Jak působí chlad na štěnice a mohou být zmrzlé? | Pikabu
Jakékoli kritické teploty mají škodlivý účinek na hmyz a způsobují denaturaci bílkovin. Denaturace je v podstatě změna molekulární struktury proteinu, která vede ke ztrátě jeho přirozených vitálních vlastností. V tomto případě se zpravidla bílkovinné částice slepí a vytvoří větší částice. Vizuálně tento proces pozorujeme při smažení vajec.
V boji proti houževnatému parazitovi se schopnost zabít štěnici chladem a proměnit ji v něco jako smažené vejce, se zdá velmi atraktivní. Ale biologie hmyzu je taková, že v reakci na různé vnější hrozby se v jejich tělech aktivují ochranné mechanismy. Některé z nich ovlivňují to, jak štěnice snášejí chlad.
Například tělo mnoha druhů členovců obsahuje speciální proteiny a tuky, které působí jako kryoprotektory. Díky těmto látkám biologické tekutiny hmyzu nezamrzají ani při teplotách pod bodem mrazu. Jednou z těchto složek je glycerin.
Štěnice jsou navíc obdařeny instinktivní schopností řídit termodynamický proces nukleace (primární fáze přechodu látky do jiného stavu agregace – kapalného nebo krystalického) uvnitř svého těla.
Ve chvíli, kdy se štěnice cítí ohroženy, reagují na agresivní vlivy, ať už je to chlad, přehřátí nebo chemické ošetření, přecházející do stavu biologické pasivity. Zároveň své tělo co nejvíce osvobozují od tekutin. To umožňuje štěnicím vydržet podchlazení.
Nejnovější vědecký vývoj dává důvod se domnívat, že mechanismus teplotní odolnosti štěnic je také spojen s jejich schopností rychle tvrdnout a také dlouhodobou aklimatizací na nízké teploty.
Za jakých podmínek štěnice umírají chladem?
V roce 2013 provedl entomolog Joel F. Olson z University of Minnesota studii o odolnosti proti chladu štěnic, jejímž výsledkem byly praktické tipy pro hubení škůdců.
Teplota a čas
Po studiu, zda štěnice umírají v důsledku vystavení chladu při různých kombinacích teploty a času, Olson zjistil, že jejich extrémní smrtelný práh se pohybuje od 30 do 31 stupňů pod nulou. Od -13˚C došlo k úplnému úhynu štěnic tím rychleji, čím nižší je teplota. Na základě své práce autor sestavil doporučení pro použití domácích mrazniček k hubení parazitů.
Kapacita běžných domácích mrazniček, které udržují teplotu -15-20˚C, umožňuje zpracovat pouze malé předměty: knihy, hračky nebo sadu lůžkovin.
Pro větší předměty můžete použít horizontální truhlicový mrazák, ale takové vybavení se v každodenním životě používá jen zřídka. Navíc ve velkých mrazničkách může být teplota rozložena nerovnoměrně a pro zničení štěnic je to významná nuance.
Otužování a aklimatizace
Několik let před Olsonem provedl biolog Joshua Benoit z University of Cincinnati výzkum účinků tepla na štěnice domácí. Navzdory skutečnosti, že počáteční data experimentálního hmyzu a experimentální předpisy byly poněkud odlišné od výše uvedené studie, rozdíl ve výsledcích přežití byl velmi významný. Pokud Olsonovy štěnice přežily až 16 hodin při -80˚C, pak Benoitovy štěnice při stejné teplotě zemřely do hodiny.
To ukazuje, že o biologickém procesu adaptace štěnic na chlad je stále mnoho nejasných.
Benoit ve své práci rozdělil štěnice do tří skupin a před zahájením experimentu s nimi provedl přípravné procedury. Jednu skupinu umístil na 1 hodinu do teploty 0˚C – rychlé vytvrzení. Druhý byl udržován při teplotě +14˚С po dobu 4 dnů – dlouhodobá aklimatizace. A třetí skupina byla podrobena umělé 15% dehydrataci (dehydrataci). Poté byli zástupci každé skupiny umístěni do komor s různými teplotami na 1 hodinu.
Výsledky jsou uvedeny v diagramu
Z těch štěnic, které byly přímo vystaveny teplotě -14˚C bez předchozí přípravy, přežilo pouze několik jedinců a ani jeden nepřežil při teplotě -16˚C.
Aklimatizace a dehydratace neměly významný vliv na procento přežívajícího hmyzu. Rychlé otužování však výrazně zvýšilo míru přežití štěnic. To je patrné již při teplotě -12˚С a při teplotě -16˚С byli všichni přeživší pouze z této skupiny.
V některých situacích se použití drsných povětrnostních podmínek k hubení škůdců může zdát jako dobrý nápad. Někdo vynáší nábytek na balkon nebo se snaží místnost více ochladit. Jak ukazuje Benoitova zkušenost, pokud je takový studený škůdce nezabije, hmyz se může stát odolnějším vůči extrémnějším teplotám.
