментальных научных исследований РАН (№ 121042000066-6) «Изучение и анализ эпизоотического состояния по болезням инвазионной этиологии сельскохозяйственных и непродуктивных животных, пчел и птиц, изменения видового состава и биоэкологических закономерностей цикла развития паразитов в условиях смещения границ их ареалов».

Список литературы:

1. Давлианидзе, Т. Санитарно-эпидемиологическое значение и резистентность к инсектицидам комнатных мух Musca domestica (аналитический обзор литературы 2000-2021 гг.) / Т. Давлианидзе, О. Еремина // Вестник защиты растений. 2021. № 2. С. 72-86.

2. Давлианидзе, Т. Резистентность к инсектицидам комнатной мухи Musca domestica в центре Европейской части России / Т. Давлианидзе, О. Еремина, В. Олифер // Вестник защиты растений. 2022. № 105 (3). C. 114-121.

3. Инсектицидная чувствительность и ферментативная активность у Musca domestica L. природных популяций / М. А. Левченко, Е. А. Силиванова, П. А. Шумилова, Н. А. Сенникова // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2021. № 4. С. 428-435.

4. Левченко, М. А. Тактика борьбы с Musca domestica на объектах ветеринарно-санитарного надзора / М. А. Левченко, Е. А. Силиванова // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2019. В. 20. С. 308-312.

5. Рославцева, С. А. Резистентность членистоногих к инсектоакари-цидам - глобальная проблема медицинской дезинсекции / С. А. Рослав-цева // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2013. № 6. С. 22-29.

6. Соколянская, М. Динамика формирования резистентности комнатной мухи к инсектицидам из разных химических классов / М. Соколянская, Д. Амирханов // Вестник защиты растений. 2008. № 4. С. 22-32.

7. Abbas N. Resistance to Conventional and New Insecticides in House Flies (Diptera: Muscidae) From Poultry Facilities in Punjab, Pakistan // Journal of Economic Entomology. 2015. Vol. 108 (2). Pp. 826-833.

8. Abbas N., Khan H., Shad S. Cross-resistance, stability, and fitness cost of resistance to imidacloprid in Musca domestica L., (Diptera: Muscidae) // Parasitology Research. 2014. Vol. 114 (1). Pp. 247-255.

9. Defining Terms for Proactive Management of Resistance to Bt Crops and Pesticides / B. Tabashnik et al. // Journal of Economic Entomology. 2014. Vol. 107 (2). Pp. 496-507.

10. Dynamics of insecticide resistance alleles in house fly populations from New York and Florida / F. Rinkevich et al. // J. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 2007. V. 37 (6). Pp. 550-558.

11. Khan H., Akram, Haider M. Genetics and mechanism of resistance to deltamethrin in the house fly, Musca domestica L., from Pakistan // Ecotoxicology. 2015. Vol. 24 (6). Pp. 1213-1220.

12. Li Huang, Yuan J. Status and preliminary mechanism of resistance to insecticides in a field strain of housefly (Musca domestica L) // Revista Brasileira de Entomologia. 2018. Vol. 62 (4). Pp. 311-314.

13. Scott J. Evolution of resistance to pyrethroid insecticides in Musca domestica // Pest Management. Science. 2016. Vol. 73 (4). Pp. 716-722.

14. Thomas C. IRAC: Mode of action classification and insecticide resistance management // Pesticide biochemistry and physiology. 2015. Vol. 121. Pp. 122-128.

Резюме. Целью настоящих исследований являлось изучение динамики формирования устойчивости комнатных мух Musca domestica (за 4-х летний период) при использовании против них коммерческих инсектицидных препаратов в естественных условиях их обитания - животноводческих фермах Тюменского района Тюменской области. В двух хозяйствах, занимающихся разведением крупного рогатого скота, авторами проведено изучение динамики формирования резистентности у обитающих комнатных мух Musca domestica к представителям пяти химических групп инсектицидов при воздействии на них пиретроидами и неоникотиноидами. За весь период выявлено умеренное сопротивление к пиретроидам (дельтаметрин) - ПР 13,8, а неоникотиноидам (ацетамиприд) низкое сопротивление - ПР 3,8 в хозяйстве № 1 и, соответственно, ПР-9,7 и ПР-1,9 в хозяйстве № 2. Кросс-резистентность к ивермектину, фипронилу и хлорфенапиру при этом не зафиксирована. При сопоставлении данных о скорости формировании резистентности у природных популяций насекомых с данными литературных источников, полученных в условиях лаборатории выявлено, что устойчивость у насекомых к этим веществам развивается гораздо медленнее. Это, предположительно может указывать на то, что в естественных условиях данных исследований происходит прерывание воздействия инсектицидами в связи с похолоданием в осенне-зимний период, когда лет их прекращается. Полученные данные могут быть использованы для разработки интегрированной системы контроля численности мух на объектах вет-саннадзора с целью обеспечения высокой эффективности и экономической целесообразности мероприятий.

Ключевые слова: комнатные мухи, Musca domestica, природные популяции, динамика резистентности, показатель резистентности, дель-таметрин, ацетамиприд, хлорфенапир, ивермектин, фипронил, животноводческие хозяйства, юг Тюменской области.

Сведения об авторах:

Шумилова Полина Андреевна, младший научный сотрудник лаборатории ветеринарных проблем в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского института 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; e-mail: sirota.polina@gmail.com.

Ответственный за переписку с редакцией: Левченко Михаил Алексеевич, кандидат ветеринарных наук, заведующий лабораторией ветеринарных проблем в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского института 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.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей