Резистентность

Содержание

Зинченко В. А.

Резистентность — это приобретенная устойчивость популяции живых организмов (не обязательно сорняки или вредители), которую многократно и систематически обрабатывали 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 при применении пестицида в течение десятилетий. Так получилось с американской популяцией 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:

Приобретенная устойчивость при КУ = 2…5 низкая (толерантность), при КУ = 8… 10 средняя и при КУ > 50 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 неприемлемо. Поэтому усилия агронома должны быть направлены в основном на предупреждение развития резистентности. Для этого необходимо знать виды резистентности, как она формируется, как происходит ее реверсия (обратное развитие).

Типы резистентности

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 (ФОС).
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.

Чтобы определить, будет ли развиваться резистентность к конкретному препарату, проводят картографирование устойчивости вредного объекта к данному препарату в полевых условиях. Для этого изучаемую популяцию вредителей, собранных в поле, обрабатывают диагностической дозой, которая в 2 раза больше СД₁₀₀ чувствительной популяции. Токсичные дозы для чувствительных популяций приведены в специальных атласах природной чувствительности. Если после обработки диагностической дозой остаются живые особи, то будет развиваться резистентность к препарату. Резистентность передается потомству. Сначала происходит медленное накопление устойчивых особей, затем численность их растет быстрее, и, наконец, вся популяция становится устойчивой. Обычно устойчивость нарастает скачкообразно.

Биотипно-популяционная резистентность сорняков к гербицидам возникает после многолетнего применения одного и того же препарата. Впервые такие сорняки были обнаружены в начале 70-х
годов прошлого века после применения триазиновых гербицидов. В настоящее время эта резистентность установлена у сорняков к гербицидам семи классов, в том числе к новым, таким как производные сульфонилмочевины и дипиридиловым препаратам.

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 диметоатом 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 по уничтожению чувствительных особей (повышение эффективности пестицида, совершенствование способа обработки и т. п.) идет на пользу устойчивым особям. 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 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, замедляющий трансформацию чувствительных популяций в устойчивые. В сельскохозяйственной практике важны также 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 целесообразнее не допускать развития резистентности, чем искать приемы ее преодоления.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: https://t.me/garden_modern

В результате глубокого изучения резистентности на генетическом уровне удалось создать трансгенные культурные растения (соя, свекла и др.), устойчивые к гербицидам сплошного действия на основе глифосата. Это позволило обрабатывать посевы против всех сорняков без повреждения культур. Таким образом, явление резистентности было использовано на благо сельскому хозяйству. Обобщая сказанное, отметим, что на скорость развития резистентности и ее характер влияют следующие факторы: