Stubenfliegen weisen keine Fitnessnachteile auf, die mit einer Permethrinresistenz einhergehen.

     Die Verwendung vonPermethrin(Pyrethroid) ist weltweit ein wichtiger Bestandteil der Schädlingsbekämpfung bei Tieren, Geflügel und in städtischen Gebieten, wahrscheinlich aufgrund seiner relativ geringen Toxizität für Säugetiere und seiner hohen Wirksamkeit gegen Schädlinge 13 . Permethrin ist ein Breitbandinsektizid.InsektizidDas Insektizid hat sich gegen eine Vielzahl von Insektenschädlingen, darunter Stubenfliegen, als wirksam erwiesen. Pyrethroide wirken auf spannungsgesteuerte Natriumkanalproteine, stören deren normale Funktion und verursachen so wiederholte Nervenimpulse, Lähmungen und schließlich den Tod der Nerven, die mit dem Insekt in Kontakt stehen. Der häufige Einsatz von Permethrin in Schädlingsbekämpfungsprogrammen hat zu einer weitverbreiteten Resistenz bei verschiedenen Insektenarten geführt,^16,17,18,19 darunter auch Stubenfliegen^20,21. Eine erhöhte Expression von Enzymen der metabolischen Entgiftung wie Glutathion-S-Transferasen oder Cytochrom P450 sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber dem Zielort wurden als Hauptmechanismen der Permethrinresistenz identifiziert.²²
Wenn eine Art durch die Entwicklung von Insektizidresistenz Anpassungskosten erleidet, wird das Wachstum von Resistenzallelen eingeschränkt, wenn der Selektionsdruck durch eine vorübergehende Einstellung des Einsatzes bestimmter Insektizide oder durch den Einsatz alternativer Insektizide erhöht wird. Resistente Insekten erlangen ihre Empfindlichkeit zurück. Kreuzresistenz tritt nicht auf^27,28. Um Schädlinge und Insektizidresistenz erfolgreich zu bekämpfen, ist es daher entscheidend, Insektizidresistenz, Kreuzresistenz und die Ausprägung biologischer Merkmale resistenter Insekten besser zu verstehen. Resistenz und Kreuzresistenz gegenüber Permethrin bei Stubenfliegen wurden bereits in Punjab, Pakistan, beschrieben^7,29. Informationen zur Anpassungsfähigkeit biologischer Merkmale von Stubenfliegen fehlen jedoch. Ziel dieser Studie war es, biologische Merkmale zu untersuchen und Lebenstabellen zu analysieren, um festzustellen, ob Unterschiede in der Fitness zwischen permethrinresistenten und empfindlichen Stämmen bestehen. Diese Daten tragen dazu bei, die Auswirkungen von Permethrinresistenz in der Praxis besser zu verstehen und Resistenzmanagementpläne zu entwickeln.
Veränderungen der Fitness einzelner biologischer Merkmale in einer Population können deren genetischen Beitrag aufdecken und die Zukunft der Population vorhersagen. Insekten sind in ihrer Umwelt täglich zahlreichen Stressfaktoren ausgesetzt. Die Exposition gegenüber Agrochemikalien stellt einen solchen Stressfaktor dar. Insekten verwenden große Mengen an Energie, um genetische, physiologische und Verhaltensmechanismen als Reaktion auf diese Chemikalien zu verändern. Dies führt mitunter zu Resistenzen, indem Mutationen an Zielorten hervorgerufen oder Entgiftungssubstanzen produziert werden. Solche Reaktionen sind oft kostspielig und können die Lebensfähigkeit resistenter Schädlinge beeinträchtigen. Das Fehlen von Fitnesskosten bei insektizidresistenten Insekten könnte jedoch auf das Fehlen negativer pleiotroper Effekte im Zusammenhang mit Resistenzallelen zurückzuführen sein. Hätte keines der Resistenzgene einen schädlichen Einfluss auf die Physiologie des resistenten Insekts, wären die Kosten der Insektizidresistenz geringer, und das resistente Insekt würde keine höhere Rate biologischer Ereignisse aufweisen als der empfindliche Stamm. Aus negativer Voreingenommenheit 24. Darüber hinaus können Mechanismen der Hemmung von Entgiftungsenzymen43 und/oder das Vorhandensein von modifizierenden Genen44 bei insektizidresistenten Insekten deren Fitness verbessern.
Diese Studie zeigte, dass die Permethrin-resistenten Stämme Perm-R und Perm-F im Vergleich zum Permethrin-sensitiven Stamm Perm-S eine kürzere Lebensdauer bis zum Erwachsenenalter, eine längere Lebensdauer, eine kürzere Zeitspanne bis zur Eiablage und weniger Tage bis zur Eiablage aufwiesen. Zudem zeigten sie eine höhere Eiproduktion und eine höhere Überlebensrate. Diese Werte führten zu erhöhten terminalen, intrinsischen und Netto-Reproduktionsraten sowie kürzeren durchschnittlichen Generationszeiten für die Stämme Perm-R und Perm-F im Vergleich zu Stamm Perm-S. Das frühe Auftreten hoher Peaks und vxj-Werte für die Stämme Perm-R und Perm-F deutet darauf hin, dass die Populationen dieser Stämme schneller wachsen als die des Stammes Perm-S. Im Vergleich zu Perm-S-Stämmen zeigten die Stämme Perm-F und Perm-R eine niedrige bzw. hohe Permethrin-Resistenz.^29,30 Die beobachteten Anpassungen der biologischen Parameter permethrinresistenter Stämme legen nahe, dass Permethrinresistenz energetisch günstig ist und möglicherweise bei der Verteilung physiologischer Ressourcen zur Überwindung der Insektizidresistenz und zur Durchführung biologischer Aktivitäten fehlt. Kompromiss 24.
Die biologischen Parameter bzw. Fitnesskosten insektizidresistenter Insektenstämme wurden in verschiedenen Studien untersucht, jedoch mit widersprüchlichen Ergebnissen. So untersuchten Abbas et al.⁴⁵ die Auswirkungen der Laborselektion des Insektizids Imidacloprid auf die biologischen Eigenschaften von Stubenfliegen. Imidacloprid-Resistenz verursacht Anpassungskosten für einzelne Stämme und beeinträchtigt die Fruchtbarkeit, das Überleben in verschiedenen Entwicklungsstadien, die Entwicklungsdauer, die Generationszeit, das biologische Potenzial und die intrinsische Wachstumsrate der Stubenfliegen. Unterschiede in den Fitnesskosten von Stubenfliegen aufgrund von Pyrethroid-Resistenz und fehlender Exposition gegenüber Insektiziden wurden berichtet⁴⁶. Die Laborselektion von Haushaltsbakterien mit Spinosad verursacht ebenfalls Fitnesskosten in einer Reihe biologischer Prozesse im Vergleich zu empfindlichen oder nicht selektierten Stämmen²⁷. Basit et al.²⁴ berichteten, dass die Laborselektion von Bemisia tabaci (Gennadius) mit Acetamiprid zu reduzierten Fitnesskosten führte. Stämme, die auf Acetamiprid getestet wurden, zeigten höhere Reproduktionsraten, Internalisierungsraten und ein größeres biologisches Potenzial als laborempfindliche Stämme und ungetestete Feldstämme. Kürzlich berichteten Valmorbida et al.⁴⁷, dass die Pyrethroid-resistente Matsumura-Blattlaus eine verbesserte Reproduktionsleistung und geringere Fitnesskosten bei biotischen Ereignissen aufweist.
Die Verbesserung der biologischen Eigenschaften permethrinresistenter Stämme ist für eine erfolgreiche und nachhaltige Stubenfliegenbekämpfung von entscheidender Bedeutung. Bestimmte biologische Merkmale von Stubenfliegen können, wenn sie im Freiland beobachtet werden, bei stark behandelten Individuen zur Entwicklung von Permethrinresistenz führen. Permethrinresistente Stämme zeigen keine Kreuzresistenz gegenüber Propoxur, Imidacloprid, Profenofos, Chlorpyrifos, Spinosad und Spinosad-Ethyl.^29,30 In diesem Fall kann der Wechsel zwischen Insektiziden mit unterschiedlichen Wirkmechanismen die beste Option sein, um die Resistenzentwicklung zu verzögern und Stubenfliegenplagen einzudämmen. Obwohl die hier präsentierten Daten auf Laborergebnissen basieren, ist die Verbesserung der biologischen Eigenschaften permethrinresistenter Stämme besorgniserregend und erfordert besondere Aufmerksamkeit bei der Stubenfliegenbekämpfung im Freiland. Ein besseres Verständnis der Verbreitung von Permethrinresistenzgebieten ist notwendig, um die Resistenzentwicklung zu verlangsamen und die Wirksamkeit des Mittels langfristig zu erhalten.