Устойчивость вредителей к пестицидам

Обновлено: 05.10.2024

Резистентность живых организмов - это невосприимчивость к различным химическим или биологическим препаратам. В более узком смысле – это устойчивость организмов к пестицидам, в среде которых они способны нормально развиваться и увеличивать популяцию.

Природная устойчивость

Природная устойчивость – это способность организмов противостоять и приспосабливаться к условиям окружающей среды, основываясь на биологических возможностях. Среди факторов природной устойчивости можно выделить следующие:

Видовая. Данный тип сопротивляемости обусловлен видовыми биологическими особенностями разных организмов. Применяя в борьбе с вредителями пестициды, нужно учесть, что сопротивляемость ядовитым веществам может сильно колебаться в рамках отдельно взятого вида.

Половая. В некоторых случаях более устойчивыми к воздействию химических веществ оказываются самки вредителей.

Фазовая. К инсектицидам наиболее восприимчивы насекомые в стадии личинки и имаго, к фунгицидамспоры грибов в фазе прорастания, а сорняки в стадии молодых ростков. Высокой устойчивостью к ядам отличаются насекомые в фазах яйца и куколки, а также семена и споры в стадии зимовки. При этом сопротивляемость пестицидам может колебаться даже в рамках одной фазы. Во многом на устойчивость влияет возраст, время суток, сезон года и т.п. Например, личинки насекомых лучше подвержены действию инсектицидов в первом возрасте, тогда как ближе к стадии линьки их сопротивляемость пестицидам возрастает.

Возрастная. Молодые особи лучше поддаются воздействию химикатов, тогда как с течением времени устойчивость неизменно повышается. Данное правило актуально для любых организмов: насекомых, грызунов и растений.

Сезонная. Насекомые зимующие во взрослой стадии или фазе личинки более восприимчивы к токсическим веществам в весенней время, после пробуждения. Осенью, напротив, снижается уровень активности, особи мало едят и уже накопили достаточное количество питательных веществ. Поэтому эффективность пестицидов сильно снижается.

Временная. Если на участке для дезинсекции длительное время использовался один и тот же препарат, у насекомых и клещей может выработаться устойчивость к его компонентам. Доза, которой хватает для истребления обычной популяции, оказывается недостаточной при работе с насекомыми, выработавшими устойчивость к препарату.

Главной причиной возникновения резистентности можно назвать естественную селекцию крепких и устойчивых к пестицидам особей, выживших после обработки территории определенной дозировкой препарата. Наиболее приспособленными оказываются насекомые, у которых скорость размножения достигает нескольких поколений за сезон. При этом в каждом поколении отбирается часть популяции, наиболее устойчивая к определенному химикату на генном уровне. В результате сопротивляемость ядам закрепляется и передается по наследству. От того, насколько велик процент насекомых, подвергшихся генной модификации, можно говорить о возникновении или отсутствии устойчивой к пестицидам популяции.

Кроме того, устойчивость подразделяется на несколько групп:

Индивидуальная устойчивость

Данный тип устойчивости предполагает сопротивляемость организмов только одному препарату. На практике практически не встречается и обусловлен повышенной активность ферментов насекомого, нивелирующих воздействие пестицида.

Групповая устойчивость

Данный тип устойчивости возникает при использовании препаратов одной группы. При этом возникает сопротивляемость сразу нескольким пестицидам сходным по составу и принципу действия, многие из которых ранее не применялись на обрабатываемой территории.

Сопротивляемость определенным группам препаратов объясняется следующими факторами:

Замедленное попадание токсина на тело насекомого и быстрое его выведение. По сравнению с обычными особями, устойчивые насекомые выводят в 2-3 раза больше токсичных веществ.

Оперативная детоксикация препаратов, обусловленная наличием у устойчивых особей специализированных ферментов с высокой степенью активности.

Плохая проницаемость оболочки и нервных клеток. У устойчивых особей этот показатель в несколько раз выше.

Высокое содержание липидов у особей с повышенной сопротивляемостью. Если популяция обрабатывается липидорастворимыми ядами, то большая их часть блокируется в жировой прослойке насекомого.

Пути преодоления устойчивости

При возникновении большой популяции устойчивых особей невозможно говорить об эффективном использовании какого-либо препарата. Чтобы не допустить формирования резистентности у вредных организмов, нужно внимательнее следить за соблюдением нормы расхода пестицидов, а также сроков обработки.

Чтобы предотвратить формирование популяции, устойчивой к ряду пестицидов, используют следующие методы:

Поочередное применение средств, различающихся по составу и спектру действия. Чередование необходимо соблюдать не только в течение года, но и в пределах оного сезона. Примером является возникновение устойчивости к пиретроидам у колорадского жука. В данном случае рекомендуется неоникотиноид.

Усиление действия препарата за счет введения в состав синергистов. При этом не стоит употреблять смесь фосфорорганических веществ и пиретроидов в дозах, отличных от указанных на упаковке. Кроме того, при их многократном использовании может развиться сопротивляемость к обоим препаратам.

Отмена пестицидов, на которые выработалась резистентность. В научной литературе такой процесс называется реверсией и заключается в поэтапном возвращении к популяции с чувствительными к препарату особями.

Резистентность (от латинского resistento-сопротивляемость) – устойчивость различных организмов к химическим и биологическим препаратам.

Содержание:

Устойчивость организма к пестициду – это биологическое свойство сопротивляться его отравляющему действию. Устойчивый организм нормально функционирует, развивается и размножается в среде, содержащей яд. [2]

Устойчивость и резистентность организмов нередко рассматривают как синонимы. Однако целесообразнее термин устойчивость употреблять в общем смысле этого слова либо в частных случаях в отношении природных стрессовых факторов, болезней и вредителей. Термином резистентность желательно обозначать устойчивость организмов к пестицидам. [3]

Померанцевая щитовка

История обнаружения явления

Первая информация о появлении устойчивых к химическим пестицидам организмов появилась в научной печати в 1915 году в США.

В частности, сообщалось о возникновении в калифорнийских садах колоний померанцевой щитовки, устойчивых к синильной кислоте.

Позднее, проявив внимание к этому вопросу, специалисты обнаружили признаки устойчивости и у других вредных организмов к сере и даже к инсектициду растительного происхождения – пиретруму, получаемому из ромашки далматской и других ее видов. До 1940-х годов резистентности не придавали большого значения, однако с появлением в 1960-х годах целой серии химических препаратов она вновь привлекла внимание. [3]

Различают устойчивость природную, основанную на биологических и биохимических особенностях организмов, и приобретенную, появляющуюся только в результате взаимодействия с ядом. [2]

Природная устойчивость

Природная устойчивость подразделяется на:

видовую,
половую,
фазовую (стадийную),
возрастную,
сезонную и
временную.

Этот вид устойчивости возник и существует вне зависимости от применения химических средств защиты растений.

Видовая устойчивость

обусловлена особенностями биологии определенных видов вредных организмов (насекомых, клещей грызунов и других).

Устойчивость организмов сильно колеблется в пределах одного вида, что следует учитывать при использовании пестицидов.

Половая устойчивость

В ряде случаев более устойчивы к ядовитым веществам женские особи насекомых и животных. Такая устойчивость преодолевается подбором соответствующих доз.

Фазовая устойчивость

Изменения устойчивости вредных организмов отмечаются и в онтогенезе в зависимости от фазы (стадии) развития. Наиболее чувствительны к ядам личинки и взрослые насекомые, конидии грибов в момент прорастания, растения в фазе проростков. Высокоустойчивы насекомые в фазе яйца, куколки и во время диапаузы, зимующие споры грибов и бактерий, семена растений.

Устойчивость вредных организмов к ядам в пределах одной фазы развития изменяется в зависимости от возраста, времени суток и времени года (сезона). Личинки насекомых более чувствительны к инсектицидам в раннем возрасте, а к моменту линьки их устойчивость возрастает.

Возрастная устойчивость

Сезонная устойчивость

Для насекомых, зимующих в фазе имаго или личинки, характерна сезонная устойчивость. В конце лета или осенью эти виды более устойчивы к пестицидам, так как накапливают значительное количество жира и мало питаются. Весной они более чувствительны к ядам потому, что организм ослаблен длительной зимовкой. [2]

Приобретённая устойчивость (собственно резистентность)

В результате систематического применения инсектицидов и акарицидов у насекомых и клещей может появиться устойчивость (резистентность) к ним. Устойчивые к действию инсектицидов насекомые не гибнут от данных ядохимикатов, применяемых в дозах, выбывающих гибель обычной (чувствительной) популяции.

Основной причиной резистентности является селекция устойчивых особей, выживающих после применения препарата в определенной дозе. Каждая популяции насекомых представляет совокупность особей, отличающихся по своим биологическим особенностям, в том числе и по чувствительности к действию ядов. При систематическом применении инсектицидов у быстроразмножающихся видов (дающих за сезон несколько поколений) отбирается и селекционируется часть популяции, содержащая гомозиготные особи (по гену устойчивости), и результате чего на время наследственно закрепляется устойчивость к данному фактору. [1]

В основе преобразования чувствительной популяции в устойчивую лежат количественные изменения её генотипического состава. [4]

Различают несколько разновидностей устойчивости. Кроме прямой (индивидуальной) устойчивости к инсектициду, нередко возникает перекрестная групповая устойчивость (кросс-резистентность) к целой группе химических соединений из данного класса, хотя остальные соединения при этом и не применялись. Чаще всего это происходит в отношении соединений, обладающих аналогичным или родственным механизмом токсического действия. Реже возникает и проявляется менее четко перекрестная межгрупповая устойчивость, проявляющаяся в отношении соединений из других химических классов. [1]

Индивидуальная устойчивость

Это резистентность только к одному пестициду. Встречается довольно редко и обусловливается активностью узкоспециализированных ферментов, разрушающих токсичное вещество. Например, устойчивость насекомых к карбофосу объясняется тем, что этот пестицид быстро разрушается в организме устойчивых насекомых ферментом малатионоксидазой.

Групповая устойчивость

Это устойчивость к двум или нескольким пестицидам, родственным по строению и механизму действия, относящимся к одной группе, возникающая после применения препарата этой группы. Например, после обработок насекомых препаратами ГХЦГ возникала раса вредителей, устойчивая ко всем хлорорганическим инсектицидам. Групповая устойчивость насекомых или клещей обусловлена следующими причинами:

более медленным проникновением яда в организм и более быстрым выведением его. Устойчивые особи выделяют в 2-3 раза больше токсиканта, чем чувствительные;
быстрой детоксикацией ядовитого вещества вследствие более высокой активности ферментов или появления специфичных энзимов. У устойчивых к фосфорорганическим соединениям рас насекомых активность алиэстераз и фосфатаз выше, чему чувствительных. В результате инсектицид быстро разрушается. Некоторые виды насекомых обладают набором специфичных ферментов, активно разрушающих инсектициды (у устойчивых к карбофосу – малатионоксидаза);
различной проницаемостью оболочек нервных стволов. В организме устойчивых насекомых инсектицид плохо проникает в нервные клетки (установлено для полихлорциклодиенов);
повышенным содержанием липидов в теле устойчивых особей. Эго приводит к тому, что липидорастворимые яды в значительном количестве удерживаются в жировом слое и оказываются выведенными из сферы действия.

Перекрёстная устойчивость

Это устойчивость к двум или нескольким пестицидам разных групп как по химическому строению, так и по механизму действия, возникающая после использования одного препарата. Такая устойчивость встречается редко и мало изучена. Подобное явление, по-видимому, объясняется тем, что ранее примененный инсектицид усиливает активность неспецифических ферментов эндоплазматической сети жирового тела. Поэтому новый препарат быстро разрушается до нетоксичных продуктов. [2]

Пути преодоления устойчивости

Для борьбы с устойчивыми популяциями вредных организмов и чтобы предотвратить возникновение резистентности к пестицидам необходимо тщaтeльное соблюдение норм расхода препаратов и сроков их применения.

Для предотвращения возникновения популяций с приобретённой устойчивостью применяют:

чередование пестицидов с различным механизмом действия как в течении сезона, так и по годам; [2]
замена применяемых препаратов токсикантами другого химического класса, чередование пестицидов разного механизма действия и спектра активности. Например, пиретроиды при установлении к ним резистентности у колорадского жука целесообразно чередовать с неоникотиноидами; [3]
добавление к пестицидам синергистов – веществ, усиливающих действие препарата. [2] Однако не рекомендуется использовать смеси инсектицидов, например пиретроидов и фосфорорганических препаратов, в неполных, относительно от рекомендованных, дозах. При их неоднократном применении разовьется резистентность к каждому компоненту смесей, и сразу два препарата будут потеряны для производства. При высоких уровнях резистентности к одному из компонентов применение смеси вообще малоэффективно; [3]
прекращение применения пестицидов, входящих в группу, к которой проявилась резистентность. В этом случае популяция организмов с течением времени вновь насыщается чувствительными особями и к конце концов становится нерезистентной. Данный процесс носит на звание реверсии резистентности. [3]

В случае, если в популяции вредителей обнаруживается множественная резистентность и преодолеть ее можно только отказом от использования пестицидов, заменяя их другими средствами и методами борьбы (устойчивые сорта, трансгенные растения, биологический и другие). [3]

Природная устойчивость

Природная устойчивость бывает индивидуальной, видовой, стадийной и возрастной, половой, сезонной и временной.

Индивидуальная устойчивость обусловлена особенностями особей, относящихся к одному и тому же виду, причем устойчивость отдельных особей к тому или иному пестициду может быть в десятки и даже в сотни раз выше, чем популяции в среднем. Наличие в популяции таких особей и обусловливает возникновение резистентности.

Видовая устойчивость обусловлена особенностями вида (насекомых, клещей, нематод) и преодолевается подбором эффективных препаратов.

Стадийная и возрастная устойчивость обусловлена изменением устойчивости в онтогенезе и преодолевается выбором такого срока обработки, когда объект наиболее чувствителен. Обычно организмы наиболее устойчивы к пестицидам в период покоя. Устойчивость гусениц увеличивается с возрастом, поскольку их кутикула становится менее проницаемой для пестицида.

Например, гусеницы 3-го возраста гроздевой листовертки в 3 раза более устойчивы, чем гусеницы 1-го возраста. Кукурузный мотылек обладает наибольшей чувствительностью в период массового отрождения гусениц — в это время и следует применять пестициды. Щитовки уязвимы только в стадии выхода из яиц и присасывания к листьям (бродяжки).

Половая устойчивость обусловлена половыми особенностями. Как правило, женские особи более устойчивы, так как у них сильнее развито жировое тело, которое служит барьером на пути проникновения пестицида к месту действия. Преодолевается этот вид устойчивости корректировкой нормы расхода препарата и зависимости от преобладания в популяции особей того или иного пола.

Сезонная устойчивость связана с влиянием питания на организм. Например, клоп вредная черепашка более чувствителен к пестициду весной, когда активно питается, а жировое тело еще не сформировалось, следовательно, эффективность пестицида будет определяться сроком обработки.

Устойчивость биологических объектов

Временная устойчивость обусловлена влиянием абиотических факторов (изменение влажности, температуры и т. и.). Например, во время похолодания долгоносики прячутся под комочками почвы и недоступны для пестицида. Фумиганты при низких температурах малоэффективны не только потому, что слабо возгоняются, но и потому, что интенсивность дыхания вредителей невелика. Устойчивость может меняться даже в течение суток. Насекомые, активные в дневные часы, обладают в это время большей чувствительностью к пестицидам, чем в ночные часы.

Как правило, устойчивость организмов возрастает с улучшением физиологического состояния, но понижается при повышении физиологической активности. Устойчивость снижается в условиях эпизоотий, что объясняется ухудшением физиологического состояния особей данной популяции.

Чтобы преодолеть природную устойчивость вредных организмов, необходимо правильно выбрать препарат и провести обработку с учетом состояния организма и условий окружающей среды.

Резистентность - приобретенная устойчивость к пестицидам

Резистентность. Это приобретенная устойчивость популяции, которая многократно и систематически обрабатывалась одним и тем же пестицидом или пестицидами, сходными по механизму действия. Развитие резистентности — сложный генетический процесс, в ходе которого под влиянием пестицида большинство нормальных особей погибает, а индивидуально устойчивые, которые априори являются мутантами с измененными биохимическими процессами и существовали в популяции до применения пестицида, выживают и размножаются. Следовательно, источники приобретенной устойчивости — природная индивидуальная устойчивость, гетерогенность популяции, скорость размножения и особенности пестицида как фактора отбора. Если индивидуальная устойчивость в популяции отсутствует, т. е. популяция гомогенна, то приобретенная устойчивость не развивается даже в условиях применения пестицида в течение десятилетий. (Это было показано на американской популяции малярийного комара).

Развитие резистентности — общебиологический процесс приспособления организмов к меняющимся условиям среды. Устойчивость к пестицидам приобретают насекомые, клещи, грызуны, болезнетворные бактерии, фитопатогенные грибы, сорняки.

Количественной характеристикой приобретенной устойчивости служит коэффициент устойчивости (КУ) или, что одно и то же, показатель резистентности, или уровень устойчивости:

КУ = СК₅₀ _{обрабатываемой популяции} / СК₅₀ _{контрольной чувствительной популяции}

Оценивается приобретенная устойчивость при КУ = 2. 5 как низкая (толерантность), при КУ = 8. 10 — как средняя и при КУ > 50 — как высокая (резистентность). У разных биологических объектов значение КУ составляет десятки, а иногда и сотни единиц. Это значит, что для получения одинакового эффекта резистентные популяции придется обрабатывать в десятки, а иногда и в сотни раз большим количеством пестицида, чем чувствительные, что для практики защиты растений неприемлемо. Поэтому усилия агронома должны быть направлены в основном на предупреждение развития резистентности. Для этого необходимо знать, какие бывают виды резистентности, как она формируется, как происходит реверсия (обратное развитие) резистентности.

Различают групповую, перекрестную и множественную резистентность.

Групповая резистентность — это приобретенная устойчивость к препаратам, относящимся к одной группе по химическому строению и обладающим одинаковым механизмом действия, например устойчивость популяции клещей к фосфорорганическим пестицидам.

Перекрестная резистентность — это устойчивость популяции к одному пестициду, которая возникает при селекции другим пестицидом и обусловлена одним генетическим фактором. Так, обработки против листоверток фосфорорганическими препаратами приводили к развитию перекрестной устойчивости к пиретроидам.

Множественная резистентность — это устойчивость популяции сразу к нескольким препаратам с разным механизмом действия, обусловленная разными генетическими факторами. В Голландии известны популяции красного плодового клеща, устойчивого к 19 акарицидам разных химических групп.

Этапы формирования резистентности. Первый этап — это период низкой, относительно стабильной устойчивости (толерантности). Наблюдается через 8. 15 поколений (КУ = 2. 5). В этот период еще можно получить удовлетворительный хозяйственный результат от пестицида, применив повышенную норму расхода.

Второй этап — это период быстрого нарастания устойчивости, причем она возрастает в 100 раз и более. В таком случае необходимо как можно скорее заменить препарат.

Третий этап — это период стабилизации устойчивости на уровне, предельном для данного препарата и данного вида.

Скорость развития приобретенной устойчивости определяется свойствами препаратов. При применении одних она развивается через 15. 18 поколений, а других — через 35. 40. Например, обработка диаметоатом 12 поколений персиковой тли привела к увеличению СД50 более чем в 1000 раз.

После прекращения обработок постепенно происходит восстановление прежней реакции популяции на пестицид — реверсия приобретенной устойчивости, так как устойчивые особи в популяции менее конкурентоспособны. Скорость реверсии также различна. Нестабильная резистентность восстанавливается через 1. 2 года, а стабильная — через 3 года и более.

Меры предотвращения резистентности и пути ее преодоления

Сложность борьбы с резистентными популяциями заключается в том, что любое мероприятие, направленное на уничтожение чувствительных особей (повышение эффективности пестицида, совершенствование способа обработки и т. п.), идет на пользу устойчивым. Иными словами: чем выше эффективность применения пестицида, тем скорее развивается резистентность и тем быстрее препарат становится нетоксичным для обрабатываемой популяции. Замена препарата другим или применение смесей препаратов может привести к развитию перекрестной или, что еще хуже, множественной резистентности.

Анализ теоретических закономерностей развития приобретенной устойчивости позволил разработать систему защиты, в основу которой положены генетические принципы. Для предупреждения резистентности рекомендуют не замену препаратов, а чередование пестицидов из разных групп с таким расчетом, чтобы при скрещивании особей с различным типом устойчивости в потомстве не выщеплялись формы с множественной устойчивостью. Чередование трех правильно подобранных препаратов может предотвратить повышение устойчивости популяции вредителей на протяжении 300 поколений, следовательно, эффективность обработок не будет снижаться в течение многих лет. Таким образом, научно обоснованная ротация пестицидов — надежный метод, тормозящий трансформацию чувствительных популяций в устойчивые.

В сельскохозяйственной практике имеют также значение мероприятия, направленные на замедление процесса отбора. Для этого рекомендуют не применять завышенных норм расхода пестицидов, сохранять энтомофагов, периодически использовать другие, нехимические средства защиты. Таким образом, чтобы не допустить развития резистентности, необходимо замедлить процесс отбора устойчивых особей и чередовать препараты с учетом генетических основ наследования.

В случае возникновения резистентности разрабатывают мероприятия по ее преодолению с учетом скорости реверсии и механизма приобретенной устойчивости. При нестабильной резистентности с быстрым снижением уровня устойчивости, что характерно для ФОС, препараты следует применять вновь через 1. 2 года, но не более одного раза за сезон. При стабильной резистентности применение селектирующего резистентность препарата даже через 3. 5 лет быстро приводит к ее восстановлению.

Знание механизма приобретения устойчивости позволяет найти нетрадиционные приемы ее преодоления. Так, резистентность колорадского жука к Фенвалерату объясняется повышенной активностью микросомальных монооксидаз, которые детоксицируют многие пестициды. Для преодоления этой устойчивости предложено применение пестицидов с синергистами — специальными веществами, блокирующими монооксигеназы, что исключает детоксикацию пестицидов.

Резистентная к ФОС популяция лугового мотылька оказалась наиболее уязвима в фазе имаго, поэтому для преодоления резистентности в данном случае достаточно скорректировать срок обработки. В любом случае более целесообразно не допускать развитие резистентности, чем искать приемы ее преодоления.

Обобщая сказанное ранее, отметим, что на скорость развития резистентности и ее характер оказывают влияние следующие факторы:

селектирующий пестицид и кратность его применения;
гетерогенность популяции и число поколений вредителя за сезон;
генетическая природа устойчивости;
состояние энтомофагов и применение нехимических средств защиты растений.

Применение пестицидов позволяет искусственно отбирать устойчивых вредителей. На этой диаграмме у первого поколения есть насекомое (выделено красным) с повышенной устойчивостью к пестицидам. После применения пестицидов его потомки становятся пропорционально более многочисленными, чувствительные насекомые (в белом цвете) погибают выборочно. После многократного применения устойчивые насекомые могут составить большинство в популяции.

Виды вредителей вырабатывают устойчивость к пестицидам в результате естественного отбора : наиболее устойчивые экземпляры выживают и передают свои генетические особенности потомству.

Повышается устойчивость к пестицидам. В Соединенных Штатах в 1940-х годах фермеры теряли 7% урожая из-за вредителей; в течение 1980-х и 1990- х годов потери составили 13%, так как объем используемых пестицидов увеличился. Более 500 видов вредителей выработали устойчивость к пестицидам.

По другим источникам, с 1945 года эта цифра составляла около 1000 видов.

Хотя развитие устойчивости к пестицидам обычно происходит в результате использования пестицидов, популяции вредителей также могут адаптироваться к нехимическим методам борьбы. Например, кукурузный корень , Diabrotica barberi , адаптировался к севообороту кукуруза-соя, войдя в диапаузу в год, когда участки засеваются соей.

В 2014 году несколько новых средств борьбы с сорняками близки к коммерциализации, но ни один из них не обладает новым способом действия, без сопротивления.

Резюме

Причины

Устойчивость к пестицидам, вероятно, обусловлена множеством факторов.

Многие виды вредителей имеют большое потомство, что увеличивает вероятность мутаций и обеспечивает быстрое распространение устойчивых популяций.

Виды вредителей всегда подвергались воздействию естественных токсинов задолго до того, как началось сельское хозяйство. Таким образом, многие растения вырабатывают фитотоксины для защиты от фитофагов. Коэволюция с их кормовыми растениями участвует в растительноядном развитии их физиологической способность детоксикации или переносить яды.

Люди часто зависят почти исключительно от пестицидов для борьбы с вредителями. Это увеличивает давление отбора в пользу сопротивления. Пестициды, которые не разлагаются быстро, помогают выбрать устойчивые штаммы даже после прекращения применения.

Вспомогательные насекомые, хищники и паразиты, как правило, имеют меньшие популяции и поэтому менее склонны к развитию устойчивости, чем основные мишени пестицидов, такие как комары и насекомые-фитофаги. Ослабляя их, вредители получают возможность процветать. Однако устойчивых хищников можно разводить в лаборатории.

Вредители с ограниченным питанием с большей вероятностью разовьют устойчивость, потому что они подвергаются воздействию более высоких концентраций пестицидов и с меньшей вероятностью будут воспроизводиться с необлученными популяциями.

Вредители с более коротким временем генерации развивают устойчивость быстрее, чем другие.

Примеры

В Соединенных Штатах исследования показали, что плодовые мухи , заселяющие апельсиновые рощи, становятся устойчивыми к малатиону .

В Гавайи , Японии и Теннесси , то стригущий развилась устойчивость к Bacillus Thuringiensis около трех лет после того, как он начал использовать в широком масштабе.

В Англии крысы в некоторых регионах выработали устойчивость, которая позволяет им глотать до пяти раз больше крысиного яда, чем нормальные крысы, не умирая.

В некоторых местах ДДТ уже не эффективен в профилактике малярии .

В южной части Соединенных Штатов, амарант Palmeri , с сорняками из хлопка и сои культур , разработал устойчивость к глифосату .

Колорадский жук разработал сопротивление 52 различных химических соединений , относящихся ко всем основным классам инсектицидов . Уровни устойчивости варьируются в пределах популяций и между стадиями развития насекомых , но в некоторых случаях они могут быть очень высокими (вплоть до 2000 раз).

Множественная и перекрестная резистентность

Механизмы преодоления

Вредители становятся устойчивыми за счет развития физиологических изменений, защищающих их от данного химического вещества.

Один из защитных механизмов - увеличение количества копий гена , что позволяет организму вырабатывать более одного защитного фермента, способного расщеплять молекулу пестицида на менее токсичные химические вещества. Эти ферменты включают эстеразы , трансферазы глутатиона и микросомальные оксидазы со смешанными функциями.

В противном случае количество или чувствительность биохимических рецепторов, которые связываются с пестицидом, могут быть уменьшены.

Поведенческая устойчивость описана для некоторых химикатов. Например, некоторые комары Anopheles предпочитают отдыхать на открытом воздухе, что защищает их от попадания пестицидов на внутренние стены.

Сопротивление может включать быстрое выведение токсинов, их секрецию внутри тела вдали от уязвимых тканей и меньшее проникновение через стенки тела.

Мутация одного гена может привести к развитию резистентного организма. В других случаях задействовано несколько генов. гены устойчивости обычно являются аутосомными. Это означает, что они расположены на аутосомах (в отличие от хромосом ). Из-за этого устойчивость одинаково передается у мужчин и женщин. Кроме того, устойчивость обычно передается по наследству как не полностью доминантный признак. Когда резистентная особь спаривается с восприимчивой особью, их потомство обычно имеет промежуточный уровень резистентности между родительскими.

Адаптация к пестицидам связана с эволюционными издержками, обычно снижая относительную приспособленность организмов в отсутствие пестицидов. У резистентных людей часто наблюдается сокращение их потомства, продолжительности жизни, мобильности и т. Д. Неустойчивые люди относительно лучше развиваются в отсутствие пестицидов, увеличивая их частоту, что дает возможность бороться с устойчивостью.

Личинки мясных мух вырабатывают фермент, который придает устойчивость к хлорорганическим инсектицидам . Ученые изучают способы использования этого фермента для расщепления молекул пестицидов в окружающей среде, что позволит их обезвредить и предотвратить вредное воздействие на окружающую среду. Подобный фермент, вырабатываемый почвенными бактериями, который также расщепляет хлорорганические соединения, действует быстрее и остается стабильным в различных условиях.

Управление

ИПМ обеспечивает сбалансированный подход к минимизации явлений сопротивления.

С устойчивостью можно бороться, сократив использование пестицидов. Это позволяет неустойчивым организмам вытеснять устойчивые штаммы. Затем их можно убить, вернувшись к использованию пестицидов.

Дополнительный подход заключается в сохранении необработанных участков рядом с обработанными участками, где могут выжить восприимчивые вредители.

Когда пестициды являются единственным или основным методом борьбы с вредителями, устойчивость обычно контролируется сменой пестицидов. Это включает в себя чередование классов пестицидов с различными механизмами действия, чтобы задержать или снизить сопротивляемость вредителям. В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды (EPA) определяет различные классы фунгицидов , гербицидов и инсектицидов . Производители могут рекомендовать не превышать установленное количество последовательных применений определенного класса пестицидов перед переходом к другому классу.

Два или более пестицида с различными механизмами действия можно смешивать в резервуаре на ферме, чтобы улучшить результаты и отсрочить или снизить сопротивляемость вредителям.

Химизация агропроизводства, выращивание монокультур, отсутствие фитосанитарного проектирования территорий приводит к устойчивости болезней и вредителей к средствам защиты растений. Это приводит к снижению урожайности, серьезным экономическим потерям и приближает точку не возврата в борьбе с сорняками, вредителями и болезнями.

Наиболее распространенным вредителем многих плодовых культур является яблоневая плодожорка. Ученые наблюдают тревожный тренд: ее численность в южных регионах возрастает, а эффективность препаратов против нее снижается. Современный ассортимент инсектицидов против яблоневой плодожорки включает 75 препаратов из 4 химических групп, но более 25 лет среди них доминируют ФОС и пиретроиды (84%), что привело к устойчивости вредителя. Ситуация с резистентностью характерна и для калифорнийской щитовки, свекловичного долгоносика, грушевой медяницы, клещей фитофагов (в повышенной численности на 30% площадей), колорадского жука и многих других особо опасных вредителей.

Так же прогрессирует резистентность фитопатогенов к пестицидам. Согласно данным Всероссийского Научно-исследовательского Института Биологической Защиты Растений (ВНИИБЗР), в настоящее время выявлена устойчивость к фунгицидам у более чем 150 видов возбудителей болезней. Число фитопатогенов, резистентных к фунгицидам возросло с 9 до 12. Сложной характеризуют ситуацию с чувствительностью основных вредителей тепличных культур специалисты Всероссийского Института Защиты Растений (ВИЗР).

Хуже всего ситуация обстоит с гербицидами. Впервые факт резистентности сорных растений к гербицидам зафиксирован в 1960 году. В настоящее время резистентность сорных растений проявляется ко всем известным классам гербицидов.

Стоит отметить еще один важный плюс биологизации - отечественные биологические средства защиты растений практически не зависят от импорта, в отличие от химических пестицидов.

Читайте также: