Kā noris kukaiņu testi Vides risinājumu institūtā?

Ja iepriekšējā rakstā par projektu “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” aplūkojām augu pārstrādes blakusproduktu ceļu, sākot no šķietami norakstāmas biomasas līdz vērtīgiem ūdens ekstraktiem, šoreiz pievērsīsimies nākamajam procesa etapam – kukaiņu testiem. Šo projekta sadaļu iepazīt palīdzēs Vides risinājumu institūta Praktiskās entomoloģijas laboratorijas vadītāja Kristīne Berķe-Ļubinska.

Sāksim no paša sākuma. Pastāsti, kā radās ideja par augu izcelsmes kukaiņu repelentu izstrādi!

Tirgū lauksaimniecībā izmantojami kukaiņu repelenti ir ārkārtīgi šaura niša. Iespējams iegādāties ērču, odu un citu insektu repelentus, kas domāti cilvēkiem un dzīvniekiem, var nopirkt arī herbivoru repelentus, taču lauksaimniecībā lietojamu kukaiņu repelentu ir ļoti maz. Protams, ir pieejami dažādi insekticīdi. Taču, pirmkārt, bioloģiskajā lauksaimniecībā atļauta vien dažu insekticīdu lietošana. Otrkārt, konvencionālajā lauksaimniecībā izmantotie insekticīdi (it sevišķi, neievērojot lietošanas noteikumus,) kaitē videi un sugu daudzveidībai. Radot augu izcelsmes kukaiņu repelentu, mūsu mērķis nav kukaini iznīcināt – vēlamies, lai tas nenosēstos uz kultūrauga. Šādi kukaiņi nevairojas uz auga lapām, nespēj uz tām izdēt oliņas, kā arī nepārnes uz auga dažādu vīrusu ierosinātājus. Liela problēma ir arī kukaiņu pierašana pie insekticīdiem – kas strādā šodien, vairs neatstās ietekmi rīt.

Pēc kādiem kritērijiem izvēlējāties pētījumā ietvertās kukaiņu sugas?

Mēģinājām atlasīt kukaiņu sugas, kuras lauksaimniekiem ik gadu nodara vislielākos zaudējumus. 

Siltumnīcu baltblusiņa (Trialeurodes vaporariorum) galvenokārt posta siltumnīcās un citās slēgtās platībās augošus augus. Baltblusiņu uzbrukumiem pakļauti gurķi, tomāti, paprika un citi iecienīti siltumnīcu augi. Kukainis ne tikai tieši kaitē augiem, sūcot to sulu, bet ir arī aktīvs mozaīkas vīrusu pārnēsātājs.

Siltumnīcu baltblusiņa VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Siltumnīcu baltblusiņa VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Persiku laputs (Myzus persicae) ir ļoti “universāls” kaitēklis – tas parazitē uz ļoti dažādu sugu augiem. Persiku laputs tiek uzskatīta par galveno augu vīrusu pārnēsātāju pasaulē – kukainis pārnes vairāk nekā 100 dažādu vīrusu. Tas iespējams, jo laputs ir izturīga pret dažādiem laikapstākļiem, un vējā var tikt transportēta ļoti tālu. Laputs “tiešie” postījumi ir visvairāk var ietekmēt kartupeļu ražu, taču lieli postījumi tiek nodarīti arī krustziežu, nakteņu, graudzāļu, tauriņziežu, grīšļu, tīteņu, balandu, kurvjziežu, ķirbju un čemurziežu dzimtas augiem.

Persiku laputis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Persiku laputis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Gan baltblusiņas, gan laputis uz augu lapām izdala medusrasu – lipīgu šķīdumu, kurā attīstās melnā puve. 

Kāpostu balteņa (Pieris brassicae) postījumi ir uz lauka ir visvieglāk novērojami. Balteņa kāpuri burtiski nograuž stādījumus milzu platībās – cieš kāpostu, rapša, sinepju, mārrutku un citu krustziežu dzimtas augu raža. 

Kāpostu baltenis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Kāpostu baltenis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Sakiet, kur kukaiņi tika ievākti un kur tiek audzēti un pavairoti?

Lai gan mūsu mērķis ir repelents, kas paredzēts lietošanai lauksaimniecībā, kukaiņi tika ievākti apkārtnes siltumnīcās un mazdārziņos. Visu trīs sugu kukaiņu populācijas tiek uzturētas Vides risinājumu institūta Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Laboratorijā tiek nodrošināta atbilstoša gaisa temperatūra un labvēlīgs gaisa mitrums. Arī gaismas režīms imitē kukaiņiem ierastos apstākļus. Katrai sugai tiek nodrošināti pārtikas augi. Baltblusiņas mīt uz gurķu stādiem, persiku laputis uz kāpostu stādiem, savukārt, kāpostu balteņiem kāpostu stādi nepieciešami oliņu dēšanai un kā kāpuru barošanās avots. Pieauguši kāpostu balteņi barojas ar cukura sīrupu. Gurķu un kāpostu stādi tiek audzēti institūta klimata kamerā, kur augiem visa gada garumā tiek nodrošināti optimāli augšanas apstākļi. 

Un kā veicas ar kukaiņu pavairošanu?

Baltblusiņām esam izaudzinājuši jau 17 paaudzes. Bet katram kāpostu baltenim piešķiram “vārdu” – unikālu numuru, pēc kura varam izsekot tā radurakstus. Pagājušā gada laikā laboratorijā kopā izaudzēts 641 kāpostu baltenis. Balteņa maksimālais dzīves ilgums mūsu laboratorijā – 42 dienas. Tas atbilst maksimālajam dzīves ilgumam dabā, taču biežāk balteņi dabā dzīvo vien 3-5 nedēļas. Savukārt, laputu populāciju nepieciešams regulāri ierobežot, lai īpatņi attīstītos lieli un veselīgi. 

Kukaiņu pavairošana un audzēšana ir tikai viena daļa darba. Pastāsti, kā notiks repelentu iedarbības testēšana uz kukaiņiem!

Mūsu mērķis ir laboratorijas apstākļos simulēt repelenta izsmidzināšanu uz lauka. Šīm nolūkam tiks izmantota īpaša izsmidzināšanas kamera. Divās stikla vāzēs tiks izvietoti divi gurķu stādi. Viens, kas apsmidzināts ar repelentu, otrs – neapsmidzināts. Caur abām vāzēm tiks vadīts attīrīts gaiss (konstantā temperatūrā un mitrumā, lai nodrošinātu eksperimenta atkārtojamību). Gaiss no abām vāzēm tiks padots uz testa labirintu, kurā kukainim būs iespēja izvēlēties – doties parasta gurķa smaržas virzienā vai apsmidzināta gurķa smaržas virzienā. Novērojot pārliecinošu tendenci, ka kukaiņi izvēlas nedoties apsmidzinātā stāda virzienā, varēsim uzskatīt, ka konkrētajai repelenta formulai ir potenciāls! Svarīgi, ka testos katrs kukainis tiek izmantots tikai vienu reizi, lai izvairītos iespējamas kukaiņa pieredzes ietekmes. 

Kukaiņu testos lietotās ierīces (olfaktometra) gaisa mitrināšanas sistēma. Attēls: VRI

Kukaiņu testos lietotās ierīces (olfaktometra) gaisa mitrināšanas sistēma. Attēls: VRI

 

Y-veida kukaiņu testa labirints. Attēls: VRI

Y-veida kukaiņu testa labirints. Attēls: VRI

Izklausās pēc stundām ilgas kukaiņu vērošanas!

Ne mūsu gadījumā. Lai izvairītos no nelietderīgas laika pavadīšanas, nodrošināsim labirinta videonovērošanu. Kukaiņu pārvietošanās tiks filmēta, un galarezultātā iegūsim kukaiņu maršrutu vizualizācijas. Tās analizējot, varēsim saprast kukaiņu aptuveno domu gaitu. 

Pētījums tiek veikts projekta “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” (Nr. 1.1.1.1/20/A/096) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.

Dalies: