Zespół badawczy entomologii stosowanej
dr hab. Maryla Szczepanik, prof. UMK
Substancje pochodzenia naturalnego i ich syntetyczne pochodne jako insektycydy
Wpływ insektycydów na organizmy pożyteczne w ekosystemach
Substancje pochodzenia naturalnego i ich syntetyczne pochodne jako insektycydy
Nasza tematyka badawcza koncentruje się wokół zagadnień związanych z entomologią stosowaną. Zajmujemy się głównie biologicznymi i biotechnicznymi metodami zwalczania owadów gospodarczo szkodliwych. W prowadzonych badaniach kładziemy główny nacisk na wykorzystanie naturalnych substancji pochodzenia roślinnego do kontroli szkodników. Są to głównie olejki eteryczne pozyskiwane z roślin metodą destylacji z parą wodną, które charakteryzują się wysoką specyficznością wobec różnych gatunków owadów. W badaniach uwzględniane są również ich główne komponenty z grupy terpenów, często decydujące o właściwościach insektycydalnych olejku. Olejki eteryczne poprzez szerokie spektrum aktywności insektycydalnej (właściwości repelentne, deterentne, zaburzenia w trawieniu i przyswajaniu pokarmu, obniżanie płodności, zaburzanie metamorfozy owadów itp.) często powodują znaczną redukcję liczebności populacji szkodników. Charakteryzują się jednak wysoką specyficznością i konieczne jest prowadzenie szczegółowych badań nie tylko wobec określonych gatunków szkodników, ale także ich stadiów rozwojowych.
Obecnie nasze badania koncentrują się wokół możliwości wykorzystania olejków eterycznych do zwalczania pleśniakowca lśniącego, Alphitobius diaperinus Panzer. Jest to szkodnik bardzo licznie zasiedlający brojlernie i wychowalnie drobiu na całym świecie. Jest to typowy gatunek inwazyjny. Do Polski dotarł na przełomie lat 70-tych i 80-tych ubiegłego wieku wraz z importowanymi paszami z USA i stwarza poważne problemy natury weterynaryjnej i ekonomicznej hodowcom drobiu. Celem naszych badań jest wyodrębnienie spośród długiej listy łatwo dostępnych olejków eterycznych tych, o najwyższej aktywności wobec A. diaperinus. Zastosowane jako dodatki paszowe w żywieniu drobiu mogą spełniać podwójną rolę.
Z jednej strony hamować rozwój populacji szkodnika, z drugiej jako dodatki smakowe zwiększać pobieranie pokarmu przez drób i być alternatywą dla antybiotykowych stymulatorów wzrostu, których stosowania w paszach od stycznia 2006 roku zabrania dyrektywa unijna. Poprzez pobudzanie gruczołów błony śluzowej do wydzielania enzymów trawiennych przyspieszają procesy trawienia, zwiększają apetyt i perystaltykę przewodu pokarmowego drobiu. Wprowadzenie olejków eterycznych do wychowalni drobiu może również przyczynić się do podniesienia stanu zdrowotności drobiu poprzez eliminację zagrożeń związanych np. z występowaniem patogenów i pasożytów. Kurczęta hodowane na ściółce zawierającej roztwory np. tymolu lub aldehydu cynamonowego charakteryzowały się lepszą zdrowotnością i notowano wśród nich mniejszą śmiertelność.
Drugim nurtem naszych badań jest poszukiwanie aktywnych deterentów pokarmowych (=antyfidantów) czyli związków chemicznych hamujących żerowanie A. diaperinus. Skupiamy się głównie na syntetycznych ?- i ?-laktonach otrzymywanych z naturalnych terpenów. Badania te prowadzone są w ścisłej współpracy z Katedrą Chemii Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, gdzie prowadzona jest ich synteza. Związki z ugrupowaniem laktonowym często są izolowane z roślin jako naturalne deterenty pokarmowe dla wielu gatunków fitofagów. Wyniki naszych badań wskazują, że dla tego szkodnika bardzo dobrymi antyfidantami są ?- i ?-laktony wzbogacone dodatkowymi podstawnikami w postaci grup alkilowych, hydroksylowych, karbonylowych lub atomami chlorowców. Związki o najwyższej aktywności zostały zgłoszone i objęte ochroną patentową.
Wpływ insektycydów na organizmy pożyteczne w ekosystemach
We współpracy z Zespołem Arachnologicznym prowadzimy również badania nad toksycznością powszechnie stosowanych insektycydów z różnych grup chemicznych wobec organizmów pożytecznych w ekosystemach. Organizmami takimi niewątpliwie są pająki, które ze względu na duży potencjał jako drapieżcy, odgrywają ważną rolę w redukcji populacji wielu gatunków szkodników roślin. Jednak poprzez liczne zasiedlanie ekosystemów rolniczych i leśnych narażone są na negatywne skutki działania insektycydów. Ich wrażliwość na powszechnie stosowane środki chemiczne do ochrony upraw rolniczych, sadowniczych i leśnych o różnych mechanizmach działania wymaga szczególnej uwagi.
W naszych badaniach oceniamy wrażliwość stadiów rozwojowych pająka kątnika, Tegenaria atrica na insektycydy z grupy m.in. związków fosforoorganicznych, pyretroidów, chinozalin, neonikotynoidów, a także na substancje pochodzenia naturalnego takie jak abamektyna i spinosad. Prowadzone badania pozwolą wskazać insektycydy, które stanowią najmniejsze zagrożenia dla populacji pająka T. atrica. Można przypuszczać także, że wrażliwość stadiów rozwojowych innych gatunków pająków na te insektycydy jest zbliżona.
powrót na górę