АКАРИЦИДЫ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ТРУТНЕЙ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ ПОРОДНОГО ТИПА «ПРИОКСКИЙ»

Ларькина Е.О.; Языков И.А.

УДК / UDC 638.12

АКАРИЦИДЫ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ТРУТНЕЙ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ

ПОРОДНОГО ТИПА «ПРИОКСКИЙ»

ACARICIDES AND THEIR EFFECTS ON HONEY BEE DRONES OF THE

PRIOKSKY BREED TYPE

Ларькина E.O., соискатель, научный сотрудник Larkina E.O., Applicant, Research Associate

E-mail: [email protected] Языков И.А., младший научный сотрудник Yazykov I.A., Junior Researcher E-mail: [email protected] Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр пчеловодства», Рязанская область, Россия Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Beekeeping Research Centre», Ryazan Region, Russia

Воздействие акарицидов на пчелиные семьи, а также при попадании их в продукты пчеловодства негативно сказывается на репродуктивных показателях трутней. Акарицидная обработка отрицательно влияет на массу трутней, концентрацию сперматозоидов, жизнеспособность сперматозоидов и массу семенных пузырьков. Жизнедеятельность пчелиных семей во многом зависит от пчелиных маток, а также репродуктивных признаков трутней, которые, являются основным фактором естественного отбора у медоносных пчел. Дана сравнительная оценка показателей качества спермы трутней, личинок, которых обрабатывали разными препаратами для лечения варрооза. Определено влияние акарицидных препаратов на трутней медоносной пчелы породного типа «Приокский». Сформированы контрольная и три опытные группы пчелиных семей. В каждой экспериментальной группе было по три пчелиные семьи с одинаковыми хозяйственными характеристиками. Личинки трутней в первой группе были обработаны препаратом с амитразом в качестве активного вещества, во второй группе использовался препарат на основе тимола и щавелевой кислоты, а в третьей группе применялся препарат с флувалинатом в качестве действующего компонента. Воздействие противоварроозных препаратов на трутней оценивалось по показателям качества их спермы (морфология, концентрация сперматозоидов), а также морфометрическим измерениям их тела (тарзальный, кубитальный индексы, дискоидальное смещение). В результате завершения научного исследования были выявлены данные, указывающие на влияние протестированных препаратов от варроатоза на качество спермы и внешние характеристики трутней. Зарегистрировано увеличение количества деформаций головок сперматозоидов, уменьшение кубитального индекса правого переднего крыла, а также патологические изменения в крыле. Наименьшие показатели качества спермы были отмечены у трутней, личинки которых подверглись обработке препаратом на основе амитраза.

Ключевые слова: трутень, акарицидные препараты, варрооз, качество спермы, пчелиная семья.

Acaricides on bee colonies, as well as when they enter bee products, has negative effect on the reproductive performance of drones. Acaricidal treatment influences badly on the mass of drones, sperm concentration, sperm viability and the mass of seminal vesicles. The vital activity of bee colonies largely depends on queen bees, as well as the reproductive characteristics of drones, which are the main factor of natural selection in honey bees. A comparative assessment of the sperm quality indicators of drones and larvae, which were treated with various drugs for the treatment of varroosis, is given. The effect of acaricidal drugs on honey bee drones of the Prioksky breed type has been determined. A control group and three experimental groups of bee colonies were formed. In each experimental group there were three bee colonies with the same economic characteristics. Drone larvae in the first group were treated with a drug with amitraz as the active substance, in the second group a drug based on thymol and oxalic acid was used, and in the third group a drug with fluvalinate as the active ingredient was used. The effect of antiarrhotic drugs on drones was assessed by the quality of their sperm (morphology, sperm concentration), as well as morphometric measurements of their body (tarsal, cubital indices, discoidal displacement). As a result of the completion of the scientific study, the data were revealed indicating the

effect of tested varroatosis drugs on sperm quality and external characteristics of drones. An increase in the number of deformations of sperm heads, a decrease in the cubital index of the right anterior wing, as well as pathological changes in the wing were recorded. The lowest sperm quality indicators were observed in drones whose larvae were treated with an amitrase-based drug. Key words: drone, acaricidal drugs, varroosis, sperm quality, bee colonies.

