XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Проверка эффективности гелеобразных инсектицидных средств от различных производителей на рыжем таракане

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Мухин Т.М. 1

---

1МБУДО "Дворец творчества детей и молодёжи"

Егоров И.С. 1

---

1МБУДО "Дворец творчества детей и молодёжи"

Работа в формате PDF

415.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1.Введение.

Насекомые, которые приспособились к обитанию в человеческих жилищах, всегда были серьёзным вызовом для людей, принося дискомфорт, вызывая страх и распространяя различные заболевания. Одним из таких насекомых является рыжий таракан, по латыни Blattella germanica. И хотя этот вид тараканов адаптировался к жизни рядом с человеком относительно недавно, тем не менее, благодаря своей высокой приспособляемости и плодовитости представляет собой серьёзную проблему. На всём протяжении борьбы с рыжим тараканом человек использовал самые разнообразные средства, которые, тем не менее, никогда не давали полной эффективности и не позволяли кардинально решить этот вопрос. Поэтому выбор наиболее эффективных средств борьбы с рыжим тараканом, которые имеются на данный момент, представляется более чем актуальным.

Цели и задачи.

Цель работы: Проверить эффективность гелеобразных инсектицидов для уничтожения рыжего таракана в различных условиях и по возможности определить наиболее эффективное средство из тех, которые были выбраны для проведения исследовательской работы.

Задачи работы:

-изучить соответствующие отзывы и литературу из различных источников о наиболее эффективных гелеобразных средствах от рыжего таракана и в соответствии с этими данными приобрести инсектицидные гели от различных производителей для проведения эксперимента.

-приобрести другой инвентарь (банки, крышки) необходимый для проведения исследования.

-провести исследование.

-проанализировать полученные результаты и сделать соответствующие выводы.

Гипотеза исследования: Мы предполагаем, что различные гелеобразные средства для уничтожения рыжего таракана обладают различной эффективностью в зависимости от марки средства и в зависимости от условий, в которых они применяются.

Предмет исследования: Рыжий таракан при воздействии на него различных гелеобразных инсектицидных препаратов в различных условиях.

Методы исследования: Эмпирические методы - эксперимент, наблюдение и сравнение.

