Проект по теме: Особый принт одежды как способ защиты от комаров

МБОУ «Лицей №83-Центр образования»

Научно-исследовательская работа

Тема: Особый принт одежды как способ защиты от комаров

Выполнил:

Ефимов Николай Михайлович

 ученик 9М1 класса, МБОУ «Лицей №83-ЦО»

Руководитель:

Абдуллина Г.А.

учитель биологии, МБОУ «Лицей №83-ЦО» Приволжского района, г.Казани

2022 год

Содержание

1.Введение……………………………………………………………………………3

2. Теоретическая часть:

2.1. Польза и вред комаров………………………………………………………….5

2.2.Биологический механизм ориентирования комаров …………………………8

2.3.Способы борьбы с кровососущими насекомыми……………………………10

2.4. Виды комаров, обитающих на территории Республики Татарстан ……….14

3. Практическая часть:

3.1. Подбор принта для футболок……………………………………………….18

3.2. Экспериментальные испытания футболок с несколькими различными принтами на эффективность защиты от комариных укусов……………………18

3.3. Анкетирование одноклассников: нравится ли им носить одежду определенных принтов…………………………………………………………….22

4. Результаты и выводы……………………………………………………………26

5. Практическая значимость………………………………………………………27

6. Список литературы…………………………………………………………….28

7. Приложение………………………………………………………………………31

Введение

«Ох, лето красное, любил бы я тебя, когда б не зной, да пыль, да комары, да мухи».

А. С. Пушкин

Комары - самые смертоносные существа на планете, убивающие, по самым скромным подсчётам, около 1 миллиона человек в год. Если же взять все случаи смерти от отдалённых последствий заразных болезней, переносимых комарами, то ежегодное количество летальных исходов Всемирная Организация Здравоохранения оценивает в 2,7 миллиона. На такое не способно ни одно многоклеточное существо за исключением самого человека [4].

Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), насчитывается около 150 вирусов, передаваемых комарами. Из этого числа более 50 вирусов могут поражать людей [20].

В связи с поездками россиян на отдых в экзотические страны, в последнее время значительно участились случаи смерти наших соотечественников от малярии, возбудитель которой передается человеку через комариный укус [24].

Становится очевидным, что бурное развитие сенсорной физиологии насекомых стимулировалось не только научными интересами, но и запросами практики, а именно выявление и синтеза аттрактантов и репеллентов [3].

Японские ученые выяснили, что расчленяющая окраска зебры помогает ей среди прочих преимуществ еще и избегать укусов кровососущих насекомых. Японские ученые выяснили, что окрас «под зебру» может отогнать насекомых от коров. Для этого они покрасили шкуры шести коров в черные и белые полосы и подсчитали количество укусов: «зебровых» коров кусали в среднем в два раза реже, чем коров с классическим окрасом или черными полосами на шкуре. Окрашивание животных в черные и белые полосы может защитить скот от насекомых без использования потенциально опасных пестицидов и других средств защиты [9].

Рис.1 Иллюстрация из [9]

Ряд ученых уверено, что контрастный рисунок на коже некоторых аборигенов – это способ защититься от кровососущих насекомых [26,37,38].

Насколько схожи повадки и образ жизни /охоты комаров южных стран и средней полосы России? Поможет ли зебровый окрас нам бороться с укусами комаров. Что можно сделать, чтобы защититься от болезней переносимых комарами?

Цель данной работы: Подобрать принт одежды, способный обеспечить наиболее эффективную защиту от укусов комаров для жителей средней полосы России и Татарстана в частности.

Задачи:

- изучить литературу о пользе и вреде комаров;

- изучить литературу по существующим на данный момент способам борьбы с кровососущими насекомыми;

- выявить преимущества и недостатки каждого метода;

- изучить литературу о механизмах поиска комаром своей жертвы: визуальный, тепловой, запаховый канал поступления информации при поиске жертвы;

- изучить, какие виды комаров преимущественно обитают в окрестностях Казани, в Татарстане;

- подобрать принт одежды, наиболее эффективно защищающий от укусов комаров (подобрать ширину и рисунок полосок);

- изготовить одежду с несколькими видами принта;

- провести практические испытания для оценки эффективности одежды разных принтов в защите от укусов насекомых;

2. Теоретическая часть

2.1. Польза и вред комаров

Комары относятся к самым древним существам мира. Их окаменевшие тела находят во время раскопок еще мелового периода. Водятся они во всем мире кроме Антарктиды.

Вряд ли найдется человек который, любит комаров, скорее наоборот. Всегда мы стараемся от них защититься любыми способами. Писк над ухом ночью изведет любого. Лично для человека нет пользы от комаров. Но они полезны для нашей фауны и флоры.

