„ALICJA KRZEMIŃSKA
BADANIA
NAD ROZWOJEM JAJNIKÓW I ZAPŁODNIENIEM SAMIC MUCHY DOMOWEJ MUSCA DOMESTICA L.
(W WARUNKACH NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANYCH PODCZAS STERYLIZACJI PŁCIOWEJ OWADÓW
ZWIĄZKAMI CHEMICZNYMI)
Z Zakładu Toksykologii Sanitarnej Państwowego Zakładu Higieny w Warszawie Kierownik: prof. dr A. Bojanowska
Prowadzono obserwacje nad rozwojem jajników i zapłodnieniem samic muchy domowej M. domestica L. karmionych dwojaką dietą:
białkową lub węglowodanową. W pierwszym przypadku I cykl owo- genezy został zokończony w ciągu 120 godz., w drugim natomiast rozwój jajników był zahamowany we wczesnej fazie odkładania żółt- ka. Zamiana diety węglowodanowej na białkową prowadziła do peł- nego rozwoju jajników i zapłodnienia samie. ”
W ostatnim dziesięcioleciu nastąpił wyraźny wzrost zainteresowania badaczy genetycznymi metodami zwalczania szkodliwych owadów. We- dług Światowej Organizacji Zdrowia [1] metody genetyczne obejmują,
w najszerszym ujęciu, tego rodzaju oddziaływanie na owady, którego efektem jest spadek potencjału reprodukcyjnego, wskutek zmiany lub zastąpienia materiału dziedzicznego w komórkach rozrodczych. Działa- nie takie wywierają promienie jonizujące oraz niektóre chemosterylanty [2]. Prowadzone są również badania nad obniżeniem płodności przy pomocy hormonów owadzich lub związków imitujących ich działanie [8], a także związków stymulujacych kopulacje [4].Dla przeprowadzenia prawidłowej oceny substancji hamujących re- produkcję niezbędne jest szczegółowe poznanie wszystkich procesów związanych z rozmnażaniem się gatunku, tj. rozwoju gamet, okresów
największej aktywności mitotycznej i mejotycznej komórek rozrodczych, dojrzewania płciowego samców i samice, kopulacji i zapłodnienia, płod-
ności samic.U muchy domowej badaniem gametogenezy zajmowali się French
i Hoopingarner [5], kopulacją i zapłodnieniem Linewa i Sytowa [6].Celem pracy było przeprowadzenie dokładnych obserwacji nad roz- wojem jajników much i czasem ich dojrzewania przy równoczesnym określeniu zdolności samic do zapłodnienia w warunkach najczęściej
stosowanych podczas sterylizacji płciowej owadów związkami chemicz-
nymi. Według Linewej i Sytowej [6] rozwój jajników zależy przede
wszystkim od dwóch czynników: temperatury i składu pokarmu.
238 A4 Krzemińska Nr 2
Do pełnego rozwoju pierwszej folikuli niezbędne jest pobranie przez samicę paszy białkowej. Substancje sterylizujące podawane są owadom zazwyczaj w przynętach pokarmowych. Muchy otrzymują je w cukrze, jeżeli są to związki reagujące z białkiem, lub w tzw. pożywce muszej zawierającej mleko, cukier i jaja. W pierwszym przypadku po zakoń-
czeniu ekspozycji owadom podaje się białko w diecie uzupełniającej.
Przeprowadzone obserwacje dotyczyły rozwoju jajników much kar- mionych dietą węglowodanową, dietą białkową oraz much, którym po pokarmie węglowodanowym podawano pokarm białkowy. Ustalenie
tempa rozwoju jajników pozwala na przeprowadzenie właściwej oceny
płodności samic.METODYKA BADAŃ
Badania prowadzono na muchach domowych Musca domestica L., szczep Cooner hodowanych przez okres rozwoju larwalnego na pożywce LSM (standar- dowa pożywka dla zwierząt laboratoryjnych wytwórni pasz w Łowiczu) według metody Byrdego [7]. Owady w kilka godzin po wylocie usypiano dwutlenkiem węgla, dzielono według płci i umieszczano w klatkach po 50 samic i tyleż sam- ców. Z 3 grup doświadczalnych pierwsza otrzymywała jako pokarm wyłącznie cukier (dietą węglowodanowa), druga pożywkę muszą (mleko, cukier, jaja zmie- szane w stosunku wagowym 6:6: 1), trzeciej grupie podawano przez okres trzech dni cukier, a następnie, aż do czasu pełnego rozwoju jajników pożywkę muszą.
Owady otrzymywały do picia wodę ad libitum. Badania prowadzono w temp.
25° + 1°, przy wilgotności 60 +5%.
Obserwacje rozwoju jajnikéw
Dla określenia faz rozwoju jajników preparowano każdorazowo po 10 lub więcej samic: z grupy pierwszej po 72, 96 godz. i po 16 dniach, z grupy drugiej po 48, 72, 96 i'120 godz, Jajniki samic z grupy trzeciej kontrolowano po podaniu pożywki muszej w odstępach 24 godz., aż do czasu uformowania dojrzałych jaj.
Samicę usypiano dwutlenkiem węgla, oddzielano odwłok od tułowia, a następnie lekko nacinano pleuryty odwłoka.
Wyizolowane jajniki umieszczano w kropli roztworu fizjologicznego i obser- wowano pod mikroskopem z kontrastem fazowym przy powiększeniu (1040).
Faży rozwoju jajników określano na podstawie wielkości i kształtu folikuli, stanu nabłonka folikularnego, komórek odżywczych i ilości nagromadzonego żółtka w oocycie. Przyjęto za Beklemiszewem [8] oznaczenia faz wg Christophersa i Mera (ryc. 2).
Badanie zapłodnienia é ; samice
Obserwacje zapłodnienia prowadzono równolegle z obserwacjami faz rozwoju jajników, kontrolując zawartość spermatotek. Wypreparowane spermatoteki umieszczano na szkiełku podstawowym w kropli roztworu Ringera podbarwio- nego błękitem metylenowym i przykrywano, lekko naciskając szkiełkiem nakryw- kowym, ażeby spowodować wyciek spermy. Obserwacje zawartości spermatotek prowadzono pod mikroskopem przy powiększeniu (10X5).
OMÓWIENIE WYNIKÓW I BADAŃ
Rycina 1 przedstawia budowę narządów rozrodczych samicy muchy
domowej. Widoczne są dwa gruszkowate jajniki, które w przypadku pełnego rozwoju zajmują niemal całe wnętrze odwłoku, parzyste jajo-Nr 2 Sterylizacja płciowa owadów 239
wody łączące się w jeden nieparzysty przechodzący w pokładełko.
W końcowej części jajowodu znajdują się trzy spermatoteki oraz para
gruczołów dodatkowych. Jajnik muchy składa się z około 50 rureczek
jainikowych, tzw. owarioli. W każdej owarioli normalnie rozwijają się kolejno trzy folikule.Lp Ź 22 AŻ EY
AAA
SILL 77Ryc. 1. Budowa narządów rozrodczych samicy muchy domowej M. domestica L.
1 — jajnik, 2 — rureczka jajnikowa, 3 — jajowód, 4 — spermatoteki, 5 —- gru- czoły dodatkowe, 6 — pokładełko.
Na ryc. 2 przedstawiony jest schemat rozwoju folikuli podczas pierw- szego cyklu owogenezy. W dojrzałym jajniku pierwsza folikula osiąga V stadium rozwoju. Wówczas rozwijająca się wewnątrz folikuli komór- ka jajowa otacza się chorionem i przekształca w jajo. Jak już wspo- mniano, okres czasu potrzebny do zakończenia pierwszego cyklu owo- genezy tzn. do uformowania pierwszej porcji jaj zależy od temperatury
oraz od składu pożywienia samicy [6]. |
Rozwój jajników much karmionych pożywką muszą zawierającą biał-
ko przedstawiono w tabeli I. Podano fazy rozwoju pierwszej folikuli po 48, 72 i 96 godzinach. Jak widać z tabeli, po 48 godz. pierwsza folikula osiągnęła II fazę rozwoju. W przypadku fazy Ila — wcześniej-
szej, obserwowano pierwsze ziarna żółtka grupujące się wokół oocytu, w przypadku fazy IIb — późniejszej, żółtko zajmowało prawie połowę folikuli.Dalsze badania, przeprowadzone po 72 godz. wykazały już obecność
dojrzałych jaj w ponad połowie jajników (57,1%). W pozostałych kon-
trolowanych jajnikach trwał jeszcze proces witelogenezy (faza rozwojufolikuli — II, IE, IV).
Po 96 godz. obserwacji 90% badanych much miało już dojrzałe jaj- niki, a po 120 godz. — 100%. Można zatem przyjąć, że rozwój jajników
much karmionych pożywką muszą trwa od 3 do 5 dni.
240 Ai Krzemińska Nr 2
E F G H
Ryc. 2. Schemat rozwoju jajników muchy domowej M. domestica L. wg Bekle- miszewa. Fazy rozwoju pierwszej folikuli: A — faza No, B — faza I, C — faza IIa, D, E — faza IIb, F — faza III, G — faza IV, H — faza V. 1 — komórka jajowa, 2 — komórki odżywcze, 3 — nabłonek folikularny, 4 — komora krańcowa, 5 — nić końcowa, 6 — początek formowania następnej folikuli, 7 — ziarna żółtka,
8 — skupienia żółtka, 9 — pozostałości komórek odżywczych.
Zupełnie inaczej przedstawiał się rozwój jajników u much, którym podawano w pokarmie wyłącznie węglowodany (cukier) (tab. II). Po 72 godz. w jajnikach 66,7% badanych samic pierwsza folikula osiągnęła zaledwie I stadium, w pozostałych wczesne II stadium. Dalsze obser- wacje po 96 godz. i po 16 dniach wykazały, że rozwój został zahamo- wany na stadium II. Wyniki naszych obserwacji potwierdzają badania
Derbieniewej-Uchowej, według której pełny rozwój folikuli w jajnikach
much ma miejsce tylko przy podawaniu pokarmu białkowego [9]. Jaj- niki much karmionych przez 3 dni pożywką muszą oraz cukrem przed-
"stawiono na ryc. 314.
Tabela łŁ
Rozwój jajników* samie muchy domowej Musca domenica L. karmionych dietą białkową (pożywka musza)
| Procent jajników w stadiach rozwoju > ma
Obserwacje Liczb poe a Woo a
po godzinie kadr | |
od podania diet | jajników iajnikó I Ila IIb II | IV У
У i | | |
Г | | | s
48 10 | 30 | 70 a: aa | 2 —
nacz арии e a oo ai "m [= =
72 m | = X | 14,3 | 143 | 143 | 571
96 20 =] = 40 | -— 90
120 | 10 _ | = | = | = |
|И 7
* — Stadium okreslano na podstawie rozwoju I folikuli w pierwszym cyklu owogenezy
Tabela II
Rozwój jajników samie muchy domowej Musca domenica L. karmionych dietą węglowodanową (cukier)
Procent jajników w stadiach rozwoju
Obserwacje | Li eee! Nall oe ee 2
po godzinie | =— | |
— badanyeh | . I . i . , a, "
od podania
diety -| aaa
| i jajników |ko
| i |На | Hb | DE *
| i |TV у
_ ee | mae :
a | |] osa 6 o | | | i
72 | в | 667 | 333 a „om | sa
96 ll | — | 45,5 54,5 | о =
16 dni | 10 pe | 0. 90) | |
Ryc. 3. Jajniki samicy muchy domo- Ryc. 4. Jajniki samicy muchy domo- wej M. domestica L. karmionej przez wej M. domestica L. karmionej przez okres 3 dni dietą białkową. okres 3 dni dietą węgłowodanową.
249 A. Krzemińska Nr Ż
Widoczne są wyraźne różnice w ich wielkości. Przejście z diety wę-
glowodanowej na białkową (przypadek ten zachodzi, gdy związek ste-rylizujący jest podawany w cukrze) prowadziło w krótkim czasie do
pełnego rozwoju jajników (tab. III). Pierwsze jajniki dojrzewały po48. godz. (20%). Maksimum dojrzewania przypadło na okres pomiędzy 48 a 72 godz. Po 96 godz. od zmiany diety w pełni rozwinięte jajniki miało już 100% samic.
Tabela III
Rozwój jajników samic muchy domowej Musca domenica L. po zmianie diety z węglowodanowej na białkową
Gbeerwja | Liczh | Procent jajników w — rozwoju
po godzinie A a = aa | | | |
odzmiany | бете
diety | jajników |I Па Ib
|IM | iv
|У
a i | | |
24 10. 50 20 06 | oo | am |" =
Bo | — — 080 | 40) 20 | 20
72 m 16 | =| mom — | 12,5 - 12, 5 | 75
96 10 | = ‘Fo ose |= i — | sm | 100
* — Badania prowadzono na muchach karmionych uprzednio przez okres 3 dni
Obserwacje spermatotek samic karmionych przez 3 dni węglowoda- nami wykazały brak spermy u wszystkich badanych owadów. Po 4 dniach znaleziono spermę u dwóch spośród 10 kontrolowanych samic.
Obydwie samice miały jajniki z pierwszą fołlikulą w stadium IIb. Po
16 dniach procent zapłodnionych samic nie ulegał zmianie.
Przeprowadzone badania wskazują na wyraźny związek pomiędzy
stopniem rozwoju jajników a zapłodnieniem samic. Potwierdzają więc w pełni obserwacje Linewej i Sytowej [6], że do zapłodnienia samie dochodzi dopiero po osiągnięciu dojrzałości płciowej (jajniki conajmniej w fazie IIb).Tabela IV
Zapłodnienie samie*) muchy domowej Musca domenica L. po zmianie diety węglowodanowej na białkową
1
Obserwacje | Liezba ; Liezba samie % samie po godzinie | badanych samice | zaptodnionych | zapłodnionych
od zmiany diety i | |
a | |
24 | 10 | 1 10
48 : | 10 | 5 | 50
72 | 16 | 15
=93,7
96 10 | 10 1 |
*) — па podstawie kontroli spermatotek
Dalsze obserwacje zapłodnienia samie (tab. IV) wykazały, że po zmia-
nie diety węglowodanowej na białkową samice masowo _kopulowały.
Maksimum kopulacji much przypadło na okres, gdy jajniki były już
w późniejszych fazach rozwoju — III, IV i V. Po 48 godz. 50% samic
miało już wypełnione spermatoteki, po 12 godz. — około 93,7%, po 96 godz. wszystkie kontrolowane samice.Wyniki tych naszych obserwacji okazały się sprzeczne z rezultatami badań Linewej i Sytowej. Według tych autorek podanie pokarmu biał-
kowego samicom much karmionych poprzednio węglowodanami powo-
duje wprawdzie masową kopulację, ale część samic pozostaje niezapłod-niona. Przypuszczalnie przyczyną rozbieżności wyników był znacznie dłuższy okres (10 dni) podawania diety bezbiałkowej w doświadczeniach
Linewej i Sytowej. Jeżeli natomiast okres karmienia węglowodanami jest krótki (ma to miejsce przy sterylizacji owadów, gdy czas ekspozy-cji wynosi zazwyczaj 3 dni) już po 4 dniach od zmiany diety na biał-
kową owady osiągają pełną zdolność rozrodczą (100% rozwoju jajników,100% zapłodnienia samic).
WNIOSKI
1. Przy ocenie sterylności samców na podstawie zawartości sperma - totek samic, należy mieć na uwadze stopień rozwoju jajników.
2. Pierwsza kontrola płodności samic w przypadku podawania sub- stancji sterylizującej w diecie białkowej (pożywka musza) powinna być
przeprowadzona najwcześniej po 4 (90%) lub po 5 dniach (100% dojrza-
łych jajników).3. Kontrolę płodności samie karmionych przez 3 dni przynętą węglo- wodanową z chemosterylantem (cukier), można przeprowadzić dopiero po 3 lub 4 dniach od zmiany diety na białkową (niezbędne do pełnego
rozwoju jajników i zapłodnienia samic).
‚ А. Кжеминьска
ИССЛЕДОВАНИЯ НАД РАЗВИТИЕМ ЯИЧНИКОВ И ОПЛОДОТВОРЕНИЕМ САМОК КОМНАТНОЙ МУХИ МО$СА РОМЕЗТ!ТСА 1, В УСЛОВИЯХ ЧАЩЕ
ВСЕГО ПРИМЕНЯЕМЫХ ВО ВРЕМЯ ПОЛОВОЙ СТЕРЕЛИЗАЦИИ НАСЕКОМЫХ
Содержание
Исследовано развитие в трех группах мух тотчас после летока. В первой труппе были мухи питаемые „мушиной смесью” сухое молоко, сахар, желток яйца в порошке), во второй — питаемые сахаром. Такая пища часто приме- няется в стерелизованных приманках.
В первой группе мух —- первый цикл овогенеза был завершен в продолже- нии 120 часов. Во второй группе развитие яичников было ` приостановлено 3 ранней стадии откладывания желтка. Сперматотеки этих самок подвергнутые исследованиям после 3 дней от подавания диеты были пусты. Когда сахар
‘заступили белковой диетой (третяя группа мух) — полное развитие яичников замечено после 3-4 дней и все самки были оплодотворены.
944 | A. Krzemińska Nr 2
A. Krzeminska
DEVELOPMENT OF OVARIES AND FERTILIZATION OF FEMALES OF MUSCA DOMESTICA UNDER THE INFLUENCE OF CHEMOSTERILIZING
AGENTS Summary
A development of ovaries in three groups of the newly emerged flies has.
been studied, the first group of insects being fed with the ,,fly food” (dry milk, sugar, dry yolk of eggs), and ithe second one — with sugar diet. The above food is frequently used in the sterlilizing baits.
In the first group of flies the first cycle of ovogenesis was completed after 120 hours. In the second group the development was inhibited in the stage of yolk formation and the spermatothecae of these females were empty after three days of follow-up. When the sugar diet was replaced by protein diet in the third group of flies, the development of ovaries was completed in 3—4 days and all the flies under study were fertilized.
PISMIENNICTWO
1. Genetics of Vectors and Insecticide Resistance, WHO, Technical Report Ser...
1964, 268, 5. — 2. Labrecque G. C., Smith C. N.: Principles of Insect Chemoste- rilization, New York, 1968. — 3. Ellis P. E., Morgan E. D., Woodbridge A. P.: Pest Articles, New Sum., 1970, 16, 434. — 4. Linewa W. A. Sytowa N. A.: Med. Paraz., 1971, 40, 54. — 5. French A., Hoopingarner R.: Ann. Entomol. Soc. Amer., 1965, 58, 650. — 6. Linewa W. A., Sytowa М. А: Med. Paraz., 1970, 39, 564. — 7. Byr- dy S.: Uczebnik Madieinskoj Entomołogii, Meskwa, 1949. — 9. Derbienewa-Ucho- wa W. P.: Med. Paraz., 1942, 5, 85,
Dn. 6.X11.1971 r.
Warszawa, ul. Chocimska 24.