Историческая справка: По палеонтологическим сведениям первые предки тараканов появились в каменноугольном периоде, примерно 300 миллионов лет назад. Родиной рыжего таракана согласно генетическим и популяционным исследования является Южная и Юго-Восточная Азия. До XVIII века рыжие тараканы обитали почти исключительно в Азии. Лишь в 1760 годах они, судя по историческим записям, впервые проникли в Европу. Дальнейшее распространение вида было ограничено из-за высокой смертности во время дальних путешествий и низкой устойчивости к холоду. Однако в конце XIX — начале XX века появились более быстрые виды транспорта, такие как поезда и пароходы, а в человеческих жилищах стали появляться водопровод и отопление. Все это создало благоприятные условия для расселения и жизни рыжих тараканов и, в конце концов, позволило им захватить большую часть мира. Появление рыжего таракана в России связывают с Семилетней войной 1756—1763 года, точнее с её окончанием, когда русские солдаты, возвращаясь с территории Пруссии, заметили у себя в обозах и вещах меленьких рыженьких жучков. Насекомые походили по внешнему виду на рыжих и усатых немецких мужчин и поэтому были прозваны пруссаками. В дальнейшем они распространились по избам простолюдинов, и по дворянским поместьям. До появления рыжего таракана на Руси в жилищах водился чёрный таракан. Но поскольку между этими двумя видами возникла конкурентная борьба за местообитание, и рыжий таракан оказался более приспособленный к условиям человеческого жилища, он со временем практически полностью вытеснил черного таракана из домов и квартир. [1], [4], [8], [12] Анатомия и физиология: Рыжий таракан - относительно некрупный вид тараканов. Имаго, то есть взрослые насекомые достигают, длинны 10—16 мм. Сведения о продолжительности жизни варьируют в разных источниках, и составляет примерно год – полтора. Снаружи, как и все насекомые покрыты хитиновым экзо скелетом, чрезвычайно прочным и устойчивым к нагрузкам. Рыжие тараканы имеют крылья, что даёт им способность к непродолжительному полёту. Размножение рыжего таракана осуществляется половым путём. Данные о наличии партеногенеза разнятся в различных источниках. Но известно, что самка, единожды спарившись с самцом, в дальнейшем сохраняет его гаметы и способна оплодотворяться без участия самца. Самки откладывают 30—60 яиц в оотеку — коричневую капсулу размерами до 8x3x2 мм. Оотека является защитной оболочкой, которая ограждает будущее потомство от неблагоприятных факторов внешней среды. Оотеку тараканы носят на себе до тех пор, пока через 14—35 дней из яиц не вылупляются нимфы, то есть личинки, которые отличаются от взрослых особей только отсутствием крыльев и, обычно, более светлой окраской. За всю жизнь самка может отложить от 20 до 90 таких кладок. Учитывая то, что на вылупливание насекомых уходит в среднем 2-3 недели времени, можно примерно посчитать, как быстро размножаются тараканы. В процессе развития нимфы проходят линьки. Число линек, через которые нимфа превратится в имаго, варьирует, однако обычно равняется шести. Время, за которое это происходит, составляет около 60 дней. Пищевые предпочтения рыжего таракана очень разнообразны. Является абсолютно всеядным видом, поедая как растительную, так и животную пищу, а при её отсутствии – бумагу, мыло, клей и прочие несъедобные предметы. Эта особенность, а также любовь к теплу и высокой влажности определяет излюбленные места расселения рыжего таракана в человеческих жилищах - это ванна и кухня. Тараканы очень чувствительны к отсутствию влаги. При полном отсутствии воды они способны протянуть всего от недели до двух трёх дней. Иная ситуация с отсутствием еды. При полном отсутствии питательных веществ рыжий таракан выживает до сорока дней. Удивительна приспособляемость рыжего таракана к различным неблагоприятным факторам внешней среды, и в частности к различным ядам, с помощью которых с ними пытаются бороться. По научным данным в геноме рыжего таракана присутствует значительное количество генов, кодирующих белки, которые участвуют в нейтрализации токсинов, и генов-транспортеров, выбрасывающих токсины из клеток. Если при обработке ядами выжила беременная самка пруссака, то её потомству автоматически передаётся приспособленность к данному виду ядов. Было обнаружено, что тараканы могут выживать в условиях высокой радиации, которая убивает других насекомых. В экспериментах, проведенных с тараканами на территории Чернобыльской АЭС, было обнаружено, что они могут выдерживать дозы радиации, которые были бы фатальными для человека. Гораздо чувствительнее тараканы к понижению температуры. При температуре около нуля особи теряют способность к размножению, понижается активность жизнедеятельности, градус ниже нуля может убить прусака за пару часов, при температуре от -5 до -10 насекомые умирают в течение получаса, при -10 и выше градусов прусак умрет практически мгновенно — максимум за пару минут. Высокая температура воздуха также губительна для тараканов. Известно, что тараканы выдерживают подъем показателей термометра вплоть до +40С. При дальнейшем возрастании температуры у них наблюдается чрезмерное испарение воды из организма, в результате чего нарушаются все основные метаболические процессы, и прусаки умирают. Подобный эффект точно наступает у всех особей при показателях градусника в +50 С. [4], [6], [7], [10], [11], [13]. Известные и современные методы борьбы: Способы борьбы с рыжим тараканом в России были самые разнообразные, начиная с колдовских и мистических, заканчивая вполне эффективными. К примеру, у русских крестьян бытовало поверье, что для избавления от тараканов надо привязать таракана за толстую верёвку и тянуть к двум мужикам. Быстро была понята людьми в России и физиология прусака. Было подмечено, что насекомые не переносят низкой температуры и поскольку зимы на большей части России довольно суровые с понижение температуры до минус десяти и ниже, людьми повсеместно применялся такой способ как вымораживание тараканов. Для этого зимой люди покидали неотапливаемое жилище, оставляли все окна и двери открытыми на несколько часов, и по возращении им оставалось только вымести мертвых тараканов из избы. Этот метод довольно эффективен, однако малоприменим в современных условиях, в связи с наличием отопительных систем которые могут перемёрзнуть. Применялась и высокая температура. Для этого углы и щели обрабатывались кипятком и паром. Нашими предками давно было подмечено, что различные растения обладают отпугивающим насекомых действием. Свежие листья пижмы, полыни, мяты, багульника, жимолости, аниса и веточки красной бузины отваривали, разливали готовый раствор по чашкам и расставляли по избе. А также раскладывали сами растения по всем углам помещения. Тараканы ненавидят запахи этих трав, но не погибают от них, поэтому данный метод нельзя назвать достаточно эффективным. По мере развития науки против тараканов и клопов применялся и продававшийся в аптеках «персидский порошок» (реже называемый «далматским порошком», или «слюногоном»), относящийся к наименее опасным для здоровья человека инсектицидам, действующий на насекомых как нервно - паралитическое средство. Его получали при измельчении высушенных цветов, стеблей и листьев кавказской, персидской или далматской ромашки. По мере дальнейшего развития научно технического прогресса изобретались всё более новые и эффективные инсектициды. Такие как пиретрины и пиретроиды, фосфорорганические соединения, инсектициды нового поколения в различных формах, таких как гели, аэрозоли, порошки, пудры, клеевые ловушки, ультразвуковые отпугивали и прочее. Развивалась и развивается профессиональная дезинсекция. В целом на всём протяжении противостояния человека и рыжего таракана борьба с ним велась с переменным успехом, поскольку высокая приспособляемость и живучесть данного вида тараканов не позволяет людям одержать решительную победу над этим крайне неприятным насекомым [2], [3], [12]. Медицинское значение: Большое значение имеет вред, приносимый рыжим тараканом человеку. Прусаки являются переносчиками бактерий желудочно-кишечного тракта, таких как брюшной тиф и дизентерия, цист простейших и яиц гельминтов. Хитиновый покров тараканов является аллергеном способным вызывать аллергическую реакцию у людей. При большом количестве тараканы способны нападать ночью на человека, особенно на маленьких детей [2]. Давно известно такое явление как боязнь тараканов или по-научному блаттофобия, которая нуждается в длительном лечении и приносит крайний дискомфорт людям, которые ей страдают[5].