Все, что создано природой играет в ней свою роль. Комары – идеальная пища для многочисленных птиц, рыб, лягушек, стрекоз, тритонов, водомерок и еще более десятка групп животных, в рационе которых эти двукрылые сосущие существа занимают далеко не последнее место.

Вторым научным доказательством в пользу этих насекомых являются неопровержимые научные доводы, о том, что комары помогают поддерживать экологическое равновесие и стабильность пищевого круговорота природном биоценозе [7]. И если комаров не будет, то образуется в природе пустота, которую надо будет восполнять.

Комариная самка откладывает яйца на поверхности водоема со стоячей водой. Потом из яиц вылупляются личинки и оседают на дно. Вот тут и начинается польза! Этими личинками питаются рыбы. Еще эти личинки очень хорошо очищают водоем от микроорганизмов, потому что питаются ними. Они пропускают через себя воду, фильтруя ее. Затем личинки превращаются в куколку, которыми тоже питаются рыбы. Из куколки появляется комар. Он служит пищей для рыб, лягушек, стрекоз и птиц. Пьют кровь из нас только самки, потому что им нужен белок для откладывания яиц. Самки и самцы этого насекомого питаются соком растений, тем самым опыляя их [23].

Отфильтровывая воду озер и болот, насекомые накапливают в своем организме такие полезные элементы: азот, фосфор, кальций, железо, марганец, бор. Превращаясь в имаго, комар может пересечь большие расстояния и погибнуть в лесу, которому для развития так необходимы химические вещества[33]. Поэтому даже умершие комары приносят пользу, они удобряют землю.

Без комаров исчезнет большое количество растений в водоемах, получающих удобрения от деятельности личинок этих насекомых. Гибель комаров на территории лесной зоны грозит уничтожением десятков видов животных, которые перейдут на другую пищу, таким образом, уменьшив количество других насекомых.

Являясь переносчиками опасных заболеваний, комары регулируют численность популяции того или иного вида животных. Это способствует равновесию в экосистеме и поддерживает оптимальное соотношение между видами [33].

Таким образом, если опустить небольшой период, в котором самки комаров пьют кровь, насекомое оказывается полезным.

К чему приведет исчезновение комаров

1.                             Вместе с ними исчезнут некоторые виды рыб, которые питаются только этими насекомыми. Одной из самых известных является гамбузия. Она предпочитает использовать в качестве основного источника пищи личинки малярийных комаров. Погибнут не все виды, но выжившим придется искать другую пищу.

2.                             Вымрут или значительно уменьшатся популяции представителей фауны, кто питается комарами: жабы, лягушки и летучие мыши. В результате им придется искать новый объект для поедания и менять численность бабочек, гусениц и других организмов.

3.                             Перемены в растительном мире. Многие растения попросту исчезнут, так их опыление происходит именно благодаря комариным самцам, ведь рацион комаров находится в прямой зависимости от пола. И если самки нуждаются в крови, то мужские особи питаются нектаром. Сократится численность и представителей растительного мира, которые могли полноценно развиваться благодаря удобрениям после работы личинок насекомых.

4.                             Птицы. Отсутствие комаров не станет причиной того, что пернатые умрут. Но им придется искать другие варианты, чем питаться. В городах найти себе источники пищи будет очень сложно и таким представителям, как стрижи и ласточки. Их популяции значительно сократятся.

5.                             Оленье переселение. Эти животные боятся комаров и не обитают там, где имеются большое количество кровососов. Исчезновение комаров расширит ареалы оленей, что окажет существенную нагрузку на другие биоценозы.

6.                             Решение проблем с некоторыми заболеваниями. Комары являются переносчиками болезней: малярии, личинок филярий и т. д. Люди станут реже болеть и умирать.

7.                             Увеличение площади освоения. Некоторые земли по-прежнему остаются неокультуренными только потому, что там обитает огромное количество комаров. Если они исчезнут, человек сможет освоить новые земли, что обязательно скажется на балансе всего живого мира [33].

Кроме того, комары оказывают незаменимую пользу помощь человеку. Речь идет об искусственном разведении комаров для различных целей (техническая энтомология). Например, насекомых часто используют для испытания химических и биологических препаратов. Сейчас совершенствуются методы культивации комаров. Культивировать могут только некоторые виды комаров: 4- видов Anopheles, 5-6 видов Aedes, 2-3 вида Culex и несколько других. Так для борьбы с малярией культивируют на промышленном уровне и выпускают в природу стерильных самцов вида Anopheles albimanus, которые не могут дать жизнеспособного потомства [3].

Большое количество стандартизированного биологического материала требуется для испытания и отработки дозировки непрерывно появляющихся новых химических, бактериальных и вирусных препаратов, регуляторов роста и репеллентов, используемых для ограничения численности комаров.

А комара C.p.p.f. molestus можно рекомендовать в качестве прекрасного лабораторного объекта для использования  в работе школьного биологического кружка. На нем можно проследить весь цикл развития от яйца до взрослого насекомого, изучить все стадии развития. Культура этого комара достаточно проста [3].

А еще, по мнению Елены Панюковой «комариные укусы тренируют наш иммунитет, внося в наш организм в малых дозах свою ядовитую слюну. На нее реагирует наша иммунная защита и вырабатывает антитела против нее и против новых вирусов» [21].

Таким образом, роль комаров в жизни человека и природе определена естественными законами с момента создания мира. Человек не должен противостоять им или пытаться изменить. Важно сохранить имеющуюся гармонию.

2.2. Биологический механизм ориентирования комаров

Самка комара нуждается в поступлении свежей крови вовсе не от голода, а для того, чтобы поддержать репродукцию – яйцеклетки оплодотворяются, а яйца созревают только в присутствии свежей крови [16].

Подробности охотничьей стратегии комаров ученые выяснили сравнительно недавно. «Науке почти ничего не было известно о том, как комар воспринимает животных — своих жертв, как он решает, где ему “приземлиться” и начать питаться», — рассказал соавтор статьи Джефф Риффел (Jeff Riffell) [2].

Поисковая реакция комара - это направленный полет к потенциальной жертве [3].

Американские ученые установили, что комары выслеживают свою жертву, учитывая три фактора: запах, зрительный образ и температуру. Биологи записывали движения голодных комаров в аэродинамической трубе [5].

По словам руководителя исследования Флорис ван Брегеля из Калифорнийского института технологии, самым важным было разделить визуальные, температурные и обонятельные возбудители во время эксперимента. Для этого использовалась струя углекислого газа, темное пятно на стенке аэродинамической трубы и нагретая стеклянная плитка, которая была почти невидима для комаров. «Комары уделяют внимание визуальным раздражителям только после того, как они «услышат» запах, который говорит о том, что объект где-то рядом», - говорит ученый Майкл Дикинсон.

В итоге ученые описали трехступенчатую стратегию комаров по поиску жертвы. Комары пытаются уловить запах - в особенности шлейф углекислого газа - в радиусе 10-50 метров. Затем они сближаются с источником запаха и пытаются увидеть объект с расстояния от пяти до пятнадцати метров. Когда комары оказываются на расстоянии метра от потенциальной жертвы, они начинают ориентироваться на тепло.

"Чем больше по размеру человек, тем больше он выделяет углекислого газа", - рассказывает доктор Джо Конлон из американской Ассоциации по контролю за москитами. Именно поэтому, например, комаров больше привлекают беременные женщины, которые дышат вместе с плодом.

По мере приближения к жертве самка с помощью органов хеморецепции (контактных и дистантных) – сенсилл начинает улавливать и другие запахи - пота (прежде всего, содержащейся в поте молочной кислоты), дыхания, кожи, крови. А активация «углекислых» рецепторов делает самок более чувствительными к этим дополнительным запахам [34].

Этномолог Йуп ван Лун из Вагенингенского университета рассказал, что для того, чтобы лучше чувствовать, где наиболее высока концентрация углекислого газа, комары летают против ветра. Когда же насекомое приближается к человеку вплотную, оно ориентируется на наличие микробов на коже «жертвы». Чем больше разнообразие микробов встречается у человека, тем менее привлекательным кажется он комарам [35].

Комары на самом деле гурманы. Больше всего комарам нравится: кровь у людей с I и II группой крови (группу крови комары определяют по запаху); кровь у детей, из-за нежной тонкой кожи; женская кровь, чем мужская; кровь людей с ожирением, и сердечников с атеросклерозом [15].

Справедливости ради нужно добавить, что комары ориентируются не только по запаху - они ещё слышат и видят, и у них даже есть температурный датчик, позволяющий выбирать на коже места потеплее, чтобы удобнее было пить кровь. Считается, что комариным глазам тёмные объекты кажутся более приятными (хотя непонятно, почему), так что избавиться от лишнего внимания комаров можно ещё и с помощью цветной и светлой одежды [29].

Видят комары не очень хорошо, как и большинство насекомых, они близоруки. Так как глаз комара состоит из множества отдельных элементов (омматидиев или простых глазков). Такие глаза называют сложными, или фасеточными, они дают мозаичное изображение объектов. Однако комары хорошо различают движение и ультрафиолетовый диапазон [11].

Поэтому удивительно, что привлечь внимание насекомых может и цвет одежды. Согласно данным статистики, особенно не равнодушны кровососы к черным и синим тонам, также и красный цвет привлекает насекомых. Нейтральны они к серому цвету. К менее привлекательным относятся желтый, зеленый и цвет хаки [12].

Таким образом, тактика поиска жертвы у комаров трехуровневая: они чувствуют запах жертвы и углекислый газ, выделяемый ею, на расстоянии до 50 метров и по градиенту устремляются к ней. На расстоянии 5-15 метров комар может воспользоваться зрением, определяя местонахождение жертвы точнее. И подлетев практически вплотную, ориентируется на исходящее от животного тепло для окончательного выбора места укуса [12, 14].

Глава 2.3. Способы борьбы с кровососущими насекомыми

Основные направления борьбы с распространением комаров, снижения их численности и вредоносности можно разделить на три основных стратегии [3]:

·   Профилактические мероприятия по улучшению и благоустройству окружающей среды, ведущие к сокращению стоячих  водоемов – места развития личинок комаров;

·   Уничтожение личинок, куколок, и самих комаров в водоемах и других местах их скопления с применением химических и биологических препаратов

·   Совершенствование методов групповой и индивидуальной защиты людей и скота от комаров с помощью отпугивающих средств.

Совокупность всех этих мероприятий называется «интегрированной системой контроля (борьбы)» [3]. Это направление сейчас активно развивается во всем мире и постепенно сменяет небезопасную для окружающей среды многолетнюю практику безудержного и дорогостоящего использования  для борьбы с вредными насекомыми химических препаратов. Действуя на вредителей, они уничтожали и всю полезную фауну, накапливались в почве, овощах, фруктах, зерне. Вредители же постепенно приспосабливались, приобретали устойчивость к применяемым ядохимикатам.

Так в нашей стране в 1940-60ые гг для борьбы с комарами применяли  хлорорганические соединения: ДДТ .гексахлоран. В 1970-ые  их сменили: хлорофос, карбофос, дифлос. Позже их вытиснили синтетические пиретроиды (сильнодействующие яды, парализующие насекомых) [3].

В последнее время используются биологические препараты, которые основаны на токсинах, вырабатываемых некоторыми бактериями.  В частности, во всем мире широко используются препараты, основанные на токсинах бактерии Bacillus thuringiensis (препарат бактокулицид) [3].

К инсектицидам третьего поколения относят гормоны, регулирующие рост насекомых. Эти препараты вызывают гибель насекомых путем нарушения процесса их развития (препараты альтозид, димилин) [3].

Генетический метод основан на использовании генетического аппарат организма, приводящий к появлению полностью стерильного потомства [3]. Генетические методы хоть и наиболее экологичны, но сравнительно дороги и поэтому пока не могут претендовать на широко масштабное применение.

Ученые из университета Мэриленда предложили в качестве средства борьбы с комарами генномодифицированные грибы, [5]. Они вывели паразитический гриб Metarhizium pingshaense, поражающий малярийных комаров. Он содержит токсины, которые действуют только на насекомых. Для человека и животных эти вещества безвредны. Поэтому это изобретение представляется достаточно перспективной разработкой.

В любом случае, очевидно, что лучшим средством борьбы с комарами можно считать профилактику:

- мониторинг и выявление подтопленных подвалов многоквартирных домов

-обработка таких подвалов противокомариными препаратами с целью уничтожения взрослых особей, яиц, личинок и куколок.

- профилактика залета комаров в квартиры и подвалы домов с применением мелкоячеистой сетки с нанесенным на нее репеллентом

- для защиты от укусов комаров во время сна (особенно маленьких детей) можно использовать полог, края которого заправляют под матрац.

- при обнаружении залетевших в помещение комаров их уничтожают механическим способом или с помощью аэрозолей, электрофумигаторов. Кроме того допустимо применение репелленты, которые выпускаются в виде кремов, гелей, эмульсий, аэрозолей, спреев. Пользоваться ими надо в соответствиис инструкцией. Не следует наносить репелленты на пораженные участки кожи с царапинами и ссадинами Ученые обнаружили, что комаров отпугивает запах гвоздик, эвкалипта, черемухи и пеларгонии [12].

- в период, когда повышается активность комаров, желательно носить одежду, прикрывающую большую часть тела

- по возможности в период массовой активности комаров необходимо ограничить время пребывания на открытых территориях (лесах, полях, дачах, садах) [24].

Комары досаждают не только человеку, сельскохозяйственные животные также страдают от их укусов. Укусы насекомых болезненны и сильно беспокоят животных. После укусов наблюдается аллергия, отеки, воспаление кожи, иногда повышение температуры. Кровососущие насекомые и клещи являются переносчиками многих опасных заболеваний домашнего скота, таких как лейкоз, бруцеллез, блютанг, болезнь Шмалленберга, пироплазмидозы.

Животноводству Татарстана  кровососущие двукрылые насекомые наносят значительный экономический ущерб. Молочная продуктивность коров снижается на 15-30% и более, привесы молодняка – на 25-40%, увеличивается процент заболеваемости и падеж сельскохозяйственных животных от истощения [13].

