Klinik öneme sahip bazı ilaç etken maddelerinin Drosophila melanogaster (Meigen)'ın yaşama, gelişme ve bazı erginözelliklerine etkileri

Zararlı böcekler ile mücadelede, çevreye ve yararlı organizmalara olumsuz etkisi olan sentetik organik insektisitler yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu amaçla toksik olmayan veya daha az çevresel zararı olan kimyasalların kullanılması konusunda çalışmalar yapılmaktadır. Model organizma olarak laboratuvar şartlarında Drosophila melanogaster (Meigen) (W1118 Diptera: Drosophilidae) yapay besin ortamında beslenerek klinik öneme sahip ilaç etken maddelerinin (penisilin, flukonazol, asiklovir, piperazin) böceğin yaşama oranı, gelişme süresi, ergin ömür uzunluğu, yumurta verimi ve açılma oranı üzerine etkisi incelendi. Böceğin birince evre larvaları penisilinin 100, 200, 400 ve 800 mg/L, flukonazolün 100, 200, 400, 800 ve 1250 mg/L, asiklovirin 10, 50, 100 ve 200 mg/L, piperazinin 50, 200, 400 ve 800 mg/L konsantrasyonlarını içeren yapay besinler ile beslendi. D. melanogaster'in ergin öncesi evrelerdeki yaşama,gelişme ve ergin özellikleri ilaç etken maddelerinin artan konsantrasyonlarıyla olumsuz yönde etkiledikleri görüldü. Tüm larval evrelerde ilaç etken maddeleri konsantrasyonlarına karşı önemli hassasiyet gözlemlendi. Besine ilave edilen penisilin dozlarının tümü larval evrede (3. evre) ve larva sonrası evreler olan pup ve ergin evrelerde yaşama oranını artan konsantrasyonlar ile ters orantılı olarak önemli derecede düşürdü. Kontrol besinine bırakılan larvaların % 91,00 ± 3,27'i 3. evreye ve pup evresine, % 89,00 ± 4,09' u ise ergin evreye ulaştı. En yüksek penisilin konsantrasyonunu olan 800 mg/L içeren besin 3. evreye ulaşan larvaların oranını % 11,00 ± 2,59'e, pup ve ergin olma oranını % 10,00 ± 1,00'a önemli derecede düşürdü. Penisilinin düşük konsantrasyonlarını içeren besinler ile beslenen larvaların 3. larval evreye ulaşma, pup ve ergin olma sürelerinin istatistiksel olarak etkilenmediği görüldü. Buna karşılık böceğin pup ve ergin gelişme sürelerinde penisilinin 400 mg/L'lik konsantrasyonunda kontrole göre uzama görülse de istatistiksel bir fark oluşmadı. Besine ilave edilen en yüksek penisilin konsantrasyonu (800 mg/L) meyve sineğinin ergin evreye kadar gelişimini önemli derecede geciktirdi. Besine ilave edilen penisilinin bu konsantrasyonu 3. evreye ulaşma süresini yaklaşık ortalama 1,5 gün, ergin olma süresini 8,12 ± 0,28 günden 11,12 ± 1,28 güne ortalama 3 gün önemli derecede uzattı. Kontrol besininde erginler 42,08 ± 0,50 gün yaşarken en yüksek konsantrasyon olan 800 mg/L'de bu süre 2,30 ± 0,15 güne düştü. Benzer etki penisilinin yüksek konsantrasyonlarında dişilerin yumurta verimi üzerinde de görüldü. Penisilinin en yüksek besinsel miktarı (800 mg/L) dişilerin yaşam boyu bıraktığı yumurta sayısını kontrol ile karşılaştırıldığında 133,2 ± 4,41'den 0.79 ± 0.18'e önemli derecede düşürdü. Bu antibiyotiğin denenen en yüksek konsantrasyonu kontrol grubu ile karşılaştırıldığında yumurta açılma oranı % 82,35 ± 4,82'den 52,6 ± 4,49'ya düşdü. Flukonazolün tüm besinsel konsantrasyonları böceğin tüm evrelerindeki yaşama oranını artan konsantrasyonlar ile ters orantılı olarak önemli derecede düşürdü. Flukonazolün denenen en yüksek konsantrasyonu (1250 mg/L) 3. evreye ulaşan larva oranı ile pup olma oranını % 93,00 ± 2,95'den % 11,00 ± 2,59'e düşürdü. Kontrol besinine bırakılan larvaların % 93,00 ± 2,95'ü ergin evreye ulaşırken en yüksek flukonazol konsantrasyonunda bu oran % 8,00 ± 1,41'e önemli derecede düştü. Kontrol besini ile karşılaştırıldığında en yüksek konsantrasyon olan 1250 mg/L flukonazol içeren besin 3. larval evreye ulaşma ve pup olma süreleri ile ergin