Jesteś tutaj

Wpływ olejków eterycznych na cykl życiowy muszki owocowej - praca badawcza z Olimpiady Biologicznej

Zdjęcie

Przedstawiam bardzo interesującą pracę z tegorocznej (2015/2016) edycji Olimpiady Biologicznej. Praca niniejsza została oceniona na 49 pkt przez Komisję Okręgową OB i wyróżniona (recenzja w załączniku na końcu artykułu). Teraz już wiemy jaki olejek skutecznie pomoże nam w walce z muszkami ;)

Zamieszczone na stronie prace służą tylko zapoznaniu się z ogólnym charakterem prac badawczych zgłaszanych na Olimpiadę Biologiczną. Niedopuszczalne jest kopiowanie całej koncepcji wykonania pracy bądź fragmentów jej tekstu we własnej pracy. Tego typu działania będą uznawane za plagiat i mogą wiązać się z odrzuceniem pracy przez komisję olimpiady.

Wpływ wybranych olejków eterycznych na przebieg i długość cyklu życiowego muszki owocowej (Drosophila melanogaster)

AUTOR: Milena Leziak

Streszczenie

Celem mojej pracy było zbadanie wpływu wybranych olejków eterycznych na przebieg i długość cyklu życiowego muszki owocowej (Drosophila melanogaster). Olejkami eterycznymi, które zastosowałam były: olejek lawendowy, olejek bazyliowy, olejek z trawy cytrynowej oraz olejek z szałwii. Postawiłam hipotezę, że olejki eteryczne negatywnie wpływają na przebieg i długość cyklu życiowego muszki owocowej. Eksperyment częściowo potwierdził hipotezę, gdyż olejek lawendowy zahamował rozwój larw, tym samym zatrzymał cykl rozwojowy. Olejek z trawy cytrynowej nie wpłynął zauważalnie na przebieg ani na długość cyklu życiowego muszki owocowej. Odmienny wpływ miał olejek bazyliowy, który skrócił stadium larwalne muszki, skracając cały cykl życiowy. Olejek z szałwii pozytywnie wpłynął na przebieg cyklu rozwojowego, zwiększając liczbę poczwarek muszki owocowej, a w konsekwencji liczbę osobników dorosłych.

Wstęp

Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) należy do rodziny wywilżnowatych (Drosophilidae) z rzędu muchówek (Diptera). Są to drobne (dł. 2–3 mm), żółtawo ubarwione owady. Często występują w miejscach fermentowania owoców, kompotów, marmolad, soków owocowych, dlatego są nazywane owocowymi1. Dla ludzi są to uciążliwe owady. Szybkość rozmnażania jest przyczyną ich licznego występowania w domach i mieszkaniach. Samice składają jaja na przechowywanych w domu owocach czy warzywach, co sprawia, że wyglądają one nieapetycznie i nie nadają się do spożycia. Stanowią również niebezpieczeństwo dla człowieka, ponieważ mogą roznosić wiele groźnych bakterii i wirusów1. Pomimo swoich wad, muszki stosowane są również jako pożywienie dla niektórych ryb akwariowych i gadów oraz są wykorzystywane jako organizm modelowy do badań genetycznych. Moja praca miała sprawdzić, jak wybrane olejki eteryczne wpłyną na przebieg i długość cyklu życiowego muszki owocowej. Wyniki pracy mogą pomóc w znalezieniu sposobu na skuteczne zwalczanie lub na ograniczenie liczebności muszek owocowych masowo pojawiających się w domach w okresie letnim.

Już w średniowieczu olejki eteryczne stosowane były jako środki bakteriobójcze, grzybobójcze oraz owadobójcze2. Wybrane przeze mnie olejki mają różny wpływ na organizmy żywe. Wśród składników olejku eterycznego z lawendy (Lavandula angustifolia) dominują octan linalilu i linalol, stosowane jako insektycydy. W olejku bazyliowym z bazylii pospolitej (Ocimum basilicum L.) jednym ze składników jest eugenol, wykazujący właściwości antyseptyczne. Powszechnie uważa się również, że bazylia odstrasza owady. Olejek szałwiowy pozyskiwany jest z szałwii lekarskiej (Salvia officinalis L.). Działa antyseptycznie i pleśniobójczo, hamuje rozmnażanie się bakterii odpowiedzialnych za rozwój wielu infekcji. Olejek eteryczny z trawy cytrynowej (Cymbopogon citratus) charakteryzuje się silnym cytrusowym zapachem, który odstrasza owady2.