Существуют специальные препараты для борьбы с гнусом, комарами и клещами – репелленты и инсектициды, такие как перметрин, неостомазан, протеид, бутокс, неоцидол, эктомин, оксарепт, бай-о-флай, креолин, АСД-3 и др. Их необходимо использовать согласно инструкции по применению [13]. Очевидно, что применение химических репеллентов и инсектицидов в животноводстве дорого и не всегда безопасно.

В 2019 году американские ученые нарядили лошадей в балахоны и выяснили, что на полосатых животных садится меньше насекомых. По-видимому, дело в том, что из-за полосок паразиты просто не могут выбрать место для посадки и либо врезаются в животное, либо улетают от него [10].

Рис.2. Иллюстрация из [10]

В своем предыдущем исследовании [27] авторы работы показывают, что есть корреляция между количеством и расположением полосок у зебры, и количеством укусов паразитами, мухой цеце и слепнями. Группа Тима Каро из Калифорнийского института проверили эту гипотезу на животных экспериментально. Для этого они использовали трех зебр и девять лошадей, каждая из которых имела единый окрас (коричневый, черный или белый). Животных наблюдали в одном месте летом 2016 и 2017 года: исследователи присматривали за каждым животным в течение нескольких минут, считая количество слепней, которые кружили вокруг, приземлялись на тело (и сколько времени проводили на нем) или же неэффективно сталкивались с животным [37].

Ученые выяснили, что слепни одинаково часто кружили вокруг зебр и лошадей, но на зебр приземлялись значительно (p = 0,041) реже: даже с учетом отдельной особи и скорости ветра. При этом чаще всего (в 54 процентах случаев) слепни садились на белые полосы (ученые не считали количество полос у каждой особи, но, учитывая равный возраст и пол животных, предположили, что они были примерно одинаковы) [10,37]. Из этого авторы сделали предположение о том, что полосы на самом деле не отвлекают слепней издалека, но они не могут эффективно выбрать место для посадки, поэтому либо врезаются, либо улетают от зебр [10].

В настоящее время на Земле сохранилось три вида зебр: равнинная и горная зебры, и зебра Греви. Одно из отличий разных видов друг от друга — ширина полосок. Самые тонкие и незаметные полоски — у зебры Греви, самые широкие — у равнинной зебры [27].

Рис. 3. а)Равнинная зебра; б) горная зебра в) Зебра Греви

Гипотезу о том, что полоски зебрам нужны для защиты от паразитов исследователи, считают самой правдоподобной [37]. Кроме того, недавнее исследование показало, что белые полосы, которые наносят на свое тело темнокожие жители тропиков и субтропиков, помогают им спасаться от насекомых [26]. Исследователи показали, что светлые узоры, которыми до сих пор раскрашивают себя некоторые жители тропиков и субтропиков, эффективно защищают от мух. Как рассказывается в статье, опубликованной в Royal Society Open Science, темнокожий человек в белую полоску привлекает к себе в 10 раз меньше насекомых, чем темнокожая модель с не раскрашенным телом [38].

Одна из идей заключается в том, что полосы создают оптическую иллюзию, которая нарушает ожидаемую схему движения мухи, когда она приближается к зебре, не позволяя ей правильно приземлиться. Другая идея заключается в том, что мухи видят зебру не как твердое тело, а как ряд тонких черных объектов. Только когда они очень близко, они понимают, что они собираются ударить твердое тело и вместо этого отклониться [22].

Таким образом, одним из эффективных и экологически безопасных способов борьбы с укусами насекомых для человека неожиданно может стать просто ношение одежды особого дизайна. Например, футболки с принтом «под зебру» с правильно подобранной шириной полосок рисунка. А для домашних животных с целью защиты от кровососущих насекомых возможно со временем будет разработать безопасную, нетоксичную краску для нанесения полосатой «зебровой» окраски.

Глава 2.4. Виды комаров, обитающих на территории Республики Татарстан

Кровососущие комары способны сохранять и передавать через укус возбудителей более 50 вирусных, бактериальных и паразитарных болезней, в Республике Татарстан они могут быть переносчиками малярии, туляремии, лихорадки Западного Нила [25].

В целях предупреждения распространения инфекционных заболеваний, передающиеся комарами в Республике Татарстан проводятся ежегодные дезинсекционные (противомалярийные) обработки водоемов от личинок комаров. По результатам энтомологических исследований на территории республики Татарстан выявлены личинки комаров р.р. Anopheles, Culex [25].

Энтомолог Казанского федерального университета Николай Шулаев считает, что в черте Казани обитают два вида этих насекомых: комар-пискун (Culex pipiens) и малярийный комар (р.р. Anopheles) [31].

Летом прошлого года в ряде районов Казани был зафиксирован массовый вылет еще одного вида комаров. По словам Анны Алешиной, главного специалиста и эксперта отдела санитарной охраны территории управления Роспотребнадзора по РТ, это комары - «толстоножки», которые инфекционных заболеваний не переносят, живут не больше 2 недель и для человека не опасны [8].

Многие неправильно называют малярийными крупных комаров-долгоножек, также часто встречающихся на территории на шей республики. Эти комары совсем безопасны для людей, они питаются соком растений [28].

Познакомимся поближе с основными видами комаров, обитающих в республике Татарстан.

Рис. 4. Комар-пискун	Комар-пискун, или комар обыкновенный (лат. Culex pipiens) — политипический вид (иначе — комплекс) кровососущих комаров (Culicidae). Величина: 8-10 мм. Размножение: полный метаморфоз. Количество яиц: 100 в одной кладке. Срок инкубации: 2-4 дня. Питание: самка - кровь птиц и млекопитающих; самец - цветочный нектар. Продолжительность жизни: до 1 года. Латинское название: Culex pipienes [17].
Рис. 5. Малярийный комар	Малярийный комар, (лат. Anopheles maculipennis)  или анофелесы — политипический вид (иначе — комплекс) кровососущих комаров (Anopheles). Величина: 6-10 мм. Размножение: полный метаморфоз. Количество яиц: 50-200, одиночные. Срок инкубации: 2-3 дня. Питание: самка - кровь птиц и млекопитающих; самец - цветочный нектар. Продолжительность жизни: до 2 мес. Латинское название: Anopheles maculipennis [18].

Строение тела и образ жизни самцов и самок взрослого комара (имаго) отличаются друг от друга: самец питается исключительно соком растений, а самка - соком растений (для поддержания жизни) и кровью теплокровных животных - для развития яиц. Такая, разница в способе питания объясняется необходимостью для самки получать высококалорийную пищу для быстрого созревания яиц в яичниках [18].

После спаривания оплодотворенная самка комара-пискуна откладывает яйца в ближайшем стоячем водоеме. За один раз самка откладывает около 100 продолговатых яиц цилиндрической формы. Свободно плавая на поверхности воды, комариные яйца склеиваются в крохотные чуть вогнутые в центре «плотики». Через 2-4 дня из яиц выходят покрытые щетинистыми волосками личинки длиной около 10 мм. Личинки кормятся мелкой водной фауной, в том числе простейшими организмами, а также разлагающимися остатками растений и животных. Спустя 5-18 дней личинки превращаются в характерных горбатых куколок с похожим на булаву туловищем, которые дышат через пару дыхательных трубочек на спинной стороне головогруди. Куколки подобно личинкам держатся у поверхности воды и тоже очень пугливы. Еще через 2-4 дня из куколок выходят взрослые комары. Если новорожденные самцы сразу же готовы к спариванию, то самка комара-пискуна прежде чем спариться, должна хотя бы один раз напиться крови, чтобы получить необходимый для развития яиц белок. С приходом осенних холодов самцы погибают, а самки зимуют в холодных и сырых закоулках - например, в норах или дуплах.

Анофелес, или малярийный комар, в России представлен 10 видами, которые обитают в европейской части и в Западной Сибири [20, 36]

Размер малярийного комара мало отличается от обычного. Если не вглядываться пристально, то оба вида практически  идентичны. Как отли­чить малярийного комара от обыкновенного? У него более длинные лапки, щупальца на голове почти равны по длине хоботку, Отличительной особенностью является наличие на крыльях нескольких темных пятнышек, тогда как у немалярийных (род Culex) их нет.

Рис.6. Различия в посадке комара-пискуна и малярийноно комара

При посадке малярийного комара тело его по отношению к плоскости образует острый угол, а тело немалярийного комара расположено параллельно поверхности (см. рис.6). У самок немалярийных комаров (Culex pipiens и др.) даже под небольшим увеличением видны более короткие щупики [19]. Хоботок и усики такие же, как у малярийного комара. Самец резко отличается по строению усиков, густо усаженных крупными волосками. Щупики длиннее хоботка и не имеют концевых утолщений. Кроме того особенностью малярийных комаров является их «танец» — перед тем, как сесть на кожу жертвы, они как будто пляшут в воздухе[19].

Вылупившиеся комары сутки находятся у места выплода, затем удаляются на 2 - 5 км в поисках объекта для питания. В среднем развитие комара от яйца до взрослой особи длится 15-60 дней [20].

По последним данным ВОЗ, малярийные комары переносят около 150 вирусов различных заболеваний, из которых примерно полсотни могут поражать человеческий организм. Кстати, интересный факт: вирус СПИДа малярийные комары не переносят, поскольку микроорганизм просто погибает в желудке у насекомого. Также установлено, что комары не могут переносить вирус covid-19 [32].

