Особенности развития некоторых видов жуков в постоянных магнитных полях

Савельев В.Ю.,.

Каменский Г. Г.,.

Шемагин В.А.,.

Якутов С.В.

Влияние постоянных и переменных электрических и магнитных полей как искусственного, так и природного происхождения на живые организмы не подлежит сомнению[1−4].

Общеизвестно, что многие насекомые имеют важное хозяйственное значение. Жизнедеятельность отдельных групп насекомых является причиной значительных материальных потерь, например, в сельском хозяйстве [5,6]. Некоторые из них являются карантинными вредителями [6].

В настоящее время для борьбы с вредителями зерна при его хранении находит применение СВЧ-излучение, воздействие которым фактически является термообработкой [7]. Нетепловое же излучение, которое может оказывать так называемое информационное воздействие на биологические объекты, используется преимущественно в медицине [8].

Целью настоящей работы являлось изучение жизненного цикла трёх видов насекомых, относящихся к группе Holometabola (насекомые с полным превращением), отряду жесткокрылых или жуков (Coleoptera), проходящего под информационным воздействием постоянного магнитного поля.

Для экспериментов использовались три вида жуков, относящихся к трем родам, широко распространенных, относительно неприхотливых, и успешно содержащихся в лабораторной культуре: булавоусого хрущака Tribolium costaneum Hbst. (Tenebrionidae); суринамского мукоеда Oryzaephilus surinamensis L. (Cucujidae), и зернового точильщика Rhyzopertha dominica F. (Bostrichidae).

Преимуществом этих видов является отсутствие у них гетеротопии в процессе жизненного цикла, который полностью проходит на пищевом субстрате. Первые два вида весьма сходны по своей биологии: в течение всего жизненного цикла они питаются зерновыми продуктами (крупа, мука, шрот, отруби и т. п.), предпочитая на всех стадиях своего развития (и на стадии имаго) находиться в толще субстрата. Третий вид — зерновой точильщик — находится внутри зерен, питаясь их содержимым. Половой диморфизм у этих трех видов не выражен.

Развитие стадий яйца, личиночных стадий и куколок происходит в сопоставимые сроки; сходным является количество возрастных стадий у личинок; как обычно, решающим фактором скорости развития является температура [5].

При выборе величины индукции магнитного поля авторы исходили из возможного воздействия магнитных полей на радикальные биохимические процессы [10] и возможного воздействия на воду, содержащуюся в объектах исследования [11].

Изучались динамика развития и возникновение различных отклонений жизненного цикла при воздействии на яйца, личинок и взрослых насекомых (имаго) постоянными магнитными полями различных параметров.

Техника и ход эксперимента.

В качестве субстрата и пищи для булавоусого хрущака и суринамского мукоеда служила пшеничная крупа, для зернового точильщика — ободранная пшеница.

Лабораторная культура каждого вида жуков одновременно имеет в своем составе насекомых, находящихся на различных стадиях развития (яйца, личинки, куколки, имаго).

Для экспериментов из культур случайным образом отбирались отдельно по 10 насекомых на стадии имаго каждого вида в одну пробу.

Эксперимент ставился одновременно для всех проб по типу «опыт» — «контроль». Во всех опытах использовали по 2 повторности.

Каждую пробу (10 насекомых) помещали в пластмассовую чашку Петри с обеспечением воздухообмена, или в мешочек из тонкой хлопчатобумажной ткани, содержащие достаточное количество субстрата на все время эксперимента.

Маркированные чашки Петри с насекомыми помещались в межполюсной зазор постоянных магнитов. Маркированные мешочки с насекомыми помещались внутрь соленоидов.

Для контроля использовались насекомые, находившиеся в мешочках из тонкой хлопчатобумажной ткани.

Фиксация достигнутых стадий развития производилась регулярно 1 раз в 7 дней.

Для осмотра субстрата и определения стадий развития насекомых в необходимых случаях использовался бинокулярный микроскоп МБС-9 с осветителем.

Определение стадий развития делали по литературным описаниям [5,6,9].

