PL228027B1 - Preparat do kontroli roztoczy - Google Patents

Abstract

Ujawniono preparat, który zawiera 2-undekanon, w ilości od 0,01 g do 2 g oraz podłoże w ilości od 98 g do 99,99 g, składające się z nośnika węglowodanowego w postaci stałej albo syropu. Nośnik zawiera co najmniej jeden węglowodan nietoksyczny i przyswajalny przez pszczoły w ilości od 95,00% do 100,00% oraz z substancje pomocniczą w ilości od 0,00 do 5,00%. Preparat łączy zalety chemicznych środków z naturalnymi, zwłaszcza eliminował repelentne działanie wobec pszczół, a także nie ulegał kumulacji w miodzie i wosku.

Description

Przedmiotem wynalazku jest preparat do kontroli roztoczy, w rodzinach pszczoły miodnej.

Warroza jest chorobą pszczelą wywoływaną przez pasożytnicze roztocza z rodzaju Varroa. Do roku 2000 uważano, że występuje tylko jeden gatunek z rodzaju Varroa, opisany jako V. jacobsoni. Późniejsze badania dowiodły, że roztocza opisywane pierwotnie jako Varroa jacobsoni stanowią w istocie dwa odrębne gatunki; V. jacobsoni oraz nowy gatunek Varroa destructor. Udowodniono ponadto, że pszczoły miodne (Apis mellifera L.) są atakowane jedynie przez V. destructor. Z tego powodu należy uznać, że V. jacobsoni występujący w literaturze jako gatunek żerujący na pszczołach Apis mellifera L. jest w rzeczywistości gatunkiem V. destructor [1].

Śmiertelność w koloniach pszczoły miodnej spowodowana przez warrozę może sięgnąć powyżej 85% i dotykać także pszczół zimowych. Nie pozwala to na samoistne uzupełnienie brakującego stanu liczebnego rodziny pszczelej i prowadzi do jej wymarcia. Z powodu powszechności występowania warrozy na świecie i dużych strat jakie powoduje u pszczoły miodnej, jest ona wymienianie jako jedna z przyczyn syndromu zaniku koloni (CCD, ang. „colony collapse disorder”) [2, 3]. Ingerencja pszczelarza i zastosowanie leczenia warrozy jest warunkiem koniecznym do przeżycia rodziny pszczelej, zarówno w przypadku zakażenia warrozą, jak i braku widocznych oznak ataku. Ponadto z powodu niemożliwości całkowitego usunięcia roztoczy Varroa destructor z zaatakowanej rodziny istnieje konieczność corocznego stosowania akarycydów w kontroli liczebności warrozy. Obecnie stosowane metody można podzielić na chemiczne, naturalne i inne.

Najefektywniejszą obecnie techniką zwalczania warrozy jest stosowanie syntetycznych akarycydów. Z tego powodu jest ona najbardziej popularna w praktyce pszczelarskiej.

Większość akarycydów stosowanych przeciwko Varroa destructor działa jedynie na osobniki dorosłe, żerujące na pszczołach, a jest nieaktywna wobec postaci roztoczy żerujących na zasklepionym czerwiu. Dlatego też typowa terapia środkami należącymi do tej grupy obejmuje podanie trzykrotne w ściśle określonych przedziałach czasowych. Taki sposób postępowania ma za zadanie objęcie zasięgiem działania postaci dorosłych, jak i pozostających pod zasklepem podczas zastosowania pierwszej dawki środka.

Środki z tej grupy różnią się mechanizmem, siłą działania, toksycznością dla pszczół i człowieka oraz postaciami warrozy, wobec której są aktywne. Ze względu na różny status prawny substancji zaliczanych do tej grupy, nie wszystkie z nich są dopuszczone do użytku na całym świecie. Dodatkowo, mogą negatywnie wpływać na zdrowie pojedynczych pszczół jak i całej koloni. Ponadto niektóre substancje należące do tej grupy, wykazują działanie repelentne, co przy niewłaściwym stosowaniu może przyczynić się do ucieczki pszczół i wyziębienia zasklepionego czerwiu [4]. Większość dostępnych na rynku preparatów zawiera jedynie pojedynczą substancję aktywną, co w dłuższym okresie czasu skutkuje selekcją opornych szczepów Varroa destructor [5]. Syntetyczne akarycydy np. amitraza, pozostawiają swój ślad w miodzie i wosku, co nie jest cechą pożądaną oraz mogą negatywnie wpływać na zdrowie człowieka [6; 4]. Z tego powodu większości preparatów z tej grupy można używać jedynie po zakończeniu miodobrania.

Do naturalnych metod zwalczania warrozy należą terapie wykorzystujące naturalne akarycydy występujące w roślinach, zwłaszcza olejki eteryczne. Pod względem chemicznym olejki eteryczne są mieszaniną związków lotnych o charakterze terpenów (mono i seskwiterpenów), związków alifatycznych, fenoli oraz lotnych estrów (najczęściej benzylowych). Ta grupa związków naturalnych została szeroko przebadana na aktywność przeciwko warrozie, przy czym najczęściej były to badania wyk onane poza środowiskiem ula [7]. Z dotychczas przeprowadzonych testów laboratoryjnych wynika, że największą śmiertelność Varroa destructor wywołują olejki zawierające głównie monoterpeny, aczkolwiek stopień aktywności poszczególnych olejków waha się w szerokim spektrum. Silne właściwościami warrozobójcze wykazują olejki zawierające dużą ilość tymolu i karwakrolu (tymianek zwyczajny, Thymus vulgaris L., cząber ogrodowy Satureja hortensis L. lebiodka oregano Origanum vulgare L.; Zataria multiflora), (-)-linalolu i jego pochodnych (lawenda ogrodowa Lavandula officinalis L.), (+)limonenu (kwiat pomarańczy, Citrus spp.), eukaliptolu (rozmaryn lekarski, Rosmarinus officinalis L., eukaliptus gałkowy, (Eucalyptus globulus Labill, (-)-karwonu (Mentha spicata L), (+)-karwonu (kminek zwyczajny, Carum carvi L.), (-)-a-felandrenu (koper ogrodowy, Anethum graveolens L), tujonu (bylica piołun, Artemisia absinthium L.), (E)-anetol (biedrzeniec anyż, Pimpinella anisum L, koper włoski Foenicullum vulgare Mill.), eugenol (goździkowiec wonny, Syzygium aromaticum L. Merr. & Perry), citronelol i geraniol (Pelargonium odorassimum L.) [8, 9, 10].

PL 228 027 B1

Z innych grup olejków eterycznych wysoką aktywność zanotowano dotychczas dla olejków zawierających 2-undekanon (ruta zwyczajna, Ruta graveolens L), salicylan metylu (Golteria rozesłana, Gaultheria procumbens L), cynamonian fenyloetylu (topolę balsamiczną, Populus balsamifera L), aldehyd cynamonowy (Cinnamonium spp.), sulfotlenki (cebula czosnek, Allium sativum L., cebula zwyczajna, Allium cepa L), izotiocyjaniany. Jednak dotychczas nie udało się potwierdzić aktywności na stałym poziomie, dla olejków eterycznych uzyskiwanych z tych samych gatunków roślin ani dla sposobu ich aplikacji.

Spośród grupy akarycydów naturalnych w praktyce pszczelarskiej stosowane są zarówno czyste olejki eteryczne lub pojedyncze związki wchodzące w ich skład. Te ostanie otrzymuje się najczęściej na drodze syntezy chemicznej. Niemniej jednak przypisanie ich do grupy preparatów naturalnych jest uprawnione tym, że w naturalnych olejkach eterycznych mogą występować w dużych ilościach (>50%). W przypadku takich olejków, pojedyncza substancja będzie decydowała o ich działaniu i dlatego można ją uznać za analog olejku eterycznego.

Olejki eteryczne są wprowadzane do ula w najrozmaitszych postaciach, podobnie jak substancje chemiczne. Wyróżnić należy takie techniki jak spalanie ziół olejkowych i okadzanie ich dymem całych uli lub pojedynczych ramek, posypywanie pszczół sproszkowanymi ziołami aplikacja czystych olejków eterycznych lub ich rozmaitych preparatów; żeli zawierających olejki eteryczne (preparat Apiguard®, tymol jako składnik aktywny), nośników stałych (preparat Api Var Life®, mieszanka analogów olejków eterycznych: tymol, kamfora, eukaliptus), ekranów z naniesioną warstwą oleju zawierającego olejek eteryczny (7% olejku z golteri rozesłanej lub 25% mentolu). Należy jednak dodać, że skuteczność zwalczania warrozy poprzez wprowadzenie do ula par olejku eterycznego zależy również od czynników, które ciężko jest poddać szczegółowej kontroli, ze względu na różnice w lotności olejków eterycznych w różnych temperaturach [4, 10]. Dla weterynaryjnego zastosowania olejku eterycznego ważne jest również to czy wywiera on działanie odstraszające czy wabiące wobec pszczół i Varroa destructor. Większość skutecznie działających olejków eterycznych działa jako repelenty. Pszczoły miodne wykazują ponadto różne zachowanie wobec odmiennych stężeń tego samego olejku [10, 11]. Dlatego też, w przypadku niewłaściwego użycia eterycznego działającego jako repelent istnieje ryzyko ucieczki pszczół z ula oraz wyziębienia czerwi u.

Molekularny mechanizm działania olejków eterycznych na Varroa destructor nie jest do końca poznany, ale dostępne dane literaturowe pozwalają przypuszczać, że posiadają one wiele różnych punktów uchwytu. Niemniej jednak, w przypadku większości z nich brak jest bezpośrednich dowodów co do ich molekularnego punktu uchwytu u Varroa destructor. Dostępne dane literaturowe pozwalają stwierdzić, że działanie olejków eterycznych może wynikać z ich interakcji z receptorami oktopaminowych i tryptaminowych w centralnym układzie nerwowym owadów, nieodwracalnego hamowania acetylocholinoesterazy. Wiadomym jest również, że olejki eteryczne bądź ich pojedyncze składniki różnią się zarówno siłą działania na Varroa destructor oraz toksycznością dla pszczół.

Znany jest sposób podawania pszczołom analogu olejka eterycznego jako dodatku do syropu glukozowo-fruktozowego. Po spożyciu przez pszczoły, substancje olejkowe mają przechodzić do ich hemolimfy. W końcowym efekcie następuje zatrucie roztoczy Varroa destructor, dla których hemolimfa stanowi źródło pokarmu. W celu zwiększenia kumulacji olejków w pszczelej hemolimfie, substancji olejkowe zamyka się w nośnikach cyklodestrynowych [12].

Niektóre olejki eteryczne, jak olejek cytrusowy, nieaktywne wobec dorosłych postaci Varroa, wykazały aktywność wobec roztoczy znajdujących się pod zasklepem. Tego typu działanie zostało również zanotowane jedynie dla niektórych środków syntetycznych, takich jak kwas mrówkowy.

W odróżnieniu od środków chemicznych, większość olejków eterycznych charakteryzuje się małą lub znikomą toksycznością wobec ssaków, jednak mogą wpływać negatywnie na długość życia dorosłych pszczół, jak i larw pszczelich. Niektóre olejki eteryczne, zwłaszcza olejek tymiankowy i t ymolu, są adsorbowane w wosku i miodzie. Pomimo praktycznego braku niebezpieczeństwa spożywania miodu zawierającego tymolu, jego obecność nie jest pożądana, gdyż nawet jego niewielkie ilości zmieniają smak miodu w sposób niepożądany.

Oprócz podawania syntetycznych i naturalnych akarycydów, w walce z warrozą stosuje się pomocniczo zabiegi mechaniczne, np. posypanie lub rozpylenie cukru pudru do koloni pszczelej. Rozniesiony w ten sposób preparat ma działać jako środek drażniący pszczoły oraz pobudzający je do samooczyszczania się z roztoczy Varroa destructor.

Z opisów PL 218269, PL 211711 [13, 14] znane są specjalnie wyprofilowane ramki z otworami wielkości pojedynczych pszczół montowane na wejściu ula. Istota ich użycia polega na naniesieniu

PL 228 027 B1 warroicydu na powierzchnię otworków. Dzięki temu pszczoła, która wchodzi do ula jest pokrywana cienką warstwą środka leczniczego. W przypadku obecności Varroa destructor na ciele pszczoły jest on również pokrywany środkiem leczniczym.

Innym zastrzeżonym rozwiązaniem kontroli roztoczy V. destructor są izolaty uzyskane z cisu (Taxus spp.). Wedle opisu patentowego PL 218627 można stosować w postaci kształtek wprowadzanych do ula lub jako roztwór do polewania. Izolaty cisu można stosować jako samodzielną terapię lub w połączeniu z innym środkiem (np. amitrazą) [15].

Dotychczas dym uzyskiwany ze spalania ziela ruty bywa stosowany z powodzeniem do okadzania uli w kontroli warrozy przez pszczelarzy. W obrębie grupy chemicznej alifatycznych ketonów, do których należy 2-undekanonu podejmowano próby kontroli warrozy za pomocą 2-heptanonu jako dodatku do syropu glukozowo-flukozowego zawierającego proteiny [16]. 2-Heptanon razem z kwasem oktanowym stanowi większość frakcji lotnej mleczka pszczelego. Oba związki wykazują działanie repelentne. Jako, że w komórkach, gdzie następuje rozwój larw królowych, znajduje się więcej mleczka pszczelego i nie są one atakowane przez warrozę, można przypuszczać, że jest to również efekt obecności tych związków.

Z opisu zgłoszenia US 201414198061 [17], znane jest zastosowanie właściwości ketonów alifatycznych do ochrony zbóż oraz innych środków spożywczych przed szkodnikami podczas ich przechowywania. W opisie patentowym jest zawarta sugestia, że ketony alifatyczne mogą zostać wykorzystane do odstraszania, kontroli oraz jako środki biobójcze przeciwko licznym gatunkom szkodników, w tym roztoczom V. destructor.

Sproszkowane cukier puder, zawierający głównie sacharozę z domieszką skrobi, znane pod nazwą cukru pudru jest używane przez niektórych pszczelarzy hobbystów w kontroli warrozy [4, 18].

Celem wynalazku było opracowanie preparatu, który łączyłby zalety chemicznych środków z naturalnymi, a zwłaszcza eliminował repelentne działanie wobec pszczół, a także nie ulegał kumulacji w miodzie i wosku. Ważne było również to, aby preparat zachował skuteczność na stałym poziomie, co gwarantuje skuteczność terapii. W przypadku preparatów naturalnych, opierających się na olejkach eterycznych jest to niezwykle istotne. Ze względu na swoją naturę chemiczną (lotność) oraz zmienne warunki panujące w różnych miejscach ula, niewłaściwie użyte preparaty bazujące na olejkach eterycznych mogą wykazać znikomą skuteczność.

Istotą wynalazku jest, że na 100 g preparatu, zawiera on 2-undekanon, w ilości od 0,01 g do 2 g oraz podłoże w ilości od 98 g do 99,99 g, składające się nośnika węglowodanowego w postaci stałej albo syropu. Nośnik składa się z co najmniej jednego węglowodanu nietoksycznego i przyswajalnego przez pszczoły w ilości od 95,00% do 100,00% oraz z substancji pomocniczej w ilości od 0,00 do 5,00%.

Korzystnie jest, gdy nośnikiem węglowodanowym jest monosacharyd, zwłaszcza glukoza.

Korzystnie także jest, gdy nośnikiem węglowodanowym jest oligosacharyd, zwłaszcza sacharoza.

Dodatkowo, gdy podłoże zawierające nośnik węglowodanowy jest w postaci stałej, substancją pomocniczą jest polisacharyd, zwłaszcza skrobia.

Natomiast, gdy podłoże zawierające nośnik węglowodanowy jest w postaci syropu, substancją pomocniczą jest lecytyna i/lub Tween 20 i/lub Tween 40.

Korzystnie również jest, gdy preparat stosuje się naprzemiennie albo łącznie z chemicznymi środkami zwalczającymi roztocza, takimi jak fipronil, amikacyna, fluwalinat, kumafos, bromfenwinfos, amitraza.

