Сопротивление пестицида - Pesticide resistance


Из Википедии, свободной энциклопедии
Применение пестицидов может искусственно выбрать для устойчивых к вредителям. На этой диаграмме, первое поколение, случается, есть насекомое с повышенной устойчивостью к пестицида (красного цвета). После нанесения пестицида, его потомки представляют собой большую часть населения, так как чувствительные вредители (белый) были выборочно убиты. После повторных применений, устойчивые вредители могут включать большинство населения.

Сопротивление пестицида описывает пониженную восприимчивость популяции вредителей к пестициду , который ранее был эффективным при управлении вредителем. Видов вредителей развиваться устойчивость к пестицидам через естественный отбор : наиболее устойчивые образцы выживают и передают свои приобретенные наследственные изменения признаков потомству.

Случаи сопротивления были зарегистрированы во всех классах вредителей ( например , на полях болезней, сорняков, грызунов, и т.д. ), с «кризисов» в борьбе против насекомых происходит рано на после введения использования пестицидов в 20 - м веке. Сопротивление Комитет Инсектицид Действие (IRAC) Определение инсектицидного сопротивления является « наследственные изменением чувствительности популяции вредного организма , что отражается в повторном отказе продукта , чтобы достичь ожидаемого уровня контроля при использовании в соответствии с рекомендацией этикетки для этого видов вредителей.

Устойчивость к пестицидам увеличивается. Фермеры в США потеряли 7% своих культур к вредителям в 1940 - х годах; в течение 1980 - х и 1990 - х годов, потеря была 13%, несмотря на то, больше пестицидов используется. Более 500 видов вредителей развили устойчивость к пестициду. Другие источники оценивают число, около 1000 видов с 1945 года.

Хотя эволюция сопротивления пестицида обычно обсуждается в результате использования пестицидов, важно иметь в виду , что за вредителем население также может адаптироваться к нехимических методов контроля. Например, северные блошки длинноусая кукурузы ( Diabrotica Барбери ) стала адаптированы к кукурузам соя севообороту , проведя год , когда поле высаживают соевые бобы в диапаузах .

По состоянию на 2014 год , несколько новых гербицидов близка коммерциализация, и ни с новым, сопротивлением свободного способом действия.

причины

устойчивость к пестицидам, вероятно, происходит от нескольких факторов:

Многие виды вредителей производят большие выводки. Это увеличивает вероятность мутаций и обеспечивает быстрое расширение устойчивых популяций.

Видов вредных организмов подвергались воздействию природных токсинов задолго до того, сельское хозяйство началось. Например, многие заводы производят фитотоксины , чтобы защитить их от травоядных. В результате коэволюции травоядных и вмещающих их растений требуется развитие физиологической способности к детоксикации или терпеть яды.

Люди часто полагаются почти исключительно на пестициды для борьбы с вредителями. Это увеличивает давление отбора в сторону сопротивления. Пестициды, которые не ломаются быстро способствовать селекции резистентных штаммов, даже после того, как они больше не применяются.

В ответ на сопротивление, менеджеры могут увеличить величины пестицида / частоту, что усугубляет проблему. Кроме того, некоторые пестициды являются токсичными по отношению к видам , которые питаются или конкурировать с вредителями. Это может позволить населению вредителя расширяться, требуя больше пестицидов. Это иногда называют ловушку пестицида или беговой дорожкой пестицидов , поскольку фермеры постепенно платить больше за меньшие выгоды.

Насекомых хищников и паразитов, как правило, имеют меньшую численность населения и имеют меньше шансов развиваться сопротивление, чем являются основными мишенями пестицидов, такие как комары и те, которые питаются растениями. Ослабляя их позволяет вредители процветать. Кроме того, устойчивые хищники могут быть выращены в лаборатории.

Вредители с ограниченными диетами, скорее всего, развиваться сопротивлением, поскольку они подвергаются воздействию высоких концентраций пестицидов и имеют меньше возможностей для размножения с необлученными популяциями.

Вредители с более короткими временами поколений развивают сопротивление более быстро , чем другие.

Примеры

Сопротивление эволюционировало в нескольких видах: устойчивость к инсектицидам впервые была описана А. Л. Меландером в 1914 году , когда червецы продемонстрировали устойчивость к неорганическому инсектициду. Между 1914 и 1946 годах, было зарегистрировано 11 дополнительных случаев. Развитие органических инсектицидов, такие как ДДТ , дали надежду на то, что инсектицид сопротивление было мертвым вопросом. Однако, 1947 муха устойчивость к ДДТ эволюционировали. С введением каждого нового класса инсектицидов - циклодиены , карбаматы , формамидины , фосфорорганические , пиретроиды , даже Bacillus Thuringiensis - случаи сопротивления всплыли в течение двух до 20 лет.

  • Исследования , проведенные в Америке, показали , что плодовые мушка , которые засоряют апельсиновые рощи становятся устойчивыми к малатиону .
  • В Гавайях , Японии и Теннесси , то капустная моль эволюционировала сопротивление к Bacillus Thuringiensis около трех лет после того, как он начал использоваться в большой степени.
  • В Англии, крысы в некоторых районах эволюционировали сопротивление , что позволяет им потреблять в пять раз больше крысиного яда , как у нормальных крыс , не умирая.
  • ДДТ уже не эффективен в профилактике малярии в некоторых местах.
  • В южной части Соединенных Штатов, Amaranthus Palmeri , которая препятствует хлопковой продукции, эволюционировал устойчивость к гербициду глифосат .
  • Колорадский жук развивается устойчивость к 52 различным соединениям , относящихся ко всем основным классам инсектицидов. Уровни сопротивления различаются между популяциями и между жуком этапами жизни, но в некоторых случаях могут быть очень высокими (до 2000 раз).
  • Совка является сельскохозяйственным вредителем , который становится все более проблематичным в связи с его увеличением устойчивости к Bacillus Thuringiensis, как показано в канадских теплицах. Дальнейшее исследование показало , генетический компонент к сопротивлению Bt.

Многократное и кросс-сопротивление

  • вредители множественным сопротивления устойчивы к более чем одному классу пестицида. Это может произойти, когда пестициды используются в последовательности, с новым классом замены одного, к которому Вредители сопротивление дисплея с другой.
  • Перекрестная резистентность , родственное явление происходит , когда генетическая мутация , которая сделала вредитель , устойчивый к одному пестициду также делает его устойчивой к другим, часто той , с подобным механизмом действия .

Приспособление

Вредители становятся устойчивыми, развивая изменения физиологических, которые защищают их от химического вещества.

Одним из механизмов защиты является увеличение количества копий гена , что позволяет организму производить больше защитного фермент , который расщепляет пестицид в менее токсичные химические вещества. Такие ферменты включают эстеразы , глутатион трансферазы и смешанные микросомальные оксидазы .

В качестве альтернативы, количество и / или чувствительность биохимических рецепторов может быть уменьшена , которые связываются с пестицидом.

Поведенческие сопротивление было описано для некоторых химических веществ. Например, некоторые Anopheles комары эволюционировали предпочтение для отдыха вне что удерживало их от пестицида распыляется на внутренних стенах.

Сопротивление может включать в себя быстрое выведение токсинов, секреции их в организме от уязвимых тканей и снижение проникновения через стенку тела.

Мутация только в одном гене может привести к развитию стойкого организма. В других случаях множество генов участвуют. Устойчивые гены, как правило , аутосомно. Это означает , что они расположены на аутосомах (в отличии от allosomes , также известный как половые хромосомы). В результате сопротивление наследуется так же у самцов и самок. Кроме того , сопротивление, как правило , наследуется как неполностью доминантный признак. Когда устойчивая индивидуальный сопрягается с восприимчивым человеком, их потомство , как правило , имеет уровень сопротивления промежуточного между родителями.

Адаптация к пестицидам приходит с эволюционной стоимости, как правило, снижается относительная приспособленность организмов в отсутствие пестицидов. Стойкие люди часто снижается репродуктивный выход, продолжительность жизни, мобильность и т.д. Неустойчивость особи растут частоты при отсутствии пестицидов, предлагая один из способов борьбы с сопротивлением.

Blowfly личинки производят фермент , который придает устойчивость к хлорорганическим инсектицидам. Ученые исследовали способы использования этого фермента , чтобы сломать пестицидов в окружающей среде, которая будет детоксикацию их и предотвратить вредное воздействие на окружающую среду. Аналогичный фермент , вырабатываемый бактериями почвы , который также разрушает хлорорганических соединений работает быстрее и остается стабильной в различных условиях.

управление

Комплексная борьба с вредителями (IPM) подход обеспечивает сбалансированный подход к минимуму сопротивления.

Сопротивление может управляться путем сокращения использования пестицидов. Это позволяет не устойчивые к микроорганизмам вне конкуренции резистентных штаммов. Позже они могут быть убиты, вернувшись к использованию пестицида.

Дополнительный подход к сайту необработанных убежищам вблизи обработанных пахотных земель, где восприимчивых вредители могут выжить.

Когда пестициды единственным или преобладающий способ борьбы с вредителями, сопротивление обычно осуществляется через вращение пестицида. Это включает в себя переключение между классами пестицидов с различными способами действий , чтобы задержать или ослабления устойчивости к вредителям. Агентство США по охране окружающей среды (EPA) обозначает различные классы фунгицидов , гербицидов и инсектицидов. Производители не может рекомендовать не более определенного числа последовательных применений класса пестицида быть сделаны , прежде чем перейти к другому классу пестицидов.

Два или более пестицидов с различными видами действий могут быть tankmixed на ферме, чтобы улучшить результаты и отсрочить или смягчить существующие устойчивости к вредителям.

Статус

глифосат

Глифосата резистентные сорняками в настоящее время присутствуют в подавляющем большинстве сои , хлопка и кукурузы ферм в некоторых штатах США. Сорняки , устойчивые к гербицидам нескольких режимов действия также на подъеме.

Перед глифосата, большинство гербицидов будут убивать ограниченное число видов сорняков, вынуждая фермер постоянно вращать их посевы и гербициды , чтобы предотвратить сопротивление. Глифосата нарушает способность большинства растений на строительство новых белков. Глифосат устойчивые трансгенные культуры не влияют.

Семейство сорняков , которое включает waterhemp ( Amaranthus Rudis ) разработала глифосата-устойчивые штаммы. В 2008 году к 2009 опрос 144 популяций waterhemp в 41 Миссури округах показали устойчивость к глифосату в 69%. Сорные исследования от некоторых 500 сайтов по всей Айове в 2011 и 2012 годах показали устойчивость к гербициду приблизительно 64% образцов waterhemp.

В ответ на рост устойчивости к глифосату, фермеры обратились к другим гербицидам приложените несколько в течение одного сезона. В Соединенных Штатах большинство Среднего Запада и южные фермеры продолжают использовать глифосат, потому что он по-прежнему контролирует большинство сорняков видов, применение других гербицидов, известные как невязки, чтобы иметь дело с сопротивлением.

Использование нескольких гербицидов, как представляется, замедлилось распространение устойчивости к глифосату. С 2005 по 2010 году исследователи обнаружили 13 различных видов сорняков, которые разработали устойчивость к глифосату. С 2010-2014 были открыты только два больше.

2013 обследования Миссури показало, что множественно-устойчивые сорняки распространились. 43% из отобранных популяций сорняков были устойчивы к двум различным гербицидам, 6% до трех и 0,5% до четырех. В штате Айова опрос показал двойное сопротивление в 89% населения waterhemp, 25% резистентных к трем и устойчивой к пяти 10%.

Сопротивление увеличивает стоимость пестицида. Для южного хлопка, затраты на гербициде поднялись с между $ 50 и $ 75 за гектар несколько лет назад до примерно $ 370 за гектар в 2014 г. На юге, сопротивление способствовало сдвигу, что сокращение хлопкосеющего на 70% в Арканзасе и 60% в Теннесси. Для получения соевых бобов в штате Иллинойс, расходы выросли примерно от $ 25 до $ 160 на гектар.

B. Thuringiensis

В течение 2009 и 2010 лет, некоторые поля Айова показали серьезные повреждения кукурузы производства Bt токсин Cry3Bb1 по западной блошке длинноусого . В 2011 году mCry3A кукурузы также отображаются повреждения насекомыми, в том числе перекрестной устойчивости между этими токсинами. Сопротивление сохраняется и распространен в Айове. Bt кукуруза , что цели западной блошки длинноусые не дает высокую дозу токсина Bt, и отображает меньшее сопротивление , чем видели в высоких дозах Bt культур.

Такие продукты, как Capture LFR (содержащий пиретроид Бифентрин ) и SmartChoice (содержащий пиретроид и Фосфорорганический ) все чаще используются в качестве дополнения Bt культур, фермеры найти в одиночку не в состоянии предотвратить повреждение насекомыми-привод. Многочисленные исследования показали , практика , чтобы быть неэффективной или ускорить развитие резистентных штаммов.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка