Научная статья на тему 'СОСТОЯНИЕ ГЕМОЛИМФЫ ГУСЕНИЦ ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ: ОЦЕНКА МЕТОДАМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ'

СОСТОЯНИЕ ГЕМОЛИМФЫ ГУСЕНИЦ ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ: ОЦЕНКА МЕТОДАМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
45
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
ЛЕСНЫЕ НАСЕКОМЫЕ / ВСПЫШКИ МАССОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ / НЕПАРНЫЙ ШЕЛКОПРЯД / ГУСЕНИЦЫ / СОСТОЯНИЕ / ГЕМОЛИМФА / ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / ИЗМЕРЕНИЯ / ФЛУКТАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Ковалев А.В., Суховольский В.Г., Тарасова О.В., Мартемьянов В.В., Аханаев Ю.Б.

Рассматривается возможность использования для оценки текущего состояния гусениц непарного шелкопряда Lymantria dispar L. диэлектрических характеристик гемолимфы. Гемолимфа рассматривается как солевой раствор, содержащий клетки 6-7 типов форменных элементов - гемоцитов. Диэлектрические свойства гемолимфы - ее импеданс-годограф - характеризуются ее сопротивлением и емкостью, изменяющимися в зависимости от частоты пропускаемого переменного электрического тока. Характеристики импеданс-годографа зависят от состояния мембран гемоцитов. Для оценки характеристик мембран гемоцитов используются методы диэлектрической импульсной фурье-спектроскопии, позволяющие резко уменьшить длительность измерений отдельного образца (до 1 с) и обеспечить полную автоматизацию и хранение расчетов. Это позволяет проводить измерения в полевых условиях. Используя методы точечной и флуктуационной диэлектрической импульсной фурье-спектроскопии, проводились измерения состояния гемолимфы гусениц непарного шелкопряда, обитающего в очагах массового размножения в березовых колках на западе Новосибирской области. Характеристики гемолимфы этих гусениц сравнивались с характеристиками гемолимфы гусениц, обнаруженных в неповрежденных непарным шелкопрядом березовых колках. Было найдено, что функции распределения параметра Rb гемолимфы гусениц в очаге массового размножения унимодальны, а функции распределения параметра Rb гемолимфы гусениц в контрольном неповрежденном насаждении бимодальны. Проведенные исследования показали, что между свойствами форменных элементов гемолимфы при разных состояниях насекомых и ее диэлектрическими характеристиками может наблюдаться связь. Так как измерить диэлектрические показатели существенно проще и быстрее, чем оценить состав гемолимфы, то диэлектрические показатели можно предложить использовать для оценки состояния насекомых.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Ковалев А.В., Суховольский В.Г., Тарасова О.В., Мартемьянов В.В., Аханаев Ю.Б.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE STATE OF HEMOLYMPH OF FOREST INSECTS: ASSESSMENT BY DIELECTRIC SPECTROSCOPY METHODS

The possibility of using the dielectric characteristics of hemolymph to assess the current state of the gypsy moth Lymantria dispar L. caterpillars is considered. Hemolymph is considered as a saline solution containing cells of 6-7 corpuscular elements - hemocytes. The dielectric properties of hemolymph - its impedance-hodograph - are characterized by its resistance and capacitance, which vary depending on the frequency of the transmitted alternating electric current. The characteristics of the impedance hodograph depend on the state of the hemocyte membranes. To assess the characteristics of hemocyte membranes, methods of dielectric pulsed Fourier spectroscopy are used, which make it possible to sharply reduce the measurement time of an individual sample (up to 1 s) and ensure complete automation and storage of calculations. This allows measurements in the field. Using the methods of point and fluctuation dielectric pulsed Fourier spectroscopy, measurements were made of the hemolymph state of the gypsy moth caterpillars living in the centers of mass reproduction in birch groves in the west of the Novosibirsk region. The hemolymph characteristics of these caterpillars were compared with the hemolymph characteristics of caterpillars found in birch pegs intact by the gypsy moth. It was found that the distribution functions of the hemolymph Rb parameter of caterpillars in the focus of mass reproduction are unimodal, and the distribution functions of the Rb parameter of caterpillar hemolymph in the control intact stand are bimodal. Studies have shown that a connection can be observed between the properties of the uniform elements of hemolymph under different states of insects and its dielectric characteristics. Since it is much easier and faster to measure dielectric indices than to estimate the hemolymph composition, dielectric indices can be used to assess the state of insects.

Текст научной работы на тему «СОСТОЯНИЕ ГЕМОЛИМФЫ ГУСЕНИЦ ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ: ОЦЕНКА МЕТОДАМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ»

УДК 574.34. 574.24

Хвойные бореальной зоны. 2021. Т. XXXIX, № 5. С. 365-371

СОСТОЯНИЕ ГЕМОЛИМФЫ ГУСЕНИЦ ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ: ОЦЕНКА МЕТОДАМИ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ*

А. В. Ковалев1, В. Г. Суховольский1, 2, О. В. Тарасова3, В. В. Мартемьянов4, Ю. Б. Аханаев4

1ФИЦ КНЦ СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50

2Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/28

3Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный,79 4Институт систематики и экологии животных СО РАН Российская Федерация,, 630091, Новосибирск, ул. Фрунзе, 11 E-mail: sunhi.prime@gmail.com, soukhovolsky@yandex.ru

Рассматривается возможность использования для оценки текущего состояния гусениц непарного шелкопряда Lymantria dispar L. диэлектрических характеристик гемолимфы. Гемолимфа рассматривается как солевой раствор, содержащий клетки 6-7 типов форменных элементов - гемоцитов. Диэлектрические свойства гемолимфы - ее импеданс-годограф - характеризуются ее сопротивлением и емкостью, изменяющимися в зависимости от частоты пропускаемого переменного электрического тока. Характеристики импеданс-годографа зависят от состояния мембран гемоцитов.

Для оценки характеристик мембран гемоцитов используются методы диэлектрической импульсной фурье-спектроскопии, позволяющие резко уменьшить длительность измерений отдельного образца (до 1 с) и обеспечить полную автоматизацию и хранение расчетов. Это позволяет проводить измерения в полевых условиях.

Используя методы точечной и флуктуационной диэлектрической импульсной фурье-спектроскопии, проводились измерения состояния гемолимфы гусениц непарного шелкопряда, обитающего в очагах массового размножения в березовых колках на западе Новосибирской области. Характеристики гемолимфы этих гусениц сравнивались с характеристиками гемолимфы гусениц, обнаруженных в неповрежденных непарным шелкопрядом березовых колках.

Было найдено, что функции распределения параметра Rb гемолимфы гусениц в очаге массового размножения унимодальны, а функции распределения параметра Rb гемолимфы гусениц в контрольном неповрежденном насаждении бимодальны.

Проведенные исследования показали, что между свойствами форменных элементов гемолимфы при разных состояниях насекомых и ее диэлектрическими характеристиками может наблюдаться связь. Так как измерить диэлектрические показатели существенно проще и быстрее, чем оценить состав гемолимфы, то диэлектрические показатели можно предложить использовать для оценки состояния насекомых.

Ключевые слова: лесные насекомые, вспышки массового размножения, непарный шелкопряд, гусеницы, состояние, гемолимфа, диэлектрические свойства, измерения, флуктационные методы.

Conifers of the boreal area. 2021, Vol. XXXIX, No. 5, P. 365-371

THE STATE OF HEMOLYMPH OF FOREST INSECTS: ASSESSMENT BY DIELECTRIC

SPECTROSCOPY METHODS

A. V. Kovalev1, V. G. Soukhovolsky1, 2, O. V. Tarasova3, V. V. Martem'yanov, Yu. B. Akhanaev

federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch 50, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation 2V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Science, Siberian Branch 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036 Russian Federation 3Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 4Institute of Systematics and Ecology of Animals of SB RAS

11, Frunze str., Novosibirsk, 630091, Russian Federation E-mail: sunhi.prime@gmail.com, soukhovolsky@yandex.ru

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 19-04-00197) и РНФ (грант № 21-46-07005).