Малярийный комар в России достаточно опасен для человека в плане возможного заражения не только малярией, но и другими инфекциями. До 1917 года на территории нашего государства ежегодно регистрировали до 8 миллионов случаев заболеваний. Малярийные комары – anopheles - переносчик малярийных паразитов – возбудителей малярии. Человек заражается малярией от самок. При этом, что интересно, если даже самка комара заражена малярией, она даст здоровое потомство, поскольку это заболевание не передается от комара к комару [20].

В последнее время ученые выделили отдельный подвид комаров - городской (подвальный) комар (Culex pipiens_molestus) [3,6]. Этот комар обитает в подвалах городских зданий. Летом может встречаться у водоемов. Является переносчиком различных вирусных инфекций, опасных для животных и человека. Укусы болезненны, могут вызывать аллергические реакции. Развитие полное. Размножение двуполое. Размножается круглый год. По внешнему виду (морфологии) с описываемым видом схож Culex pipiens (Обыкновенный комар).

Подвальные комары синантропные насекомые - жизнь их связана с человеком. Городской комар обладает рядом особенностей (эволюционные преимущества), способствующих успешному расширению среды его обитания:

1)стеногамия (спаривание без роения);

2)автогамия (первая кладка без кровососания);

3) в цикле развития нет диапаузы (непрерывное развитие на протяжении многих поколений) [3].

Таким образом, на территории республики Татарстан распространены комары четырех основных видов: комар-пискун, малярийный комар, комар-долгоножка и городской (подвальный) комар. Популяция комаров в нашей местности довольно большая, и борьба с распространением этих кровососущих насекомых не прекращается. Поэтому новые оригинальные подходы к защите от укусов этих насекомых являются актуальными.

3. Практическая часть

3.1. Подбор принта для футболок

Согласно данным литературы, для окончательного ориентирования при подлете к жертве комары используют зрение. Полосатая окраска шкуры зебр мешает им определиться с местом приземления, а значит, и совершить укус.

Для нашего эксперимента мы использовали 6 видов футболок разной окраски: белую, черную, еще на 4 нанесли принт в виде полосок разного направления и толщины, в том числе и полосатый узор, напоминающих окраску шкуры зебры с полосками разной ширины (Рис.7).

Рис.7. Принты и цвета футболок, используемые в нашей работе

Выбор такой окраски футболок для эксперимента основывался на литературных данных (см. Глава 2.2), что: комары предпочитают черный цвет, они не любят белый цвет и пестрый рисунок ткани, а также  то, что на полосатых животных садится меньше насекомых. Полоски на футболках располагаются или горизонтально, или вертикально, ширина их также варьируется. Для зебрового принта аналогично было выбрано два типа ширины полос узора.

Окрашивание футболок согласно нашим макетам произвели в текстильной типографии VSEMAYKIRU, г. Казань.

3.2. Экспериментальные испытания футболок с несколькими различными принтами на эффективность защиты от комариных укусов

После этого футболки раздали 6 добровольцам, которые одели их сверху на белые лонгсливы и находились в летний день с 16-00 до 19-00 в пригороде Казани. Участники эксперимента не использовали дополнительно никакие репелленты. Добровольцы подсчитывали количество укусов комаров, которые они получили за весь период эксперимента. Трехчасовой эксперимент повторили еще 6 раз в разные дни лета, причем добровольцы каждый раз обменивались футболками.

Так как комары находят жертву по следам выделяемого при дыхании углекислого газа, в качестве добровольцев пригласили подростков примерно одного возраста, пола и телосложения. Участники эксперимента во время испытания занимались схожим видом деятельности, чтобы максимально исключить влияние на привлекательность для комаров запаха пота испытателей: или все неподвижно сидели , или все вместе играли в мяч, или все совершали пешую прогулку. Результаты эксперимента приведены в таблице 1 и на рис.8.

Чтобы исключить влияние на привлекательность для комаров группы крови испытателей, эксперимент был также проведен с участием одного и того же человека: он 6 дней подряд находился на природе с 16-00 до 19-00 в футболках разного принта. Подобный эксперимент провели 3 раза. Результаты эксперимента приведены в таблице 2 и на рис.9.

Таблица 1 Число укусов комаров в зависимости от принта футболки с участием в эксперименте 6 добровольцев

Цвет принта	Добровольцы						Итого
	1	2	3	4	5	6
Полностью белый	9	7	6	8	6	7	43
Полностью черный	17	19	19	15	16	19	105
Тонкая белая горизонтальная полоска по черному фону	14	13	17	16	13	14	87
Тонкая вертикальная полоска	4	5	6	7	6	5	33
Принт «Зебра» с широкими полосками	5	4	6	5	4	6	30
Принт «Зебра» с узкими полосками	2	5	3	2	3	2	17

Рис.8. Число укусов комаров в зависимости от принта футболки с участием в эксперименте шести добровольцев

Таблица 2 Число укусов комаров в зависимости от принта футболки с участием в эксперименте одного добровольца