2.Основная часть. Для проведения исследования нами были взяты восемь гелеобразных инсектицидных средств от тараканов, которые наиболее часто встречаются в хозяйственных магазинах нашего города и которые получали наиболее положительные отзывы у продавцов и в сети интернет. Для удобства сравнения они были сведены в таблицу №1, где отмечены все применённые средства под названием Образец №, действующее вещество, вспомогательные компоненты. Способ применения у всех гелеобразных средств одинаков - нанести средство в труднодоступные места скопления и передвижения тараканов и возможные места их появления.

Из данной таблицы видно, что у препаратов Образец №2, Образец №3 и Образец №4 действующее вещество одинаковое – фипронил 0,05%.

У средств Образец №1 и Образец №6 в составе присутствует действующее вещество имидаклоприд, однако в средстве Образец №1 концентрация его выше и составляет 0,5 %, а в средстве Образец №6 - 0,1%.

Действующее вещество хлорпирифос содержится в гелях Образец №1- 0,25%, Образец №7 -0,5% и Образец №8 - 0,3%.

Действующее вещество диазинон содержится в гелях в гелях Образец №6- 0,3%, и Образец №8 -0,2 %.

Итого мы имеем пять средств с одним действующим веществом, причем в средствах Образец №2, Образец №3 и Образец№ 4 оно одинаково, это фипронил 0,05%, в средстве Образец №5 - это ДВ - лямбда - цигалотрин 0,1 %, в средстве Образец№ 7 - хлорпирифос 0,5/100.

Гели Образец№ 1, и Образец№ 8 содержат по два действующих вещества и только гель Образец№ 6 содержит сразу три действующих вещества.

Только в одном геле – Образец№ 1 точно указаны названия вспомогательных веществ.

Ход эксперимента:

