Сравнительная токсичность и биохимические воздействия некоторых рекомендованных инсектицидов против Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae)

Почему эта бабочка важна для вашего стола

Хлопковая листовертка — это небольшой гусеница с непропорционально большим влиянием. Она поедает хлопок, овощи и многие другие культуры, угрожая урожаям и средствам к существованию фермеров более чем в 100 странах. По мере того как земледельцы все чаще полагаются на химические опрыскивания для борьбы с этим вредителем, насекомое отвечает эволюцией устойчивости. В этом исследовании ставится важный вопрос для производства продовольствия и волокна: какие современные инсектициды наиболее эффективны против хлопковой листовертки и какие скрытые изменения они вызывают внутри организма насекомого?

Сравнение четырех современных средств борьбы

Исследователи сосредоточились на четырех широко используемых препаратах, представляющих разные «семейства» инсектицидов: эмамектин бензоат, хлорантранилипрол, лефенурон и индоксакарб. Все они тестировались на одной и той же стадии развития — четвертом возрасте гусеницы — потому что она интенсивно питается и обладает активной внутренней биохимией, что делает её хорошей моделью для оценки как выживаемости, так и стрессовых эффектов. Листья окунали в растворы каждого инсектицида, затем давали по отдельности личинкам при тщательно контролируемой температуре и влажности. Отслеживая, сколько гусениц погибает при разных дозах, команда рассчитала стандартные показатели токсичности, что позволило выявить, какие соединения наиболее и наименее летальны.

Кто сильнее против листовертки?

Прямое сравнение выявило явного лидера. Эмамектин бензоат убивал личинок при гораздо более низких концентрациях, чем остальные три препарата — более чем в 30 раз эффективнее, чем индоксакарб, оказавшийся самым слабым в группе. Хлорантранилипрол и лефенурон заняли промежуточные позиции. Хотя все четыре соединения могли убивать гусениц при более высоких дозах, различия в активности важны в полевых условиях: использование более эффективного препарата может снизить объёмы распыления и замедлить накопление устойчивости. Тем не менее непосредственная гибель — лишь часть картины. Авторы также изучали, как низкие, нелетальные дозы незаметно перестраивают внутреннюю химию насекомых, что может влиять на рост, размножение и дальнейшее развитие устойчивости.

Что происходит внутри гусеницы

Чтобы исследовать эти скрытые эффекты, команда подвергла личинок четвертной (0,25×) дозе каждого инсектицида и в течение пяти дней измеряла их внутреннюю химию. Отслеживали общие уровни белков и углеводов — основные строительные материалы и топливо организма — а также несколько ключевых ферментов, расщепляющих сахара, перерабатывающих питательные вещества и детоксифицирующих чужеродные химикаты. У необработанных гусениц эти показатели оставались относительно стабильными. У обработанных личинок, однако, три из инсектицидов вызвали резкое падение запасов белков и углеводов, что указывает на серьёзные нарушения в питании и метаболизме.

Хлорантранилипрол и индоксакарб особенно сильно повреждали энергетическую систему гусениц, заметно подавляя ферменты, расщепляющие ключевые сахара и крахмал. Эмамектин бензоат также снижал эти активности, но несколько менее драматично и с частичным восстановлением со временем. Лефенурон выделялся как более щадящий для повседневного метаболизма: он сохранял суммарные уровни белков и углеводов близкими к норме и вызывал лишь умеренные изменения в пищеварительных ферментах. Вместо этого лефенурон вызвал заметный рост щелочной фосфатазы — фермента, связанного со слизистой кишечника и ремоделированием тканей, что согласуется с его известной ролью регулятора роста, вмешивающегося в линьку, а не в немедленное питание.

Химическая защита гусеницы

Исследование также рассмотрело α-эстеразу — фермент, который помогает насекомым детоксифицировать химикаты и часто связывается с устойчивостью. У личинок, обработанных эмамектин бензоатом и индоксакарбом, активность α-эстеразы резко возросла, что указывает на то, что гусеницы наращивали внутренние защитные механизмы, чтобы справиться с химической атакой. Хлорантранилипрол, напротив, подавлял этот фермент детоксикации, потенциально делая личинок менее способными адаптироваться. Лефенурон снова показал более мягкий профиль, с постепенным ростом детоксикационной активности. В совокупности эти закономерности показывают, что разные инсектициды не только убивают по-разному, но и вызывают очень разные биохимические реакции, которые могут формировать пути развития устойчивости.

Что это значит для более безопасного и продуманного контроля вредителей

Проще говоря, исследование показывает, что эмамектин бензоат является самым мощным из четырех препаратов против гусениц хлопковой листовертки, в то время как индоксакарб — самым слабым. Но работа выходит за рамки простого ранжирования «сильный»/«слабый». Нанесённая карта того, как каждый инсектицид истощает энергетические запасы и нарушает работу ключевых ферментов, демонстрирует, что одни препараты вызывают у насекомого интенсивный метаболический стресс, тогда как другие действуют скорее через нарушение роста. Эти данные могут помочь фермерам и консультантам по защите растений более разумно выбирать и чередовать инсектициды, используя комбинации и сроки обработки, которые замедляют развитие устойчивости и сокращают неоправданное использование химикатов. В долгосрочной перспективе такие биохимические «отпечатки» могут направлять более устойчивое управление вредителями, защищая урожаи и снижая давление на полезных насекомых и окружающую среду.

Цитирование: El-morshedy, A.E., Shalaby, A.A.M., Al-Shannaf, H.M.H. et al. Comparative toxicity and biochemical impacts of certain recommended insecticides against Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae). Sci Rep 16, 13627 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48788-6

Ключевые слова: хлопковая листовертка, токсичность инсектицидов, устойчивость вредителей, защита посевов, биохимические эффекты