Larvy a dospělé štěnice
V roce 2016 provedla skupina vědců z Norského institutu veřejného zdraví pod vedením Björna Arne Rykkeho další vědeckou studii, zda štěnice vydrží vystavení chladu.
Joel F. Olson ve svých experimentech vystavil štěnice všech věkových kategorií extrémně nízkým teplotám. Míra přežití v různých stádiích, s výjimkou vajíček, nevykazovala žádné významné rozdíly. Björn Arne Rücke studoval účinky mírnějších středních teplot po dobu jednoho, dvou a tří týdnů a použil pouze dospělé štěnice domácí a larvy v 5. instaru (poslední před stádiem dospělosti). Jeho míra přežití už byla jiná. Larvy se ukázaly být houževnatější v chladu -5; -7 a -10 stupňů.
Konstantní teplota a teplotní výkyvy
Norští vědci doplnili celkový obraz otázky, zda chlad zabíjí štěnice i v dalších aspektech. Za prvé se ukázalo, že štěnice hynou i při relativně nízkých úrovních záporných teplot, pokud se výrazně prodlouží doba expozice.
Za druhé, ve studii vědci porovnávali reakci hmyzu na konstantní teplotu a jejich reakci na kolísání teploty. Výsledky jsou zobrazeny v tabulkách
Úmrtnost larev v 5. instaru vystavených chladu v různých časech
Úmrtnost dospělých samců a samic pod vlivem chladu v různých obdobích
Při teplotách -5 a -7 stupňů vykazovaly štěnice, které zažily změny teploty, vyšší míru přežití než ty, které byly vystaveny konstantním teplotám.
Toto pozorování je také užitečné vzít v úvahu, když se snažíte zbavit štěnic na pohovce chladem na balkóně nebo na dvoře. Teplota vzduchu za oknem totiž většinou během dne kolísá.
Zbytkový vliv chladu na život štěnic
Tím výzkum Bjorna Arne Rückeho neskončil. Po úplném cyklu tepelné expozice byl přežívající hmyz umístěn do příjemné teploty +22 °C, krmen každých 14 dní a pozorován po dobu 8 týdnů.
Prvním cílem bylo zjistit, jaké procento larev v 5. instaru postoupí do dospělosti.
Larvy štěnice procházejí po vylíhnutí z vajíčka 5 instarovými stádii, po kterých se stanou dospělými. Přechod do každé následující fáze nastává po další dávce krve a je doprovázen línáním.
Výsledky pozorování na diagramu
Vliv nulové teploty nijak neovlivnil další vývoj larev. Ale čím nižší teplota a delší expozice, tím menší procento larev pokračovalo ve vývoji.
Vývoj larev je důležitým faktorem pro početní růst kolonie. A tento experiment ukazuje, jak chlad ovlivňuje šíření štěnic. Týdenní vystavení teplotám -7˚C může výrazně snížit rychlost růstu.
Dalším cílem pozorování bylo zjistit, zda vliv chladu měl nějaký vliv na plodnost samic. Tady je další schéma.
V tomto ohledu jsou ukazatele ještě povzbudivější – dvoutýdenní režim -5˚C následně snižuje počet nových vajec na polovinu.
Dlouhodobé používání teplot od 0 do -10 stupňů tak podle studie může alespoň omezit aktivní množení štěnic.
Tento přístup samozřejmě zatím není v oblasti profesionálního zpracování aplikovatelný. Ale v určitých situacích, kdy dlouhodobé ošetření za studena nezpůsobuje nepříjemnosti, může být použito k nezávislému boji proti hmyzu. Například velký, kontaminovaný nábytek lze pevně zabalit do polyethylenu a během chladného období několik měsíců ponechat venku.
Stejnou metodu lze použít k hubení štěnic chladem v prostorách, jako jsou stavební kůlny, rybářské a lovecké chatrče a nevytápěné venkovské domy.
CELKEM: Je ještě možné zbavit se štěnic chladem?
Shrneme-li výsledky vědeckého výzkumu, můžeme zhodnotit roli chladu v moderním boji proti štěnicím.
Nejlepší výsledek – úplné zničení parazitů – je možné pouze při vystavení dostatečně nízkým teplotám v kombinaci s časovým faktorem. V praxi je udržení potřebného laboratorního režimu značně obtížné a často nepraktické. Použití chladu jako dalšího prostředku boje je však docela možné.
Použití mírných záporných teplot až do -10˚С vytváří nejednoznačný efekt. Jednak štěnice, které přežijí takové mrazy, se stávají méně náchylnými na drsnější podmínky, a to ztěžuje boj. Na druhou stranu i relativně mírné nachlazení -5˚C během několika týdnů snižuje schopnost štěnic vyvíjet se a rozmnožovat se.
Tato zjištění naznačují, že použití chladu je slibnou strategií pro kontrolu populací parazitů, ale vyžaduje další vědecký vývoj.