Zaletą wynalazku jest to, że olejek eteryczny osadzony na podłożu cukrowym jest bardzo łatwy w aplikacji. Osadzanie 2-undekanonu na sproszkowanym podłożu cukrowym pozwala na zwiększenie jednorodności rozproszenia olejku bez konieczności użycia substancji emulgujących i olejowych. Sproszkowane podłoże cukrowe pozwala na szybkie pobranie i rozprowadzenie przez pszczoły substancji leczniczej w rodzinie.

Sposób otrzymywania preparatu

Podłoże cukrowe przygotowuje się w ten sposób, że 95 g sacharozy i 3 g skrobi pszenicznej rozciera się mechanicznie, do uzyskania jednolitego proszku. W 100 ml dichlorometanu rozpuszcza się 2 g 2-undekanonu, po czym roztwór dodaje się do przygotowanego podłoża cukrowego. Schnącą mieszaninę miesza się w sposób ciągły aby zapewnić jednolitą koncentrację 2-undekanonu w podłożu. Po odparowaniu lotnego rozpuszczalnika mieszaninę poddaje się ponownemu sproszkowaniu. Gotowy preparat przechowuje się w temperaturze 5°C.

PL 228 027 Β1

Badanie aktywności roztoczobójczej preparatu zawierającego 2-undekanon

Testy aktywności preparatu były wykonane po zakończeniu przez pszczoły miodobrania, poprzez jego bezpośrednią aplikację do uli pozbawionych matek pszczelich i nie zawierających komórek czerwiowych. Taki sposób badania miał na celu zapobieżeniu powstania kolejnego pokolenia roztoczy Varroa destructor, które rozwinęłoby się w zasklepionych przez pszczoły komórkach czerwiowych, w trakcie przeprowadzania badania. W celu podania badanej substancji z uli zdjęto górną przykrywę, a preparat w ilości 50 g na μΙ (250 mg 2-undekanonu dla stężenia 0,5% i 1000 mg 2-undekanonu dla stężenia 2%) podawano przesiewając go przez sitko i posypując wnętrze uli. Aplikację przeprowadzono tak, aby proszek pokrył jak największą powierzchnię ula oraz znajdujące się w nim pszczoły. Po zakończeniu podania preparatu obserwowano przez chwilę zachowanie się pszczół, po czym z powrotem przykryto ul górną pokrywą. Po 15 minutach ponownie podniesiono pokrywę aby sprawdzić czy zachowanie pszczół uległo zmianie.

W celu kontroli aktywności wobec warrozy pod ulami umieszczono papierowe kartki pokryte klejem. Liczenie osypu warrozy przeprowadzono w 24, 72 i w 144 godzinie od momentu zastosowania preparatu.

W 7 dniu od podania badanych preparatów do ula zaaplikowano kumafos w stężeniu 32 mg/ul jako roztwór do polewania celem kontroli skuteczności preparatu i oszacowania liczby roztoczy pozostałych w ulu. Po aplikacji kumafosu liczono osyp warrozy po upływie kolejnych 3 dni. Sumując wartości uzyskane po zastosowaniu kumafosu i badanego preparatu uzyskano całkowity osyp warrozy.

Śmiertelność pszczół w poszczególnych ulach była na takim poziomie, że nie przekraczała śmiertelności naturalnej.

Skuteczność badanego preparatu oceniono poprzez porównanie łącznego osypu Varroa destruktor, jaki nastąpił po podaniu badanych preparatów z całkowitym osypem warrozy (suma osypu roztocza po zastosowaniu preparatu i kontroli kumafosu). Uzyskane wyniki zamieszczono w tabeli 1:

Tabela 1

Lp.	Preparat	osyp Varroa destructor po aplikacji	Śmiertelność V. destructor
Osyp w czasie [doba]	Sumaryczny osyp [szt.]	Całkowity osyp [szt.]
1	3	6	9
ul 1	0,5% 2-undekanon [250 mg/50 g]	38	63	25	-	126	378	33%
Kontrola - kumafos (32 mg)	-	-	-	252	252	67%
ul 2	2% 2-undekanon [1000 mg/50 g]	59	412	111	-	582	747	78%
Kontrola - kumafos (32 mg)	-	-	-	165	165	22%
ul 3	Cukier puder [0.00 mg/50 g]	31	48	85	-	164	897	18%
Kontrola - kumafos (32 mg)	-	-	-	733	733	82%

Użycie 50 g preparatu zawierającego 0,5% 2-undekanonu na ul, spowodowało śmiertelność roztoczy Varroa destructor sięgającą 33% w stosunku do ogólnej liczby osypanych osobników. Po zakończeniu aplikacji nie odnotowano działania repelentnego, a robotnice pszczele rozpoczęły pobór preparatu w niedługim czasie po aplikacji (poniżej 5 minut).

PL 228 027 B1

Użycie 50 g preparatu zawierającego 2% 2-undekanonu na ul, spowodowało śmiertelność roztocza sięgającą 78%. Zanotowano niewielkie działanie repelentne, które nie wpłynęło na czas poboru preparatu przez pszczoły.

W czwartej dobie po podaniu 2% 2-undekanonu, zanotowano zjawisko silnego samooczyszczania się pszczół i zwiększone wydzielanie wosku (zaobserwowano pojawienie się dużej ilości łuseczek woskowych w osypie V. destructor). W tym dniu zanotowano również największy osyp roztocza. Część osobników z osypu wykazywała cechy uszkodzeń mechanicznych.

Na podstawie analizy osypu należy przypuszczać, że 2-undekanon, pobrany przez pszczoły w formie przedmiotowego preparatu, przenikając do hemolimfy pszczół, którą żywi się V. destructor, ma bezpośrednie działanie toksyczne wobec roztocza. Powoduje także nasilenie samooczyszczania się pszczół i zwiększenie przez nie produkcji wosku.

Cukier puder użyty jako dodatkowa kontrola wykazał skuteczność 18% w porównaniu do kum afosu. Uzyskany rezultat mieści się w granicach naturalnego osypu warrozy. Nie zaobserwowano zjawiska wzmożonego samooczyszczania się pszczół zarówno bezpośrednio jak i w przeciągu 4 dni po podaniu preparatu.

Przeprowadzona ocena skuteczności pozwala sądzić, że preparat zawierający 2-undekanon w stężeniu 2% może stanowić uzupełnienie terapii kumafosem. Potencjalnie istnieje również możliwość uzupełniania innych znanych sposobów kontroli warrozy za pomocą badanego preparatu.

Claims (6)

1. Preparat do kontroli roztoczy, zawierający naturalny akarycyd, znamienny tym, że preparat w 100 g zawiera 2-undekanon o wzorze 1, w ilości od 0,01 g do 2 g oraz podłoże w ilości od 98 g do 99,99 g, składające się z nośnika węglowodanowego w postaci stałej albo syropu, który to nośnik składa się z co najmniej jednego węglowodanu nietoksycznego i przyswaja lnego przez pszczoły w ilości od 95,00% do 100,00% oraz z substancji pomocniczej w ilości od 0,00 do 5,00%.

PL 228 027 Β1

2. Preparat, według zastrz. 1, znamienny tym, że nośnikiem węglowodanowym jest monosacharyd, zwłaszcza glukoza.

3. Preparat, według zastrz. 1, znamienny tym, że nośnikiem węglowodanowym jest oligosacharyd, zwłaszcza sacharoza.

4. Preparat, według zastrz. 1, znamienny tym, że substancją pomocniczą w podłożu zawierającym nośnik węglowodanowy w postaci stałej jest polisacharyd, zwłaszcza skrobia.

5. Preparat, według zastrz. 1, znamienny tym, że substancją pomocniczą w podłożu zawierającym nośnik węglowodanowy w postaci syropu jest lecytyna i/lub Tween 20 i/lub Tween 40.

6. Preparat, według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się naprzemiennie albo łącznie z chemicznymi środkami zwalczającymi roztocza, takimi jak fipronil, amikacyna, fluwalinat, kumafos, bromfenwinfos, amitraza.