The possibility of using the dielectric characteristics of hemolymph to assess the current state of the gypsy moth Lymantria dispar L. caterpillars is considered. Hemolymph is considered as a saline solution containing cells of 6-7 corpuscular elements - hemocytes. The dielectric properties of hemolymph - its impedance-hodograph - are characterized by its resistance and capacitance, which vary depending on the frequency of the transmitted alternating electric current. The characteristics of the impedance hodograph depend on the state of the hemocyte membranes. To assess the characteristics of hemocyte membranes, methods of dielectric pulsed Fourier spectroscopy are used, which make it possible to sharply reduce the measurement time of an individual sample (up to 1 s) and ensure complete automation and storage of calculations. This allows measurements in the field. Using the methods of point and fluctuation dielectric pulsed Fourier spectroscopy, measurements were made of the hemolymph state of the gypsy moth caterpillars living in the centers of mass reproduction in birch groves in the west of the Novosibirsk region. The hemolymph characteristics of these caterpillars were compared with the hemolymph characteristics of caterpillars found in birch pegs intact by the gypsy moth. It was found that the distribution functions of the hemolymph Rb parameter of caterpillars in the focus of mass reproduction are unimodal, and the distribution functions of the Rb parameter of caterpillar hemolymph in the control intact stand are bimodal. Studies have shown that a connection can be observed between the properties of the uniform elements of hemolymph under different states of insects and its dielectric characteristics. Since it is much easier and faster to measure dielectric indices than to estimate the hemolymph composition, dielectric indices can be used to assess the state of insects.

Keywords: forest insects, outbreaks, gypsy moth, caterpillars, state, hemolymph, dielectric properties, measurements, fluctuation methods.

ВВЕДЕНИЕ

Риски возникновения вспышек массового размножения лесных насекомых обычно оцениваются по характеристикам временных рядов динамики численности, в частности, по величинам коэффициентов размножения популяций [1; 3; 8]. Однако для расчетов коэффициентов размножения необходимы данные плотностей популяции вредителей в течение двух смежных лет [3], что не всегда возможно и часто замедляет получение необходимых оценок. В качестве более «быстрой» альтернативы расчетам популяци-онных характеристик выступают показатели текущего состояния особей в популяции: масса и линейные размеры, окраска, соотношение полов, доля больных и зараженных особей, объем потребленного корма [6]. Все эти показатели так или иначе связаны с характеристиками физиологического состояния особей, которые во многом определяют плодовитость особей, интенсивность повреждения насекомыми кормовых деревьев, возможности воздействия повреждающих факторов (химических соединений, бактерий, вирусов) в ходе мероприятий по контролю численности насекомых-вредителей [11]. Однако в полевых условиях физиологические и биохимические показатели особей достаточно трудно измерять и использовать для оценки состояния особей.

Достаточно давно для оценки состояния особей предлагалась использовать характеристики гемолимфы насекомых - тканевой жидкости в теле насекомых [7]. Подобно крови у позвоночных животных, гемолимфа образована жидким межклеточным веществом (плазмой) и находящимися в ней клетками - гемоци-тами [11]. Суммарный объём гемоцитов, циркулирующих в теле насекомого, достигает 10 % от общего объёма гемолимфы. Гемолимфа осуществляет транспортировку питательных веществ от стенок пищеварительного канала ко всем органам. Вторая важная функция гемолимфы связана с её участием в защите насекомых от инфекционных заболеваний и заражения паразитами. В выполнении данной защитной функции участвуют белки плазмы, гемоциты, способ-

ные к фагоцитозу, и клетки, образующие гемоцитар-ные капсулы вокруг многоклеточных паразитов [11]. Тем не менее, несмотря на возможную перспективность использования характеристик гемолимфы для оценки состояния насекомых (по аналогии с оценками состояния крови у человека!), при работе с гемолимфой существуют технические сложности, затрудняющие использование этого метода для диагностики состояния насекомых.

В настоящей работе описана экспресс-методика оценки состояния гемолимфы гусениц непарного шелкопряда Lymantria dispar L. в очагах массового размножения в березовых колках на территории Бара-бинского района Новосибирской области с сильно изъятой насекомыми листвой березы Betula pendula и гемолимфы гусениц этого же вида в слабо поврежденных насаждениях.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для оценки состояния гемолимфы использовались методы диэлектрической спектроскопии. Диэлектрические параметры гемолимфы (сопротивление и емкость в широком диапазоне частот) позволяют характеризовать емкость мембран гемоцитов и проводимость тканей [2; 14] (рис. 1).

Ri

Í чТт

V

Ci

Рис. 1. Эквивалентная электрическая схема гемолимфы: К! - сопротивление межклеточников; К - сопротивление цитоплазмы гемоцитов; К3 - сопротивление мембрангемоцитов; С0 - емкость мембран гемоцитов

Из схемы на рис. 1 следует, что при прохождении электрического тока часть тока течет через межклеточную среду, которую можно представлять в виде некоторого сопротивления (или проводимости 01 = 1/Я1). Часть тока течет через мембраны клеток с сопротивлением ИЗ (или проводимостью 03 = 1/Я3) и емкостью С0, а далее - через цитоплазму, имеющую сопротивление И2 (или проводимость 02 = 1/Я2).

