Введение к работе
Актуальность темы. До насі .ящего времени самым распространенным методом борьбы с вредными насекомыми остаётся использование пестицидов, отрицательное воздействие которых на окружающую среду и человека очевидно.
Однако, все большее внимание и исследователей, и работников практики привлекают интегрированные системы защиты растений, которые направлены на усиление эффективности естественных механизмов регуляции численности в агроценозах ( Викторов,1S74; Geiler,1975; Фадеев, 1981 ). А в последнее время благодаря успехам в эндокринологии насекомых возникли перспективы использования новых методов в защите растений, основанных на применении регуляторов роста, развития и размножения насекомых.
Первоначально, большие надежды возлагались на те из них, действие которых основано на нарушении нормального гормонального баланса ювенильного гормона - одного из основных морфогенетичес-ких гормонов, ответственного за развитие и размножение насекомых. Однако, одним из существенных недостатков таких регуляторов развития как синтетические аналоги ювенильного гормона при применении их в качестве средств защиты растений является необходимость использования их лишь в тот период онтогенеза, когда титр ювенильного гормона у насекомых снижен. Природные же популяции, как известно, отличаются значительной возрастной неоднородностью.
Позже, в результате поиска у растений физиологически активных веществ, способных влиять на процессы гормональной регухлции насекомых, Бауэрсом ( Bowers,1976 ) были открыты вещества, обладающие антиювенильной активностью, которые были названы им прекоценами. Это открытие вызвало большой интерес у исследователей во многих странах мира. Он обусловлен тем, что эти природные соединения обладают высокой селективностью и в отличие от ювеноидов, способны оказывать воздействие на развитие насекомых на протяжении всего онтогенеза Кроме того, невысокая фото- и термостабильность прекоценов ( Поливанова,1984 ) снижает возможность их накопления в других организмах по цепям питания.
Современные исследования направлены главным образом на выявление нарушений, вызванных.прекоценами, в развитии и размножении разных групп насекомых. Очень немного работ посвящено изучению действия прекоценов на поведение насекомых и практически нет работ, связанных с исследованием действия прекоценов на отдельные внутренние органы или системы органов, за исключением прилежащих
- 2 -тел, которые являются непосредственен мишенью для этих веществ.
Для понимания механизма действия прекоценов на насекомых особенно важен многосторонний подход к изучению этих физиологически активных вещест^ позвоШяющий наиболее полно оценить роль ювенильного гормона в регуляции процессов жизнедеятельности насекомых и, таким образом, определить возможности использования прекоценов как средств защты растений.
Цель и основные задачи исследования. Основной целью настоящей работы было изучение морфофизиологических и поведенческих изменений, вызываемых действием прекоцена, у одного из чувствительных к прекоценам видов насекомых - вредной черепашки ( Eurygaster integriceps Puton), являющегося вредителем зерновых культур,а также выяснение возможности использования живых прекоценосодержа-щих растений для подавления развития и размножения вредных членистоногих.
В связи с этим, были поставлены следующие задачи:
на примере вредной черепашки
исследовать на протяжении всего онтогенеза влияние прекоцена на развитие прилежащих тел - эндокринных органов, являющихся источником ювенильного гормона;
выяснить действие прекоцена на созревание ооцитов;
изучить влияние дефицита ювенильного гормона, вызванного прекоценом, на развитие основных экскреторных органов;
используя прекоцен как средство химической аллатэктомии, исследовать роль ювенильного гормона в миграционном и репродуктивном поведении.
Для оценки роли прекоценов как возможных природных регуляторов численности насекомых изучить мерфогенетическое действие кормления насекомых живыми прекоценосодержащими растениями или их экстрактами, используя для этого азиатскую. саранчу ( Locusta migratorla L.), медоносную пчелу( Apis mellifera L.), зараженную эктопаразитом - клешем Варроа ( Varroa jacobsoni Qud.).
Научная новизна. Впервые для насекомых на примере вредной черепашки прослежена на протяжении всего онтогенеза динамика роста и развития прилежащих тел в норме и под действием прекоцена.
Впервые для насекомых установлено, что рост и развитие основных экскреторных органов - мальпигиевых сосудов происходит под контролем ювенильного гормона.
Впервые для насекомых обнаружено, что одним из органов мише-
ней для прекоцена являются мальшгиевые сосуды.
Обнаружено, что у вредной черепашки под действием прекоцена происходит увеличение продолжительности призывного поведения сам- ' цов, что, учитывая экологию этого вида, имеет адаптивный смысл.
Впервые для насекомых установлено сходство в действии дефицита ювенильного гормона, вызванного прекоценом и высокой плотностью популяции на темпы роста прилежащих тел.
Впервые показана возможность использования живых прекоі_,зно-содержащих растений или их экстрактов для подавления развития и размножения прекоценочувствительных членистоногих.
Теоретическая и практическая ценность работы. Полученные результаты исследований, которые выявили разнообразные реакции на действие прекоцена у одного из чувствительных к нему ви^ов насекомых - вредной' черепашки (Eurygaster integriceps) являются существенным вкладом в разработку теоретических основ практического использования этих физиологически, активных веществ. Многосторонний подход к изучению влияния прекоценов на насекомых позволяет не только оценить перспективы использования этих соединений как средств защиты растений от вредных членистоногих, но и расширить наши знания о роли ювенильного гормона в регуляции процессов жизнедеятельности насекомых.
Использование прекоценосодержащих растений представляет интерес для разработок практических подходов к применению этих растений для регуляции численности насекомых. На основе проведе чьи исследований предложена технология способов применения прекоценов и прекоценосодержащих растений для борьбы с варроатозом пчел (подана заявка на авторское свидетельство ).
Апробация работы. Результаты иследований доложены на коллоквиумах группы теоретических и прикладных прблем биометода ИЭМЭЖ им. А. К Северцова в 1986,1987,1988 годах, на объединенном коллоквиуме 4-х лабораторий того же института в 1991 году, на Всесоюзной конференции по нейроэндокринологии, Харьков, 1988 год, на Всесоюзном симпозиуме по хеморецепции насекомых, Вильнюс, 1988 год. Кроме того, материалы исследований .""' демонстрировались на ВДНХ ( Экология - охране природы ), 1988 год.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 8 статей, 2 тезисов.
Структура и объем работы. Дисертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав,