Effet des biopesticides sur la faune aquatique
Loading...
Date
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université Sétif 1 Ferhat Abbas . Faculté des sciences de la nature et de la vie
Abstract
Mosquitoes, particularly Culex pipiens, represent a major public health concern due to their role in the transmission of numerous vector-borne diseases. This study aimed to evaluate the biocidal potential of the essential oil of Juniperus phoenicea against different developmental stages of this species, as well as to identify its mechanisms of action. Bioassays revealed significant ovicidal, larvicidal, and nymphicidal activities. The LC25, LC50, and LC90 values recorded for eggs after 72h of exposure were 105,4; 130,5 and 200 µL/L, respectively. For larvae after 24h of exposure, the corresponding values were 37,22; 56,56, and 130,6 µL/L, where as for pupae they reached 75,86; 106,8, and 211,9 µL/L. These results demonstrate that the larval stage is the most sensitive to the action of the essential oil. Chemical analysis by gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) led to the identification of 101 compounds, among which α-pinene (21.12%), trans-calamenene (4.87%), and 1,10-di-epi-cubenol (3.69%) were the major constituents. The observed insecticidal effect may be attributed to the synergistic action of these compounds. The study of biochemical parameters revealed a significant disruption of larval metabolism. Protein and carbohydrate contents increased during the first hours of exposure (p = 0,007; p = 0,00) and (p = 0,00; p = 0,001), respectively, before decreasing after 24h (p = 0,002; p = 0,007), respectively. Lipid levels showed a significant increase after 1h, 2h, and 24h of exposure (p = 0,02; p = 0,00; p = 0,00), respectively. Histopathological analyses of the midgut revealed severe structural alterations, including disorganization of the intestinal epithelium, cellular swelling, separation of the basement membrane, and marked nuclear modifications. Furthermore, molecular docking analysis indicated that Manooloxide exhibited the highest affinity toward acetylcholinesterase, with a binding energy of −8.2 kcal/mol, suggesting a potential inhibitory effect on this enzyme, which is essential for the proper functioning of the insect nervous system. Finally, the essential oil exhibited very low toxicity toward non-target aquatic organisms, particularly Daphnia sp., (13,33% and 26,66%) and Cloeon dipterum (0%), exposed to the LC25 and LC50 concentrations. These findings highlight its biological selectivity and its potential as a natural biopesticide for use in integrated vector management programs.
Description
تُعدّ البعوضيات، وخاصة Culex pipiens، من أهم مشكلات الصحة العمومية نظرًا لدورها في نقل العديد من الأمراض المنقولة بالنواقل. هدفت هذه الدراسة إلى تقييم الفعالية الإبادية للزيت العطري لنبات Juniperus phoenicea ضد مختلف الأطوار التطورية لهذا النوع، بالإضافة إلى تحديد آليات تأثيره. أظهرت الاختبارات الحيوية نشاطًا ملحوظًا في إبادة البيوض واليرقات والعذارى. وقد بلغت قيم التركيزات القاتلة LC25 وLC50 وLC90 المسجلة للبيوض بعد 72 ساعة من التعرض 105.4 و130.5 و200.1 ميكرو لتر/لتر على التوالي. أما بالنسبة لليرقات بعد 24 ساعة من التعرض، فقد بلغت هذه القيم 37.22 و56.56 و130.6 ميكرو لتر/لتر، في حين وصلت لدى العذارى إلى 75.86 و106.8 و211.9 ميكرو لتر/لتر. وتُظهر هذه النتائج أن الطور اليرقي هو الأكثر حساسية لتأثير الزيت العطري. أتاح التحليل الكيميائي بواسطة كروماتوغرافيا الغاز المقترنة بمطيافية الكتلة (GC-MS) التعرف على 101 مركبًا، كان من أبرزها الفا بينين (21.12٪)، وترانس-كالامينين (4.87٪)، و1,10-دي-إيبي-كيوبينول (3.69٪). وقد يُعزى التأثير الحشري الملحوظ إلى التأثير التآزري بين هذه المركبات. كما أظهرت دراسة المعايير البيوكيميائية حدوث اضطراب ملحوظ في الأيض لدى اليرقات. فقد ارتفعت مستويات البروتينات والكربوهيدرات خلال الساعات الأولى من التعرض، ثم انخفضت بعد 24 ساعة. في المقابل، سجلت كمية الدهون زيادة معنوية بعد ساعة واحدة وساعتين و24 ساعة من التعرض. وكشفت التحاليل النسيجية المرضية للأمعاء الوسطى عن تغيرات بنيوية شديدة، تمثلت في اختلال تنظيم الظهارة المعوية، وانتفاخ الخلايا، وانفصال الغشاء القاعدي، وحدوث تغيرات واضحة على مستوى الأنوية. علاوة على ذلك، أظهرت نتائج الإرساء الجزيئي (Molecular Docking) أن مركب Manooloxide يمتلك أعلى ألفة تجاه إنزيم الأستيل كولين إستيراز، بطاقة ارتباط بلغت 8.2- كيلو كالوري/مول، مما يشير إلى احتمال تثبيطه لهذا الإنزيم الأساسي في عمل الجهاز العصبي للحشرات. وأخيرًا، أظهر الزيت العطري سمية ضعيفة جدًا تجاه الكائنات المائية غير المستهدفة، وخاصة Daphnia sp., (بنسب 13.33٪ و26.66٪) ونوع Cloeon dipterum (0٪)، عند تعريضها للتركيزين القاتلين LC25 وLC50. وتبرز هذه النتائج الانتقائية الحيوية للزيت العطري وإمكاناته الواعدة كمبيد حيوي طبيعي ضمن برامج المكافحة المتكاملة لنواقل الأمراض.