По эквивалентной схеме можно из микроскопических электрических показателей рассчитать измеряемые в эксперименте величины проводимости в и емкости С гемолимфы:

G(ra) = G1 +-

G2(G3G2 + G32 +O2Cq ) (G2 + G3)2 + ю2С02 '

С (ю) =

C0 G2

(G2 + G3)2 + +ю2С02

(1)

(2)

Полный импеданс гемолимфы запишем в следующем виде:

Z = 1 = -

1

A G (ю) + 1юС (ю)

(3)

Зависимость электрических характеристик от частоты пропускаемого электрического тока характеризуется импеданс-годографами, представляющими собой кривые, характеризующие связь величин омической и емкостной проводимости на различных частотах. Возможно построение импеданс-годографов в плоскости полной проводимости {О, О"} (где О" = юС), и в диэлектрической плоскости {С, С"} (где С" = (0-в0) / ю). Точки пересечения импеданс-годографов с осями 0 и С дают в этом случае искомые характеристики С0 и О® (или обратные величины И® и Ис) (рис. 2).

Полную характеристику диэлектрических свойств биологической ткани можно получить, проводя измерения действительной и мнимой составляющих импеданса в широком диапазоне частот (в области от 1 кГц

до 0,5 мГц). В связи с этим измерения диэлектрических характеристик гемолимфы производились с использованием оригинального полевого диэлектрического фурье-спектрометра [4; 10].

Метод Фурье-спектроскопии состоит в том, что на измеряемый объект подается достаточно «богатый» сигнал воздействия, например, сигнал, состоящий из большого числа синусоид, и регистрируется функция отклика объекта A(t) в плоскости «амплитуда отклика - время». Далее, проводя Фурье-преобразование функции A(t), можно получить спектральную функцию А(ш).

В качестве подходящего сигнала, возбуждающего систему, нами использовалась импульсная функция Х(0:

X (t ) =

H,0 < t < T, 0, t > T.

(4)

Использование методов Фурье-спектроскопии дает, во-первых, значительный выигрыш во времени, требуемом для измерения, так как фактически одновременно производятся измерения на всех частотах, и, во-вторых, позволяет добиться полной автоматизации измерений, так как значения функции отклика системы A(t) могут задаваться специальной программой, загруженной в управляющий компьютер, с помощью которого затем будет производится Фурье-преобразование и вычисляться параметры импеданс-годографов.

Схема измерения включает: 1. Генерацию узкого прямоугольного импульса. 2. Преобразование его в аналоговый вид. 3. Подачу электрического импульса на исследуемый образец. 4. Регистрацию ответного аналогового сигнала. 5. Перевод полученного сигнала в цифровой формат. 5. Фурье-преобразование полученного сигнала. 6. Построение импеданс-годографа. 7. Расчет и сохранение параметров импеданс-годографа (рис. 3).

Длительность измерений одного образца не превышала 1 с. Диэлектрические характеристики гемолимфы рассчитывались в автоматическом режиме.

Рис. 2. Кривая импеданс-годографа гемолимфы:

КеЪ - действительная составляющая импеданса Ъ; 1т ъ - мнимая составляющая импеданса Ъ

ЦАП

р. ТД

1 1 АЦП

1

{Го, Xq, Jo} ^-1

БПФ

Рис. 3. Блок-схема оригинального автоматизированного диэлектрического импульсного Фурье-спектрометра для экспрессных измерений диэлектрических свойств тканей, автоматической обработки и хранение данных измерений: ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; БПФ - быстрое преобразование Фурье

2.5 2.48 2.46 -2.44 -(§ 2.42 2.4 2.38 2.36 i 2.34

4

очаг

кконтроль

4.05

4.1 R0

4.15

4.2

Рис. 4. Данные однократных измерений диэлектрических характеристик гемолимфы гусениц в очаге непарного шелкопряда и в контрольном неповрежденном насаждении

Образцы гемолимфы брались из тела гусениц с помощью кипиллярной канюли. Диэлектрические характеристики (импеданс-годограф) образца гемолимфы объемом менее 0,001 см3 измерялись в капиллярной кювете в двух режимах: в режиме однократного измерения характеристик всего образца гемолимфы и в режиме последовательности 5000 измерений гемолимфы, движущейся в кювете под воздействием микронасоса. При первом режиме измерений рассматривались характеристики R0 и Rb образца, при втором режиме измерений рассматривалась функция плотности распределения величин Rb.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На рис. 4 приведены данные однократных измерений диэлектрических характеристик гемолимфы гусениц в очаге непарного шелкопряда Lymantria dispar L. и в контрольном неповрежденном насаждении с низкой плотностью популяции вредителей.

Как видно, диэлектрические характеристики гемолимфы гусениц в очаге массового размножения и в контрольных неповрежденных насаждениях достаточно хорошо различаются. В табл. 1 приведены статистические показатели Х-Вилкса, а в табл. 2 -классификационная матрица дискриминантного анализа.

Таблица 1

Статистические показатели Х-Вилкса дискриминантного анализа

Параметры Wilks'Х Partial F- remove P- value Toler.

Rq 0,829 0,619 12,29 0,0022 0,608

Rb 0,870 0,590 13,88 0,0013 0,608

Wilks' Lambda: ,5134029 approx. F (2,20) = 9,477880 p < ,0013

Таблица 2

Классификационная матрица дискриминантного анализа

Процент Очаг Контроль

Очаг 90.91 10 1

Контроль 83.33 2 10

Всего 86.96 12 11

Таким образом, точность классификации гусениц по диэлектрическим показателям гемолимфы составила почти 90 %.

На рис. 5 приведены типичные функции плотности распределения характеристик И, гемолимфы для особей в очаге массового размножения и особей вне очага.

Как видно из рис. 5, функции распределения параметра И® гемолимфы гусениц Ш, 2Б, 3Б в очаге массового размножения унимодальны, а функции распределения параметра ЯЪ гемолимфы гусениц 1К и

2К в контрольном неповрежденном насаждении бимодальны.

С чем могут быть связаны различия в функциях распределения диэлектрических характеристик гемолимфы насекомых в очагах массового размножения непарного и в неповрежденных насаждениях? Рассмотрим состав форменных элементов гемолимфы в норме и патологии (табл. 3).

Для оценки соотношения численностей форменных элементов гемолимфы рассмотрим ранговое распределение форменных элементов согласно уравнению Ципфа-Парето [9]:

1пр(') = а -Ь 1п

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где ' - ранг форменного элемента (место в ранжированном по проценту встречаемости элемента ряде); р(') - процент форменного элемента ранга '.

На рис. 6 и 7 в двойных логарифмических координатах приведены ранговые распределения форменных элементов гемолимфы в норме и патологии.

«

о4

25

20

15

10

0

Ю 2Б 3Б 1К 2К

2.39 2.4 2.41 2.42 2.43 2.44 2.45 2.46 2.47

ЯЪ

Рис. 5. Типичные функции плотности распределения характеристик Кь гемолимфы особей 1Б, 2Б, 3Б в очаге массового размножения и особей 1К, 2К вне очага

5

Таблица 3

Состав форменных элементов гемолимфы кольчатого шелкопряда в норме и при патологическом состоянии (по данным из [7])

Норма Полиэдрия

Диаметр, мк Форменные Элементы Ранг % клеток Диаметр, мк Форменные элементы Ранг % клеток

8 Микронуклеоциты 1 60 20 Макронуклеоциты 1 67

20 Макронуклеоциты 2 30 12 Фагоциты 2 13

8 Эозинофилы 3 4 8 Микронуклеоциты 3 10

30 Эноцитоиды 4 3 10 Пролейкоциты 4 5

12 Фагоциты 5 2 8 Эозинофилы 5 4

10 Пролейкоциты 6 1 30 Эноцитоиды 6 1

8 Базофилы 7 0 8 Базофилы 0

Всего 100 100

4

¡X

5 3 я

я ! 2

-е й 1

1п р(1) = -2.362 1п 1 + 4.369 Я2 = 0.945

0.5

1

логарифм ранга 1

1.5

Рис. 6. Ранговое распределение форменных элементов гемолимфы в норме

4 -

я

О т

а 2

•е я а й

1п р(1) = -1.785 1п 1 + 4.09

Я = 0.979

0.5

1

Логарифм ранга 1

1.5

Рис. 7. Ранговое распределение форменных элементов гемолимфы при полиэдрии

Из рис. 6 и 7 следует, что в норме коэффициент Ь, характеризующий распределение форменных элементов гемолимфы в уравнении 1п р(I) = а - Ь 1п I, существенно больше (Ь = 2,36), чем коэффициент Ь = 1,785, характеризующий распределение форменных элементов гемолимфы при патологических изменениях. Исходя из табл. 3, можно заключить, что в норме 90 % гемолимфы состоят из форменных элементов двух типов: микронуклеоцитов и макронук-леоцитов, отличающихся по диаметру более чем в два раза. Как известно, емкость суспензии клеток пропорциональная кубу диаметра клеток [14]. Тогда при флуктуациях диаметров клеток гемоцитов в норме могут проявляться два пика емкости (что и наблюдается). При патологических изменениях гемолимфа включает как минимум три компонента и элементом второго ранга становятся фагоциты, выступающие как элемент защиты. При этом компонент ранга 2 имеет диаметр менее чем в два раза меньший, чем компонент ранга 1. Тогда это будет вести к появлению унимодального распределения по емкости при измерениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как известно, биохимические характеристики тканей листьев деревьев изменяются в ходе их повреждения насекомыми, что отражается на энергетическом балансе тканей гусениц [5]. Этот факт коррелирует с различиями в диэлектрических характеристиках гемолимфы, так или иначе отражающих состояние мембран форменных элементов гемолимфы.

Проведенные исследования показали, что между свойствами форменных элементов гемолимфы при разных состояниях насекомых и ее диэлектрическими характеристиками может наблюдаться связь. Так как измерить диэлектрические показатели существенно проще и быстрее, чем оценить состав гемолимфы, то диэлектрические показатели можно использовать для оценки состояния насекомых.

Известно, что клеточная, а не гуморальная составляющая неспецифической резистентности насекомых может вносить существенный вклад в устойчивость насекомых против бакуловирусных инфекций [13; 15]. Кроме того, клеточный иммунитет в значительной степени определяет устойчивость насекомых к паразитоидам через процесс инкапсуляции [12]. Оба приведенных регулятора популяционной численности вносят основной вклад в снижение популяционной плотности насекомых. Поэтому данная экспресс-оценка состояния форменных элементов гемолимфы и связь между характеристиками уровня повреждения деревьев в местообитаниях и диэлектрическими свойствами гемолимфы особей, размещающихся в этих местообитаниях, может носить прогностический характер.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ

1. Берриман А. Защита леса от насекомых-вредителей. М. : Агропромиздат, 1990. 288 с.

2. Гусев Ю. А. Основы диэлектрической спектроскопии. Казань : Изд-во КГУ. 2008. 112 с.

5

0

0

2

й 3

0

0

2

3. Популяционная динамика лесных насекомых / А. С. Исаев, Р. Г. Хлебопрос, Л. В. Недорезов, Ю. П. Кондаков, В. В. Киселев, В. Г. Суховольский. М. : Наука, 2001, 374 с.

4. Ковалев А. В., Суховольский В. Г. Диэлектрический спектрометр для экспрессной оценки состояния растений // Мониторинг и биологические методы контроля вредителей и патогенов древесных растений: от теории к практике. Красноярск : ИЛ СО РАН. 2016. C. 105-106.

5. Колтунов Е. В., Яковлева М. И. Биохимические особенности конститутивной резистентности березы повислой (Betula pendula Roth.) к повреждению насе-комыми-филлофагами в условиях антропогенного воздействия [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=14971/ (дата обращения: 02.02.2021).

6. Методы мониторинга вредителей и болезней леса. М. : ВНИИЛМ. 2004. Т. 3. 200 с.

7. Надзор, учет и прогноз массовых размножений хвое- и листогрызущих насекомых. М. : Лесная пром-сть. 1965. 525 с.

8. Семевский Ф. Н. Прогноз в защите леса. М. : Лесн. пром-сть. 1971. 72 с.

9. Суховольский В. Г. Экономика живого. Новосибирск : Наука. 2004. 150 с.

10. Экспресс-оценка состояния древесных растений по диэлектрическим характеристикам тканей ствола / В. Г. Суховольский, В. И. Воронин, В. А. Осколков, А. В. Ковалев // Лесной журнал, 2021, № 2. C. 70-85.

11. Тыщенко В. П. Физиология насекомых. М. : Высш. шк. 1986. 303 с.

12. Carton Y., Poirie M., Nappi A.J. Insect immune resistance to parasitoids // Insect Science. 2008. 15 (1), pp. 67-87.

13. Kasianov N. S., Belousova I. A., Pavlushin S. V., Dubovskiy I. M., Podgwaite J. D., Martemyanov V. V. The activity of phenoloxidase in haemolymph plasma is not a predictor of Lymantria dispar resistance to its bacu-lovirus // PLoS ONE 2017. 12(8): e0183940.

14. Schanne O., Ruiz P., Ceretti E. Impedance measurements in biological cells. N. Y. : John Wiley & Sons. 1978. 430 p.

15. Trudeau D. Washburn J. O., Volkman L. E. Central role of hemocytes in Autographa californica M nucleopolyhedrovirus pathogenesis in Heliothis virescens and Helicoverpa zea // J. Virol. 2001 Jan; 75(2): 9961003. doi: 10.1128/JVI.75.2.996-1003. 2001.

REFERENCES

1. Berriman A. Zashchita lesa ot nasekomykh-vrediteley. M. : Agropromizdat, 1990. 288 s.

2. Gusev Yu. A. Osnovy dielektricheskoy spektroskopii. Kazan' : Izd-vo KGU. 2008. 112 s.

3. Populyatsionnaya dinamika lesnykh nasekomykh / A. S. Isayev, R. G. Khlebopros, L. V. Nedorezov, Yu. P. Kondakov, V. V. Kiselev, V. G. Sukhovol'skiy. M. : Nauka, 2001, 374 s.

4. Kovalev A. V., Sukhovol'skiy V. G. Dielektri-cheskiy spektrometr dlya ekspressnoy otsenki sostoyaniya rasteniy // Monitoring i biologicheskiye metody kontrolya vrediteley i patogenov drevesnykh rasteniy: ot teorii k praktike. Krasnoyarsk : IL SO RAN. 2016. C. 105-106.

5. Koltunov E. V., Yakovleva M. I. Biokhimicheskiye osobennosti konstitutivnoy rezistentnosti berezy povisloy (Betula pendula Roth.) k povrezhdeniyu nasekomymi-fillofagami v usloviyakh antropogennogo vozdeystviya [Elektronnyy resurs] // Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya. 2014. № 5. URL: https://science-education. ru/ru/article/view?id=14971/ (data obrashcheniya: 02.02.2021).

6. Metody monitoringa vrediteley i bolezney lesa. M. : VNIILM. 2004. T. 3. 200 s.

7. Nadzor, uchet i prognoz massovykh razmnozheniy khvoye- i listogryzushchikh nasekomykh. M. : Lesnaya prom-st'. 1965. 525 s.

8. Semevskiy F. N. Prognoz v zashchite lesa. M. : Lesn. prom-st'. 1971. 72 s.

9. Sukhovol'skiy V. G. Ekonomika zhivogo. Novosibirsk : Nauka. 2004. 150 s.

10. Ekspress-otsenka sostoyaniya drevesnykh rasteniy po dielektricheskim kharakteristikam tkaney stvola / V. G. Sukhovol'skiy, V. I. Voronin, V. A. Oskolkov, A. V. Kovalev // Lesnoy zhurnal, 2021, № 2. C. 70-85.

11. Tyshchenko V. P. Fiziologiya nasekomykh. M. : Vyssh. shk. 1986. 303 s.

12. Carton Y., Poirie M., Nappi A.J. Insect immune resistance to parasitoids // Insect Science. 2008. 15 (1), pp. 67-87.

13. Kasianov N. S., Belousova I. A., Pavlushin S. V., Dubovskiy I. M., Podgwaite J. D., Martemyanov V. V. The activity of phenoloxidase in haemolymph plasma is not a predictor of Lymantria dispar resistance to its bacu-lovirus // PLoS ONE 2017. 12(8): e0183940.

14. Schanne O., Ruiz P., Ceretti E. Impedance measurements in biological cells. N. Y. : John Wiley & Sons. 1978. 430 p.

15. Trudeau D. Washburn J. O., Volkman L. E. Central role of hemocytes in Autographa californica M nucleopolyhedrovirus pathogenesis in Heliothis virescens and Helicoverpa zea // J. Virol. 2001 Jan; 75(2): 9961003. doi: 10.1128/JVI.75.2.996-1003. 2001.

© Ковалев А. В., Суховольский В. Г., Тарасова О. В., Мартемьянов В. В., Аханаев Ю. Б., 2021

Поступила в редакцию 10.09.2021 Принята к печати 01.10.2021

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.