olma sürelerini yaklaşık olarak 1,5 uzattı. Flukonazolün 400, 800 ve 1250 mg/L'sını içeren besinlerde yetişen erginlerin ömür uzunluğu kontrol besinine kıyasla istatiksel olarak anlamlı olarak kısaldı. Kontrol besininde erginler ortalama 28,00 ± 0,20 gün yaşarken en yüksek konsantrasyon olan 1250 mg/L'de bu süre 1,62 ± 0,20 güne düştü. Kontrol besininden elde edilen dişilerden 154,37 ± 3,97 yumurta elde edilmiş olup 400 mg//L konsantrasyondan itibaren yumurta sayısı önemli derecede azaldı. Bu yumurta sayısı 1250 mg/L'lik flukonazol konsantrasyonu tarafından 8,3 ± 0,45'e önemli derecede düşürüldü. Yumurta açılma yüzdesi ise kontrol grubu ile karşılaştırıldığında 100 mg/L flukonazolden itibaren önemli derecede azaldığı belirlendi. Besinlerde 100, 800 ve 1250 mg/L flukonazol içeren konsantrasyonlarda yumurta açılma oranı ortalama % 50 oranında düştü. Asiklovirin tüm besinsel konsantrasyonları böceğin tüm evrelerindeki yaşama oranını artan konsantrasyonlar ile ters orantılı olarak önemli derecede düşürdü. Asiklovirin en yüksek konsantrasyonu (200 mg/L) 3. evreye ulaşan larva oranını ve pup olma oranını % 91,00 ± 2,17'den % 26,00 ± 3,31'ya önemli derecede düşürdü. Kontrol besinine bırakılan larvaların % 91,00 ± 2,17'i ergin evreye ulaşırken denenen en yüksek asiklovir konsantrasyonu olan 200 mg/L'de bu oran % 24,00 ± 2,00'e önemli derecede düştü. Kontrol besini ile karşılaştırıldığında en yüksek konsantrasyonda (200 mg/L) asiklovir içeren besin 3. larval evreye ulaşma süresini yaklaşık olarak yarım gün uzattı. Bu antiviral maddenin denenen konsantrasyonları böceğin ergin olma süresinde etkili olmadı. Ancak 200 mg/L asiklovir konsantrasyonu pup olma süresini önemli derecede uzattı. Asiklovirin 100 ve 200 mg/L'sını içeren besinlerde yetişen erginlerin ömür uzunluğu kontrol besinine kıyasla istatiksel olarak önemli derecede kısaldı. Kontrol besininde erginler ortalama 27,55 ± 0,95 gün yaşarken en yüksek konsantrasyon olan 200 mg/L'de bu süre 6,8 ± 0,50 güne kısaldı. Buna karşılık düşük asiklovir konsantrasyonlarında (10 ve 50 mg/L) ergin ömür uzunluğu yaklaşık 4 gün önemli derecede uzadı. Asiklovirin 50 mg/L'si ergin ömrünü uzatırken yumurta verimini, açılma oranını önemli derecede düşürdü. Asiklovir 100 mg/L konsantrasyonundan itibaren hem ergin ömür uzunluğunu hem de yumurta verimini ve açılma oranını artan konsantrasyonlar ile ters orantılı olarak önemli derecede düşürdü. Kontrol besininden elde edilen dişilerden 140,75 ± 0,82 yumurta elde edilmiş olup bu sayı 200 mg/L'lik asiklovir konsantrasyonu tarafından 31,89 ± 4,45'e önemli derecede düşdü. Yumurta açılma yüzdesi ise kontrol grubu ile karşılaştırıldığında 200 mg/L antiviral içeren konsantrasyonda ortalama % 30 oranında düştü. Piperazinin tüm besinsel konsantrasyonları böceğin tüm evrelerindeki yaşama oranını artan konsantrasyonlar ile ters orantılı olarak önemli derecede düşürdü. Piperazinin denenen en yüksek konsatrasyonu (800 mg/L) % 82,00 ± 1,00'den sırasıyla 3. larval evreye ulaşma oranını % 11,00 ± 0,85'e, pup olma oranını % 8,00 ± 1,59'e düşürdü. Kontrol besinine bırakılan larvaların % 81,00 ± 0,86'i ergin evreye ulaşırken piperazinin denenen en yüksek konsantrasyonunda (800 mg/L) bu oran % 8,00 ± 1,59'e önemli derecede düştü. Kontrol besini ile karşılaştırıldığında bu en yüksek konsantrasyon böceğin tüm evrelerindeki gelişmesini önemli derecede geciktirmiş olup, 3. larval evreye ulaşma sürelerini yaklaşık olarak 1,5 gün uzattı. Piperazinin 200 mg/L'lik konsantrasyonundan itibaren pup evreye ulaşma süresini önemli derecede uzattı. Piperazinin 50, 200, 400 ve 800 mg/L' sını içeren besinlerde yetişen erginlerin ömür uzunluğu kontrol besinine kıyasla istatiksel olarak önemli derecede kısaldı. Kontrol besininde erginler ortalama 22,06 ± 1,07 gün yaşarken en yüksek konsantrasyon olan 800 mg/L'de bu süre 2,45 ± 0,34 güne kısaldı. Piperazinin 200 mg/L'lik konsantrasyonundan itibaren yumura verimi ve açılma oranı önemli derecede düştü. Kontrol besininden elde edilen dişilerden 143,64 ± 2,94 yumurta elde edilmiş olup bu sayı 400 mg/L' lik piperazin konsantrasyonu tarafından 29,72 ± 5,21'e 800 mg/L'lik konsantarsyonda 2,87 ± 0,65'e önemli derecede düştü. Yumurta açılma yüzdesi ise kontrol grubu ile karşılaştırıldığında 200 ve 400 mg/L antihelmintik içeren konsantrasyonlarda ortalama % 50 oranında düştü. En yüksek piperazin konsantrasyonunda ise yumurta açılma oranı % 93,4 ± 2,12'den % 3,77 ± 0,13'e düştü. Denenen antibiyotik maddelerin böcek üzerindeki etkileri birlikte karşılaştırıldığında tümü artan konsantrasyon miktarları ile ters orantılı olarak D. melanogaster' in yaşama oranı ve gelişme sürelerini olumsuz etkiledi. Penisilin, flukonazol ve piperazinin 800 mg/L olarak aynı konsantrasyonda denendiğinde, flukonazol ve piperazin bu konsantrasyonda ergin yaşama oranını ortalama % 8,00'e düşürdü. Buna rağmen penisilin, asiklovir ve piperazinin ortak 200 mg/L'lik konsantrasyonlarında, asiklovir diğer iki maddeye göre daha olumsuz etki göstererek ergin olma oranını % 24,00 ± 2,00'e düşürdü. Böceğin gelişme sürelerinde en belirgin olumsuz etki penisilin, flukonazol ve piperazinin 800 mg/L'lik konsantrasyonlarında ortaya çıkarken, penisilinin 800 mg/L'lik konsantrasyonunda ergin olma süresi diğer antibiyotiklerin aynı konsantrasyonlarına göre önemli derecede uzadı. Ergin olma süresi penisilinin kontrol grubunda 8,12 ± 0,08 gün iken 800 mg/L'de 11,12 ± 1,28 güne uzadı. Besine ilave edilen tüm penisilin konsantrasyonları böceğin ergin ömür uzunluğunu önemli derecede düşürdü. Flukonazol, asiklovir, piperazinin yüksek konsantrasyonları ergin ömür uzunluğunu önemli derecede düşürdü. Bunun yanında penisilinin 100 mg/L'deki konsantrasyonunda ergin ömür uzunluğu yaklaşık % 50 düştü. Benzer etki flukonazolün 400 mg/L, asiklovirin 100 mg/L olan konsantrasyonlarında gözlemlendi. Penisilin, flukonazol ve piperazinin ortak olarak kullanılan 800 mg/L'lik konsantrasyonlarında ergin ömür uzunluğu üzerindeki en olumsuz etki penisilinde gözlemlendi ve bu maddenin kontrol grubunda 42,08 ± 0,50 gün olan ortalama ergin ömrü 800 mg/L'de 2,30 ± 0,15 güne kısaldı. Piperazinin aynı konsantrasyonunda ise ergin ömür uzunluğu 2,45 ± 0,34 güne kısaldı. Flukonazolün 400 mg/L'deki konsantrasyonunda yumurta sayısında kontrol grubuna göre yaklaşık % 50 oranında azalma görüldü ve benzer etki asiklovirin 100 mg/L'deki konsantrasyonunda tespit edildi. Aynı besinsel konsantrasyonun (400 mg/L) kullanıldığı penisilin ve flukonazolde yumurta verimi kontrol grubuna göre önemli derecede düştü. Kullanılan ilaç etken maddeleri arasında en düşük yumurta sayısı (0,79 ± 0,18) penisilinin 800 mg/L'lik konsantrasyonunda tespit edildi. Piperazinin aynı konsantrasyonu (800 mg/L) ise yumurta sayısını 2,87 ± 0,65'e düşürdü. Yumurta açılma oranında en olumsuz etki % 3,77 ± 0,13 ile piperazinin 800 mg/L'lik konsantrasyonunda belirlendi. Bu çalışmada denenen farklı etki mekanizmalarına sahip ilaç etken maddelerinin böceğin ergin öncesi ve ergin biyolojik özellikleri üzerine kimyasal yapısına ve besine ilave edilen konsantrasyonlarına göre etkili olduğu belirlendi. Bu çalışma, insektisitlerin çevresel bulaşma ve hedef olmayan canlılar üzerindeki olumsuz etkisi düşünüldüğünde, zararlı böceklerle kimyasal mücadelede en düşük konsantrasyon ile en yüksek olumsuz etkiye sahip ilaç etken maddelerinin değerlendirilmesi gerektiğini göstermiştir.