Для проведения исследования нами были взяты рыжие тараканы, содержащиеся в террариуме зоологического объединения в качестве кормовых и экспериментальных насекомых. Нами брались только взрослые особи примерно одного размера. Изначально мы разделили одно используемое для эксперимента средство на три группы тараканов. Насекомые были помещены в стеклянные банки, закрытые крышками, с заранее проделанными в них мелкими отверстиями для поступления воздуха (приложение № 1 фото 1). Перед посадкой тараканов в каждую из трёх банок было добавлено одно и то же гелеобразное средство (приложение № 1 фото 2). Отличия заключались в том, что в одну из трёх банок было добавлено средство без дополнительных добавок, в другую банку было добавлено средство и несколько капель воды, а в третью банку было добавлено средство с несколькими каплями воды и еда, в качестве которой использовались крошки хлеба. Это было сделано с целью, проверить действие ядов в различных условиях применения, поскольку ранее нами была получена информация о том, что при наличии воды и пищевых продуктов тараканы снижают или устраняют токсические действия инсектицидов посредством питья воды [14]. Все банки, в которые был добавлен яд и следом за ним подсажены подопытные тараканы были подписаны. Учитывая то, что на каждое гелеобразное средство нами были взяты три подопытных таракана, а гелей для эксперимента мы использовали восемь разновидностей, то у нас получилось двадцать четыре банки с ядами и подопытными тараканами внутри.Также один таракан нами использовался для контроля. Он был подсажен в банку, в которую яд не добавлялся, но были добавлены крошки хлеба, и куда регулярно до определенного времени впрыскивалась вода. Яды добавлялись в банки перед посадкой тараканов по одной небольшой капле.Все тараканы были подсажены в банки с инсектицидами 31 июля 2024 года в вечернее время. В то же время в соответствующие банки была добавлена вода, вода и еда. Соответственно в банки, где было запланировано только присутствие инсектицида, вода и еда не добавлялись. Сразу же после внесения воды в банки с гелем куда вносилась только вода началась гибель тараканов в означенных банках. Это было связано с тем, что вода вступила в реакцию с гелем, образуя своеобразный бульон, с которым немедленно вследствие ограниченного пространства вступали в контакт тараканы. Скорее всего, это произошло, потому что дозировка воды была слишком большой. Также наблюдалось снижение активности, параличи, заваливания тараканов на спину и гибель в банках, где присутствовал только инсектицид. Полноценное наблюдение началось на следующий день 1 августа. Для удобства полученные нами данные были сведены в таблицу № 2.

Данная таблица показывает, что гибель тараканов в банках без еды и воды наступила в ближайшие дни после начала эксперимента. Начиная с момента внесения средств 31 июля у тараканов в банках без еды и воды, наблюдались признаки отравления, такие как параличи, заваливания на спину, снижение активности (приложение №1 фото 3). Полная гибель без всяких признаков жизни фиксирована второго августа во всех банках без еды и воды. Это можно объяснить тем, что при внесении инсектицида в банки нами была немного не рассчитана доза препарата и внесённые капли оказались несколько больше, чем планировалось, а также отсутствием пищевой альтернативы гелю. В банках с водой произошло растворение препаратов в жидкости, дозировка воды была превышена, и, вследствие нахождения в ограниченном пространстве тараканы быстро вступали в контакт с ядом, и наблюдалась гибель во всех банках уже первого августа. В банках с едой и водой наблюдалась гибель тараканов в шести банках до второго августа. Только в банках с препаратами Образец №1, и Образец №8 гибель наблюдалась двадцать пятого и шестого августа соответственно. В связи с неоднозначными результатами нами было принято решение о внесении корректировки в исследование. Для этой цели нами было отобрана ещё одна группа тараканов в количестве восьми штук. Эти тараканы были также помещены в восемь банок в каждую из которых были опять добавлены те же восемь инсектицидов и также добавлена еда в виде крошек хлеба без добавления воды. Отличие также заключалось в том, что в этот раз дозы были тщательно вымерены и уменьшены по сравнению с прошлым испытанием. Тараканы были подсажены в банки с ядами третьего августа. Велось наблюдение результаты которого были сведены в таблицу № 3.В таблицу № 3 также был внесён контрольный таракан, который содержался в банке без отравы, но с едой и водой. Вода контрольному таракану в банку перестала добавляться одиннадцатого августа.

Из данной таблицы видно, что выживаемость тараканов при пониженной дозе и с присутствием пищи значительно повысилась.

Заключение:

По результатам проведённого эксперимента можно утверждать, что гипотеза нашего исследования подтвердилась, но частично. В процессе работы результаты были получены как совершенно чёткие, так и противоречивые. Так, по результатам, приведённым в таблице №3 можно утверждать, что наиболее эффективным гелеобразным средством от рыжего таракана из опробованных нами является гель Образец №1 и Образец №8, однако данные таблицы № 2 дают диаметрально противоположный результат, где гели Образец №8 и особенно Образец №1 при применении с водой и едой дали наихудший результата из всех. При интерпретации результатов в таблице № 3 необходимо учитывать, что тараканы при посадке в банке с гелями Образец №1 и Образец №8 сразу же приступили к поеданию приманки, что обусловило их быструю гибель и было зафиксировано визуально и при помощи фото и видеокамеры (приложение№ 1 фото 4). Поэтому всё может быть связанно с индивидуальными предпочтениями каждой конкретной особи, взятой для эксперимента. Как можно увидеть на фото в приложении, таракан поедает гель с бумажной подложки. Бумажная подложка была применена всего двукратно при применении гелей Образец №1 и Образец №8 с едой без воды. Во всех остальных случаях гель вносился непосредственно на дно банки. Совершенно чёткие результаты были получены при постановке тараканов в различные условия при которых они подвергались воздействию инсектицидов. Так, при применении гелей без еды и воды наблюдалась гибель во всех банках в первые дни эксперимента, что приведено в таблице №2, а при уменьшении дозировки и при добавлении пищи тараканы выживали длительное время. А в банке с едой и с гелем Образец №4 таракан прожил феноменальные 37 дней что является рекордом для всех испытуемых. Некоторые тараканы в присутствии отравы прожили дольше чем контрольный таракан без яда в банке, что тоже является фактом, заставляющим задуматься. В общем по результатам исследования можно сделать следующие выводы:

- Все гели достаточно эффективны в большой дозировке в ограниченном пространстве и при применении их в отсутствии пищи и чистой воды, что показали результаты таблицы № 2. Выделить какой-либо один самый эффективный нам не удалось.

- При наличии пищевой альтернативы гелеобразным инсектицидам тараканы могут поедать неотравленную пищу. Соответственно при обработке помещений гелеобразными средствами необходимо по максимуму ограничить доступ тараканам к какой-либо пищевой продукции, в противном случае результата не будет. При постановке насекомых в разные условия гели обладают различной эффективностью.

- Можно предположить, что концентрация действующих веществ в гелях слишком мала для эффективного уничтожения рыжего таракана при большой его концентрации и наличии пищевых продуктов и воды.

-Значительным открытием для нас явился тот факт, что пруссаки могут выживать без воды столь длительное время, ведь по сведениям литературных источников рыжий таракан может прожить без воды максимум неделю[13]. Наши же тараканы в банках с едой, но без капли воды и с отравой выживали намного дольше, особенно как упомянутый уже рекордсмен, который прожил 37 дней. Вероятно, что это связано с возможностью запасанием рыжим тараканом влаги в собственном теле наподобие механизма верблюда или получением им влаги из пищи, как к примеру, некоторые подобные способы наблюдаются у высших животных.

- Ориентиром для понимания результатов исследования нам всё же служили тараканы, подвергшиеся воздействию ядов в отсутствии воды. Воду необходимо вносить избегая контакта с гелем. В ограниченном пространстве вода вступала в реакцию с гелем вызывая его растворение.

Перспективы дальнейших исследовании в данном направлении весьма значительны. Имея виварий с подопытными насекомыми можно каждый раз подходить к новому исследованию учитывая ошибки и недочёты уже проведенного.

Список использованной литературы и источников:

1.Биология. Мамонтов С.Г. Для школьников старших классов и поступающих в ВУЗЫ: Учеб, пособие. М: Дрофа, 2004.

2. Биология. Чебышев Н.В., коллектив авторов. ГБОУ ВПО. Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России, 2016.

3."История государства" https://statehistory.ru/2099/Borba-s-tarakanami-v-gorodskikh-domakh-v-tsarskoy-Rossii/

4.Коммерсант наука https://www.kommersant.ru/doc/5329676

5.Медицинский центр "Ваш доктор. А" https://vashdoctora.ru/articles/preodolenie-boyazni-tarakanov

6. МОСКОВСКАЯ ГОРОДСКАЯ САНИТАРНАЯ СЛУЖБА https://dezoff.ru/tarakany/ryzhiy-tarakan/

7.Наука для всех https://dzen.ru/a/Ylgf5h3Smlxlv0BK

8.Научно-популярное развлекательное издание. Автор - Сергей Коленов. https://nplus1.ru/news/2024/05/23/blattella-germanica-origin

9.Насекомых.Net https://насекомых.net/vrediteli/tarakany/vsye-o-tarakanakh/

10.Популярная наука https://dzen.ru/a/YrNZhd0Vyl5htzj3

11.Сайт по профессиональной борьбе с насекомыми, вредителями и микроорганизмами https://nasekomius.ru/eto-interesno/boyatsya-li-tarakany-moroza/

12.Санитарная Экологическая Служба https://dezinsektor.spb.ru/poleznye-stati/otkuda-poyavilis-tarakany-v-rossii.html#1

13. Санитарная Экологическая Служба https://dezinsektor.spb.ru/poleznye-stati/skolko-tarakan-mozhet-prozhit-bez-edy.html

14. https://ampravda.ru/2014/11/06/52833.html

Приложение № 1

Фото №1 Способ размещения экспериментальных тараканов в банках

Фото №2 Добавление инсектицида в банку

Фото №3 Заваливание таракана на спину при применении препарата образец №3

Фото № 4 Поедание тараканом отравленной приманки Образец №1