При каждом осмотре проб подсчитывались количество первоначально введенных в опыт живых имаго, количество появившихся личинок на соответствующих стадиях развития, количество куколок и молодых жуков (имаго первой генерации).

В качестве источников магнитного поля использовались:

• — два постоянных магнита, укрепленные разноименными полюсами друг к другу, зазор между полюсами составлял 70 мм. Величина индукции магнитного поля в межполюсном зазоре составляла 200 Гс;
• — соленоид диаметром 60 мм из медного провода диаметром 0,3 мм, величина индукции магнитного поля 40 Гс с электропитанием от источника постоянного тока типа Б 5−11;
• — соленоид диаметром 60 мм из медного провода диаметром 0,3 мм, величина индукции магнитного поля 4 Гс с электропитанием от источника постоянного тока типа Б 5−7.

Среднее значение температуры воздуха за все время составляло 222С. При близкой к данной температуре развитие поколения T. costaneum составляет 50−84 суток, O. surinamensis — 25−97 суток и R. dominica — 60−180 суток [5,9].

Эксперимент продолжался в течение 84 суток.

Результаты и их обсуждение.

Динамика численности каждого из трех видов жуков на стадии имаго показана на рис. 1, 2 и 3 (в процентах выживаемости от исходной численности).

Постоянное поле с индукцией 200 Гс дает изменение скорости радикальной биохимической реакции порядка 20% [10], что может оказывать заметное воздействие на состояние жуков. Действительно, из рис. 1 видно поддерживающее влияние такого поля на жуков T. costaneum. Однако на два других вида это поле либо почти не оказывает воздействия, либо угнетает их жизнедеятельность (рис. 2 и 3).

Угнетающим эффектом в разной степени обладают поля с индукцией 4 Гс и 40 Гс (Рис. 1 — 3).

Полученные данные свидетельствуют о видовой специфике воздействия постоянных магнитных полей с различной индукцией.

Динамика развития жуков в опытах и в контроле представлена на рис. 4, 5 и 6 в виде достигнутых во времени стадий развития. По оси ординат отложены стадии развития личинок 1−4, стадия куколки 5 и стадия имаго 6.

Из рис. 4−6 следует, что почти все исследуемые поля стимулируют развитие жуков всех трех видов на начальных стадиях, но в разной степени. Так, поле с индукцией 40 Гс в большей степени стимулирует развитие T. costaneum и O. surinamensis, чем R. dominica; поле с индукцией 4 Гс аналогично стимулирует развитие ранних стадий, причем положительное действие на O. surinamensis выражено в большей степени.

Кроме того, данные рис. 4 — 6 подтверждают полиэкстремальный характер [10] воздействия поля на развитие жуков. Например, стимулирующее воздействие поля с индукцией 40 Гс на T. costaneum проявляется сильнее (достигается 6 стадия развития), чем поля с индукцией 200 Гс и 4 Гс. Для O. surinamensis стимулирующие действия полей с индукцией 200 Гс и 4 Гс близки, а действие поля с индукцией 40 Гс выражено существенно слабее.

Не наблюдается эффекта стимулирования в случае с полем с индукцией 200 Гс для R. dominica. По мнению авторов, R. dominica вследствие обитания внутри зерен обладает малой двигательной активностью, что приводит к уменьшению интенсивности различных процессов в организме и, как следствие, к ослаблению эффекта воздействия на этот организм внешних факторов. Процессами, подверженными воздействию магнитных полей, в частности, являются свободнорадикальные реакции [10]. С этим может быть связано слабое влияние магнитных полей на этот вид.

Выводы. Влияние величины индукции магнитных полей на жизнедеятельность и развитие жуков T. costaneum, O. surinamensis и R. dominica носит полиэкстремальный характер.

На поздних стадиях развития характер воздействия полей с одинаковой индукцией на жуков T. costaneum, O. surinamensis и R. dominica носит выраженный видовой характер.

Постоянные магнитные поля с индукцией 4, 40 и 200 Гс стимулируют ранние стадии развития жуков T. costaneum, O. surinamensis и, в меньшей степени, R. dominica.

зерно излучений насекомые.