Materiały i metody

Doświadczenie przeprowadziłam w okresie od 12.07.2015 r. do 23.07.2015 r. Badanym przeze mnie organizmem była muszka owocowa (Drosophila melanogaster) w formie nielotnej. Od hodowcy owadów zakupiłam 3 hodowle muszek owocowych w formie nielotnej liczące po 100 dorosłych osobników. Jedną hodowlę zakupionych muszek rozdzieliłam do 5 wcześniej przygotowanych słoików o pojemności 0.5l. W każdym słoiku umieściłam 20 dorosłych osobników i równą ilość pożywki – 30 ml. Pożywkę przygotowałam z 500 ml wody, 40 g mąki ziemniaczanej oraz dwóch pokrojonych drobno jabłek. Do doświadczenia wykorzystałam olejki eteryczne firmy Vera-Nord. Słoiki stały na parapecie kuchennym o ekspozycji zachodniej. Do kontrolowania temperatury w pomieszczeniu użyłam przenośnego klimatyzatora, ustawiłam ją na 25°C.

  • Próbę kontrolną stanowiło 20 dorosłych osobników muszki owocowej, którym nie był prezentowany żaden zapach olejku eterycznego.
  • Próbę badawczą stanowiło 80 muszek, rozdzielonych do 4 słoików, w każdym po 20 osobników. W każdym słoiku znajdował się gazik nasączony 2 ml olejku eterycznego. W próbie badawczej nr 1 (PB1) był to olejek bazyliowy, w próbie nr 2 (PB2) olejek z trawy cytrynowej, w próbie nr 3 (PB3) – olejek lawendowy, a w próbie nr 4 (PB4) olejek szałwiowy.

Obserwacje rozpoczęłam w dniu rozpoczęcia hodowli (12.07.2015 r.). Zapisywałam je codziennie o 9:00 w prowadzonym zeszycie laboratoryjnym.

Zdjęcie 1
Zdjęcie 1. Próba kontrolna i próby badawcze dzień po rozdzieleniu hodowli (13.07.2015 r.).

Obserwacji podlegały: długość cyklu życiowego (od złożenia jaj do pojawienia się postaci dorosłej), liczba poczwarek i osobników dorosłych, które się z nich rozwinęły (liczonych na podstawie pustych wylinek) oraz czas ich pojawiania się. Uśrednione wyniki przedstawiłam na wykresach. Doświadczenie trwało 12 dni i zostało powtórzone 3 razy w terminie 24.07.2015 r. – 31.08.2015 r.

Wyniki

  1. Olejki eteryczne wpłynęły na długość cyklu życiowego muszek. Największy wpływ na długość tego cyklu miał olejek bazyliowy. Skrócił on czas trwania cyklu o 2 dni. Olejki lawendowy, szałwiowy i z trawy cytrynowej wydłużyły cykl o jeden dzień (Wykres 1.).

    Wykres 1
    Wykres 1. Długość cyklu życiowego w poszczególnych próbach badawczych oraz w próbie kontrolnej.
  2. Olejki eteryczne wpłynęły na długość cyklu życiowego wydłużając lub skracając poszczególne stadia rozwojowe. W przypadku olejku bazyliowego znacznie skrócony został czas trwania stadium larwalnego. Po zaledwie 24h od wyklucia się larw, w próbie badawczej (PB1) pojawiły się pierwsze poczwarki (Wykres 2.).

    Wykres 2
    Wykres 2. Długość stadiów rozwojowych w grupie badawczej (PB1) oraz w grupie kontrolnej.

    Olejki eteryczne z lawendy, szałwii i trawy cytrynowej w takim samym stopniu wpłynęły na cykl życiowy muszki owocowej, wydłużając czas trwania stadium poczwarki z 4 do 5 dni. Wykres 3. przedstawia wpływ wymienionych wyżej olejków na długość cyklu życiowego na przykładzie próby badawczej z olejkiem szałwiowym (PB4).

    Wykres 3
    Wykres 3. Długość trwania stadiów rozwojowych w próbie badawczej (PB3) oraz w próbie kontrolnej.
  3. U osobników z grupy badawczej, której prezentowany był zapach szałwii (PB4), zaobserwowałam zwiększoną liczbę nowych postaci dorosłych – wynosiła ona 49, natomiast w próbie kontrolnej 30. Najmniejsza liczba nowych osobników dorosłych pojawiła się w grupie badawczej poddanej działaniu olejku z lawendy (PB3). Pojawiła się w niej tylko jedna poczwarka, z której powstał jeden dorosły osobnik.