Введение. Большая часть научных исследований, посвящены рабочим пчелам, тогда как трутни и пчелиные матки в меньшей степени были изучены. Это вызывает тревогу, поскольку плохо осемененные пчелиные матки подвержены гибели и требуют замены. А покупка плодных пчелиных маток обходится недешево. В большей степени от пчелиных маток зависит рост и развитие пчелиной семьи [1-4]. Трутни также не получили должного внимания в научных исследованиях, потому что они не представляют коммерческого интереса и выращиваются пчелами только в течение активного сезона.

Недавние исследования предполагают, что трутни медоносных пчел, которые, как большинство самцов перепончатокрылых насекомых, являются гаплоидными [5], могут быть более восприимчивы к синтетическим веществам по сравнению с диплоидными пчелами из-за особенностей их иммунных локусов и локусов детоксикации [6].

В настоящее время Varroa destructor является серьезной угрозой для российских и зарубежных пчеловодов. Синтетические акарициды, такие как кумафос, амитраз и тау-флувалинат широко используются для борьбы с эктопаразитарным клещем Varroa destructor. Однако эти препараты нередко вызывают множество негативных воздействий на пчел и имеют длительный период разложения химических веществ в продуктах пчеловодства [7].

Амитраз не накапливается в ульях медоносных пчел, а быстро преобразуется в другие соединения, такие как 2,4-диметилфенилформаминд и ^(2,4-диметилфенил)-М-метилформамидин. Эти метаболиты амитразы были выявлены как в организме пчел, так и в воске [8].

Амитраз показал значительное снижение жизнеспособности сперматозоидов и высокий уровень сперматозоидов с поврежденной мембраной. Кроме того, раствор амитраза с концентрацией 0,2 % существенно уменьшает количество сперматозоидов [9].

В исследовании Skerl и ее коллег было выявлено наличие акарицидов, включая флувалинат, в обработанных личинках и пчелах, что указывает на их отрицательное воздействие. В работе Shouky и его соавторов было обнаружено, что у трутней, получавших флувалинат или амитразу, наблюдалось низкое количество сперматозоидов в эйякуляте [10].

Исследование показало, что применение пиретроидного флувалината и формамидина амитраза, которые являются основными компонентами многих средств для борьбы с клещом Varroa destructor, в пчеловодстве, приводит к уменьшению массы тела трутней и частоты их брачных полетов.

После применения флувалината у трутней было замечено уменьшение веса приблизительно на 10 %, а также уменьшение размеров правого переднего крыла [11].

Период полураспада тау-флувалината и кумафоса в воске составляет 5 лет, эти химические вещества могут накапливаться в ульях и достигать опасных уровней. Кумафос - это токсичный фосфорорганический препарат, который воздействует на нервную систему, блокируя работу ацетилхолинэстеразы, нарушая передачу сигналов. Недавние исследования показали, что кумафос может влиять на иммунитет и процессы детоксикации в организме пчел, а также

оказывать негативное влияние на репродуктивные функции матки и трутней и сокращать продолжительность их жизни [12].

После отбора биоматериала трутней, обработанных кумафосом снижалась как жизнеспособность, так и количество сперматозоидов. Такой же результат наблюдался в образцах, которые хранились на протяжении шести недель [11].

В связи с этим, актуальным вопросом является изучение изменений морфологических показателей и оценка качества спермы трутней при обработки пчелиных семей разными препаратами для лечения и профилактики варрооза.

Целью исследования являлась оценка качества спермы и морфометрических показателей трутней.

Условия, материалы и методы. Научная исследовательская работа проводилась в летний период 2023 года на пасеке № 1 Федерального научного центра пчеловодства, которая находится в городе Рыбное Рязанской области. В рамках исследования были проанализированы трутни породы «Приокский» и их сперма. Были сформированы четыре экспериментальные группы - контроль и три опытные. В каждой группе исследовали по три пчелиные семьи-аналога. Степень зараженности клещом Varroa destructor составляла в экспериментальных семьях 2%. Первую обработку всех экспериментальных групп провели в суточном возрасте личинок трутней. Первая группа получила препарат Бипин-Т с действующим веществом амитразом, вторая - Бисанар с тимолом и щавелевой кислотой, третья - Фумисан с флувалинатом. Контрольная группа не проходила обработку.

Обработка препаратами проводилась согласно инструкции, указанной на упаковке, с использованием пульверизатора. Выращенных трутней помечали перманентными маркерами разного цвета.

Данные были проанализированы с применением программы Excel 2010, с целью вычисления средних показателей и стандартной ошибки.

Результаты и обсуждение. Для определения экстерьерных признаков и показателей качества спермы отбирали пробы трутней в середине июля в возрасте 20-25 суток.

Для определения породной принадлежности отбирали не менее 30 трутней из каждой опытной группы. Анализировали правое переднее крыло и лапку задней правой ножки трутня. Для промеров использовался микроскоп МБС-9 с линейкой окуляр-микрометр под увеличением 1x16,35. Линейные промеры, выполненные в делениях окулярной шкалы, переводят затем в мм, а индексы выражают в процентах.

Для определения трутней к соответствующей породе пчел использовали следующие показатели - дискоидальное смещение, тарзальный индекс и кубитальный индекс. В ходе выполненных исследований были получены данные по внешним признакам трутней, представленные на рисунке 1.

Показатели тарзального индекса у трутней экспериментальных групп № 2 и № 3 снизились на 5% и 3% по сравнению с контрольной группой, в то время как в опытной группе № 1 наблюдалось увеличение на 2%.

Значения кубитального индекса в экспериментальных группах № 1 и № 3 оказались ниже контрольных на 15% и 20% соответственно, тогда как в опытной группе № 2 он увеличился на 16%.

Дискоидальное смещение породного типа «Приокский» должно быть отрицательным не менее 80 %. Под этот показатель попадает как контрольная группа, так и опытная группа № 2. Опытные группы № 1 и № 3 не соответствовали требованиям.

Контроль № 1 № 2 № 3

Тарзальный индекс, % Кубитальный индеек, % Дискоидальное смещение, %

Рисунок 1 - Морфометрические показатели трутней медоносной пчелы, р=0,95.

При измерении экстерьерных показателей правого переднего крыла трутней были обнаружены под микроскопом различного рода патологии жилок крыла. В основном эти патологии встречались в опытной группе № 1, обработанной препаратом с действующим веществом амитраз (рисунок 2.).

Рисунок 2 - Фотография правого переднего крыла трутней: слева - наличие патологии, справа - отсутствие патологии

Качество спермы трутней оценивали по количеству сперматозоидов, используя камеру Горяева [13], а также изучали их морфологические характеристики, включая дефекты и аномалии. [14].

В процессе изучения морфологии сперматозоидов применялся метод быстрого дифференцированного окрашивания с использованием набора реагентов Диахим-Дифф-Квик (ООО «АБРИС+НПФ», Россия). Исследования проводились с помощью биологического люминесцентного светодиодного микроскопа МИКРОМЕД 3ЛЮМ LED с увеличением 1000*. В каждой группе было подсчитано не менее 600 сперматозоидов.

49,47

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

37,13

46,13

30,8

Контроль № 1 № 2 № 3

Рисунок 3 - Аномалии головок сперматозоидов трутней, %, р<0,05

Изучение результатов, касающихся качества спермы трутней в опытных группах, выявило, что количество деформаций в головках сперматозоидов в группах № 1 и № 3 превышает показатели контрольной группы на 33% и 24% соответственно. В то же время, в опытной группе № 2 наблюдается снижение на 17% по сравнению с контрольными данными.

Результаты по концентрации сперматозоидов спермы трутней показаны на рисунке 4.

Контроль № 1 № 2 № 3

Рисунок 4 - Концентрация сперматозоидов трутней, млн/мкл, р<0,05

В группе № 2 наблюдалось снижение концентрации сперматозоидов, составившее 0,51 млн/мкл, а в экспериментальных группах № 1 и № 3 данный показатель повысился на 0,71 млн/мкл и 0,59 млн/мкл соответственно по сравнению с контрольной группой.

Выводы. По итогам проведенных исследований было выявлено, что протестированные вещества влияли на расплод и взрослых трутней. Это сказывается на качестве получаемых трутней. В частности, Бипин-Т,

содержащий амитраз, проявлял выраженное воздействие на аномалии головок сперматозоидов, что выше на 33 % по сравнению с контрольной группой. Отмечается снижение кубитального индекса на 15 % по сравнению с контрольными показателями. По дискоидальному смещению опытные группы № 1 и № 3 не соответствовали стандарту породного типа «Приокский», а также при использовании препарата наблюдались патологии крыльев. У Бисанара с действующим веществом тимолом и щавелевой кислотой показатель концентрации сперматозоидов в микролитре был ниже, чем у контрольной группы на 0,51 млн.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Amiri E., Strand M.K., Rueppell O., Tarpy D.R. Queen quality and the impact of honey bee diseases on queen health: Potential for interactions between two major threats to colony health / E. Amiri // Insects, 8. 2017. P. 22- 26. doi:103390/insects8020048.

2. Brodschneider R., Gray A., Adjlane N. Multi-country loss rates of honey bee colonies during winter 2016/2017 from the COLOSS survey / R. Brodschneider // Journal of Apicultural Research, 57. 2018. P. 452-457. doi:10.1080/00218839.2018.1460911.

3. Kulhanek K., Steinhauer N., Rennich K. A national survey of man-aged honey bee 2015-2016 annual colony losses in the USA / K. Kulhanek // Journal of Apicultural Research, 56. 2017. P. 328-340. doi:10.1080/00218839.2017.1344496.

4. Van Engelsdorp D., Meixner M.D. A historical review of man-aged honey bee populations in Europe and the United States and the factors that may affect them / D. Van Engelsdorp // Journal of Invertebrate Pathology. 103(Suppl). 2010. P. 80-95. doi:10.1016/j.jip.2009.06.011.

5. De la Filia A. G., Bain S. A., Ross L. Haplodiploidy and the re-productive ecology of Arthropods / A. G. De la Filia // Current Opinion in Insect Science. 9. 2015. P. 36-43. doi:10.1016/j.cois.2015.04.018.

6. Friedli A., Williams G. R., Bruckner S., Neumann P. The weakest link: Haploid honey bees are more susceptible to neon-icotinoid insecticides / A. Friedli // Chemosphere, 242. 2020. doi:10.1016/j.chemosphere.2019.125145.

7. Faten Ben Abdelkader, ibrahim Qakmak, Selvinar Seven Qakmak Toxicity assessment of chronic exposure to common insecticides and bee medications on colony development and drones sperm parameters / Faten Ben Abdelkader // Ecotoxicology, 30. 2021. P. 806-817. doi:10.1007/s10646-021-02416-3.

8. Veeranan Chaimanee, Jeffery S. Pettis Gene expression, spermviability, and queen (Apis mellifera) loss following pesticide exposure under laboratory and field conditions / Chaimanee Veeranan // Apidologie, 50. 2019. P. 304-316 doi: 10.1007/s13592-019-00645-4.

9. Shoukry R., Khattaby A., El-Sheakh Effect of some materials for controlling varroa mite on the honey bee drones (Apis mellifera L.) / R. Shoukry // Egypt J Agric Res, 91. 2013. P. 825-834.

10. Hossam F. Abou-Shaara, Martin Staron, Tatiana Cermakova Impacts of sub-lethal doses of amitraz and tau-fluvalinate on some parameters of honey bee workers and drones / F. Abou-Shaara Hossam // Mun. Ent. Zool. Vol. 12. No. 2. 2017. P. 516-522.

11. Rangel Juliana, Fisher II Adrian Factors affecting the reproductive health of honey bee (Apis mellifera ) drones—a review / Juliana Rangel // Apidologie Review article, 50. 2019. P. 759-778. doi: 10.1007/s13592-019-00684-x.

12. De Mattos Igor Medici, Ademilson E. E. Effects of synthetic acaricides on honey bee grooming behavior against the parasitic Varroa destructor / Igor Medici de Mattos // Apidologie Vol. 48. 2017. P. 483-494.

13.Лазарева Л. H. Влияние биодобавок на хранение спермы трутней при положительных температурах// Сборник НИИР по пчеловодству. Киров: НИИСХ Северо-востока. 2014. 276 с.

14. Rhodes J. W. Semen production in drone honey bees. RIRDC Pub. [Электронный ресурс]. - URL.: https: // rirds. Infoservices. com. au / downloads / 08-130 (дата обращения 10.09.2024 г.).

REFERENCES