Andmebaasi logo
 

The Effects of Natural and Anthropogenic Factors on the Physiological State of Insects

Laen...
Pisipilt

Kuupäev

2012

Kättesaadav alates

Autorid

Kivimägi, Irja

Ajakirja pealkiri

Ajakirja ISSN

Köite pealkiri

Kirjastaja

Eesti Maaülikool

Abstrakt

1. A novel O2 respirometry system termed coulometric respirometry was developed able to record oxygen convective uptakes (passive sucction inspiration) during the F-phase. It is not possible to measure and record these O2 uptakes using a flow-through respirometry system. It was found that the F-phase begins immediately after the end of O-phase. The convective O2 uptakes at the beginning of the F-phase did not allow the emission of CO2 and water vapour. It was demonstrated that when coulometric O2 respirometry and flow-through CO2 respirometry are used alternately more information can be obtained than from each system separately. 2. This work demonstrated that, in carabid beetle Pterostichus niger, the DGE pattern is typical in a dry environment (5% RH), as well as in conditions of high humidity (95% RH). The main prediction of the hygric hypothesis is that, in moist air, DGE is eliminated. In this way, the hygric theory was not supported in this carabid species. Therefore, we give more support to the well-known alternative hypothesis: the O2 damage hypothesis. 3. The results showed that sublethal doses of pyrethoid Fastac 50 EC influence the physiology of beneficial insects. The main effect of pyrethroid was to eliminate cyclic gas exchange of carabid beetle Platynus assimilis and the pattern of continuous gas exchange appeared. After this transformation of gas exchange pattern, water loss increased due to the higher frequency and amplitude of the continuous respiratory contractions. 4. The present work demonstrated significant differences in some biological parameters of cabbage moth Mamestra brassicae larvae and pupae reared on different food plants. Food plants influenced larval developmental rate, larval and pupal body mass, mass loss and the intensity of pupal diapause. Developmental time of larvae was shorter when reared high quality of food plants. Poor quality of larval food plant influenced diapause intensity of pupae. The weakening diapause of pupae caused higher winter mortality. From the results it may be concluded that the effect of the pesticides should not be observable in a short time frame since there is a chance the insect survival is affected subsequently. This is the reason why pest monitoring is required before pesticide application. The elaborated O2 respirometry system termed coulometric respirometry allows to measure even smallest differences caused by numerous factors influencing the physiological state of insect. By this method it is possible to carry out more detailed research about long-term effects of sublethal doses of pesticides including biopesticides on insect. Together with physiological research field studies on availability and quality of host plants are needed in order to accumulate basic knowledge for planning crop layouts within a field and successional cropping/rotational practices from year to year to minimise the success of pest.
Putukate tundlikkus keskkonnatingimuste muutuste suhtes peegeldub ka nende füsioloogilises seisundis. Putukate füsioloogilise seisundi hindamiseks kasutakse peamiselt hingamis-ainevahetuse taseme määramist koos hingamis-mustrite kirjeldamisega. Ainevahetuse taset määratakse kas süsihappegaasi (CO2) eraldumise või hapniku (O2) tarbimise hulga alusel. Mudelobjektidena kasutati kasulikke röövtoidulisi jooksiklasi suur-süsijooksikut Pterostichus niger ja süsi-ketasjooksikut Platynus assimilis ning kahjurputukatest kapsaöölast Mamestra brassicae ja suur-kapsaliblikat Pieris brassicae. Tulemused ja järeldused: 1. Töö tulemusena töötati välja ja rakendati elektrolüütiline respiromeeter-aktograaf, mis võimaldab registreerida putuka hingamisavade mikro-avanemisi ja õhu (hapniku) passiivseid imev-sissetõmbeid. Kuna hingamisavade iga mikro-avanemine põhjustab nuku tagakeha passiivseid liigutusi (kontraktsioon-ekstensioon) siis neid saadi registreerida infrapuna-aktograafiga, mis tähendab, et läbivoolu-respiromeetria üleskirjutustel saab infrapuna-aktograafi ja gaasianalüsaatori üheaegsel rakendamisel jäädvustada ka O2 konvektiivseid sissetõmbeid (trahheedes rõhk pidevalt suureneb, kuid alarõhk atmosfäärse rõhu suhtes säilib ka F-faasi lõpus). Varajases diapausis oleva suur-kapsaliblika P. brassicae nukuga tehtud katsed näitasid, et gaasivahetuse tsükli F-faas on seniarvatust märksa pikem ja sageli algab vahetult peale O-faasi. Selgus, et F-faasi alguses toimuvad O2 imev-sissetõmbed trahheedesse ilma CO2 eraldumiseta, sest trahheedesse järsult sissevoolav ehk sisseimetav õhk takistab CO2 ja vee väljumist trahheedest. F-faasi vältel O2 siseneb trahheedesse konvektiivselt, millest järeldub, et F-faasil on vaieldamatu tähtsus vee kokkuhoiu suhtes. 2. Selles doktoritöös näidati, et jooksiklase (P. niger) valmik hingab katkendlikult nii niiskes õhus (90% RH) kui ka kuivas õhus (5% RH). Seega seati kahtluse all teooria, et katkendlik gaasivahetus on kohastumine veekadude kahandamiseks putuka kehast, kuigi tsüklilisel gaasivahetusel on sõltuvalt liigist ja keskkonnatingimustest erinevad funktsioonid, on see igal juhul vajalik kohastumine ning selle katkemine võib kahandada ka putuka eluiga. 3. Füsioloogiliste katsete tulemusel selgus, et insektitsiidi Fastac 50 EC subletaalsed doosid kutsuvad esile olulisi gaasivahetuse hälbeid: tsükliline gaasivahetus muutub pidevaks. Selle hälbe oletatavaks põhjuseks on hingamisavade sulgurlihaste paralüseeritus. Gaasivahetuse tsüklilisuse kadumine tõi kaasa ka veekao kiirenemise putuka kehast. Süsihappegaasi eraldumise ja vee väljaaurumise üheaegne mõõtmine näitas, et respiratoorne veekadu moodustas väikese osa (alla 10%) üldisest veekaost. Katsetulemused jooksiklastega (P. niger ja P. assimilis) lubavad arvata, et CO2 katkendlik eraldumine putukast ei pruugi töötada vett säästva mehhanismina, samuti niiskes keskkonnas putuka tsükliline hingamine ei katke. Võib arvata, et jooksiklase P. niger kehamassi kiirenenud kahanemine ja ühtlasi vee kiirenenud väljaaurumine tulenes pideva gaasivahetusega kaasnevatest katkematutest respiratoorsetest kontraktsioonidest. 4. Kapsaöölase (M. brassicae) erinevad toidutaimed mõjuvad erinevalt nii tema arengule kui talvitusfüsioloogiale ja muuhulgas ka diapausi sügavusele, millest sõltub nimetatud liigi talvitumise edukus. Vastsete kvaliteetse toidu puhul kujunesid normaalsed, sügava diapausiga nukud. Neid iseloomustas madal ainevahetuse tase, hõredad gaasivahetuse tsüklid, harvad südame aktiivsusperioodid. Vastupidiselt, ebasobivamad röövikute toidutaimed põhjustasid nukkudel kõrgema ainevahetustaseme, tihedamad gaasivahetuse tsüklid ja olulise suremuse. Antud töö tulemusel selgus, et röövikud, kes kasvavad kvaliteetsel toidul suudavad paremini ette valmistuda talviseks diapausiks. Ja vastupidiselt, röövikud, kes toituvad vähem kõlbulikel toidutaimedel, nende diapausi induktsioon on pidurdatud ning äärmisel juhul diapaus jääb ära, või katkeb. See toob aga kaasa talvise suurenenud surevuse.

Kirjeldus

Märksõnad

putukad, loomafüsioloogia, hingamiselundite füsioloogia, inimmõju, keskkonnamõjud, dissertatsioonid

Viide

Kollektsioonid