    Wykres 4
    Wykres 4. Liczba nowych osobników w słoikach po 12 dniach od rozpoczęcia doświadczenia.
  4. Na liczbę poczwarek, które pojawiały się w hodowli w największym stopniu wpłynęły olejki lawendowy i szałwiowy (Wykres 5.). W próbie badawczej z olejkiem lawendowym (PB2) pojawiła się tylko jedna poczwarka. Olejek szałwiowy zwiększył liczbę poczwarek - po 12 dniach na ściankach słoika znajdowało się ich 79, podczas gdy w próbie kontrolnej było to 38 poczwarek. Na wykresie nie uwzględniłam prób badawczych PB1 oraz PB2, ponieważ użyte w nich olejki nie wpłynęły znacząco na liczbę poczwarek.

Wykres 5
Wykres 5. Liczba poczwarek w poszczególnych dniach doświadczenia na ściankach słoików próby kontrolnej oraz prób badawczych zawierających olejek szałwiowy i lawendowy.

Dyskusja

Celem mojej pracy było zbadanie wpływu olejków eterycznych z bazylii, lawendy, szałwii oraz trawy cytrynowej na przebieg oraz długość cyklu życiowego muszki owocowej (Drosophila melanogaster). Przyjęta przeze mnie hipoteza, że użyte olejki negatywnie wpłyną na przebieg i długość cyklu życiowego muszki owocowej została potwierdzona tylko w przypadku użycia olejku lawendowego, który zahamował cykl rozwojowy muszki owocówki. Reszta olejków miała działanie korzystnie lub nie wpłynęła znacząco na badane cechy.

Na długość cyklu życiowego muszki owocowej największy wpływ miał olejek bazyliowy. Skrócił on stadium larwalne, przyspieszając pojawienie się poczwarek. Powodem tego mogła być zawarta w tym olejku substancja chemiczna - eugenol. Ma on działanie antyseptyczne i mógł zahamować rozwój szkodliwych bakterii w hodowli muszek3. Niektóre bakterie takie jak Bacillus thuringiensis wytwarzają endotoksyny, które mają toksyczne działanie dla larw owadów z rzędu muchówek (Diptera)4. Eugenol hamując rozwój takich bakterii, miał pozytywny wpływ na rozwój larw muszki owocowej.

Na przebieg cyklu życiowego muszki owocowej znacząco wpłynął olejek z szałwii. Roślina oraz zawarte w niej olejki eteryczne hamują rozmnażanie bakterii oraz działają pleśniobójczo. Muszki owocowe żywią się drożdżami rozwijającymi się na powierzchni fermentujących owoców1. Na takich owocach pojawia się również pleśń, która wytwarza mykotoksyny, szkodliwe dla owadów. Olejek szałwiowy, hamując rozwój pleśni w hodowli muszek owocowych, ogranicza szkodliwe działanie toksyn na owady. Efektem tego była zwiększona liczba nowych osobników dorosłych w hodowli (Wykres 4.).

Olejek lawendowy spowodował zahamowanie rozwoju larw. Wyniki wielu badań wskazują na przeciwdrobnoustrojowe działanie olejku lawendowego. Udowodniono jego działanie na niektóre grzyby drożdżopodobne oraz właściwości repelentne przeciw niektórym insektom5. Zahamowanie rozwoju drożdży na pożywce muszki owocowej, ograniczyło dostęp do substancji odżywczych. Każda larwa potrzebuje określonej ilości pożywienia, żeby przejść w stadium poczwarki, a brak tego pożywienia spowodował, że w hodowli nie pojawiały się nowe poczwarki, więc nie mogły powstawać nowe osobniki dorosłe1.

Mimo, iż postawiona przeze mnie hipoteza nie została w pełni potwierdzona, wyniki mogą znaleźć zastosowanie w życiu codziennym. Olejek lawendowy stosowany w mieszkaniu może ograniczyć rozwój muszek owocowych, co ułatwi przechowywanie owoców. Należy również unikać używania olejków bazyliowego i szałwiowego, gdyż ich obecność sprzyja zwiększaniu liczebności muszki owocowej. Może to być jednak przydatne przy hodowli muszek jako pokarmu dla niektórych ryb akwariowych i gadów.

Literatura


  1. Ransom Robert (1982) A handbook of Drosophila development. Elsevier Biomedical Press. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  2. Weiss E. A. (1997) Essential oil crops. CAB International. ↩︎ ↩︎

  3. PubChem, Open Chemistry Database, Dostęp w Internecie: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/3314#section=Top ↩︎

  4. Misztal L.H. , Musial W.G. , Augustyniak J. Owadobójcze toksyny Bacillus thuringiensis. Postępy Mikrobiologii 2/35/1996. ↩︎

  5. Adaszyńska M., Swarcewicz M., Markowska-Szczupak A.Porównanie składu chemicznego i aktywności przeciwdrobnoustrojowej olejku eterycznego otrzymanego z różnych krajowych odmian lawendy wąskolistnej (Lavandula angustifolia L.). BORGIS Postępy Fitoterapii 2/2013, s. 90-96. ↩︎