	Цвет принта
	Полностью белый	Полностью черный	Тонкая белая горизонтальная полоска по черному фону	Тонкая вертикальная полоска	Принт «Зебра» с широкими полосками	Принт «Зебра» с узкими полосками
Число укусов Эксп 1	8	17	11	7	8	5
Число укусов Эксп 2	5	9	8	8	6	3
Число укусов Эксп 3	6	16	12	9	8	5
Итого	19	42	31	24	22	13

Рис. 9. Число укусов комаров в зависимости от принта футболки с участием в эксперименте одного добровольца

Таким образом, видно, что наименьшее число укусов получили экспериментаторы в чисто белых футболках и в футболках с принтом «Зебра» с тонкой полоской, хотя и принт «Тонкая вертикальная полоска» показал хорошие результаты. Наибольшее число укусов во всех экспериментах получили обладатели полостью черных футболок, что согласуется с литературными данными [12].

В количественном отношении добровольцы в белых футболках получили на 59% меньше укусов, чем добровольцы в черных. Тонкая белая горизонтальная полоска по черному фону позволила снизить количество укусов всего на 17%, тогда как тонкая вертикальная полоска снизила количество укусов на 68.6%. Лучше всего защиту обеспечили зебровые принты. Так «зебра» с широкими полосками снизила количество укусов на 71,4% по сравнению с черной футболкой и даже на 30% по сравнению с белой футболкой, а «зебра» с узкими полосками и того больше – на почти 84% по сравнению с черной футболкой, на 60.5% по сравнению с белой и на 43% «зебры» с широким полосками!

В случае проведения эксперимента с участием одного испытателя в целом были получены аналогичные результаты. Наибольшее количество укусов было получено при испытании черной футболки, белая футболка сразу позволила снизить количество укусов почти на 55%, тогда как тонкая белая горизонтальная полоска по черному фону была малоэффективна, она снизила число комариных укусов только на 16%. Тонкая вертикальная полоска и принт «Зебра» с широкими полосками показали схожие результаты – снижение количества укусов на 43% и 48% соответственно относительно черного цвета. Наилучший результат и в этих экспериментах показал принт «Зебра» с узкими полосками: по сравнению с черной футболкой  количество укусов снизилось на 69%, и на 31.5% по сравнению с белой.

Таким образом, наш эксперимент подтверждает эффективность использования принта одежды для защиты от кровососущих насекомых, например, комаров. Так наилучший результат в проведенных экспериментах продемонстрировал принт «Зебра с тонкими полосками». На основе результатов экспериментальной части работы можно рекомендовать использование футболок с таким принтом для защиты от насекомых без использования дополнительных репеллентов. Отсутствие репеллентов снижает экологическую нагрузку на окружающую среду и способствует сохранению здоровья человека и жизни комара.

3.3. Анкетирование одноклассников: нравится ли им носить одежду определенных принтов

С целью узнать, будет ли популярен среди молодежи принт одежды, защищающий от комаров, мы составили анкету и провели опрос учеников МБОУ «Лицей №83-ЦО». Возраст респондентов 15-16 лет, среди опрашиваемых были представители обоих полов, число респондентов 163 человека из них 79 девушек и 84 юноши.

Всем анкетируемым молодым людям были даны анкеты следующего вида:

Результаты опроса приведены в Таблицах 3-7 и на диаграммах.

Футболки белого и черного цвета не были представлены в анкете, т.к. это классические цвета базового гардероба и есть у каждого подростка.

Таблица 3 Результаты анкетирования подростков на эстетическую привлекательность того или иного принта футболки: Футболку с каким принтом вы бы хотели носить?

Тип футболки
Номер принта	1	2	3	4
Девушки	25	6	15	33
Юноши	23	8	18	35

Результаты анкетирования показали, что больше других расцветок опрашиваемым понравился принт «зебра» в тонкую полоску, причем мнения юношей и девушек в этом вопросе совпали. Наименее привлекательной для девушек и юношей показалась футболка с тонкой белой горизонтальной полоской по черному фону. Видимо, это связано с мрачностью и в некотором смысле «обыденностью» такой расцветки.

Некоторую обоснованность выбора подростками той или иной расцветки футболки могут дать ответы респондентов на второй вопрос анкеты.

Таблица 4 Результаты анкетирования подростков на эстетическую привлекательность принта футболки №1.

Вопрос: Почему именно этот вариант футболки:	Девушки	Юноши
А) не маркая	7	12
Б) необычный дизайн	14	7
В) у меня такой еще нет, но хочу	4	4

Таблица 5 Результаты анкетирования подростков на эстетическую привлекательность принта футболки №2.

Вопрос: Почему именно этот вариант футболки:	Девушки	Юноши
А) не маркая	6	7
Б) необычный дизайн	0	0
В) у меня такой еще нет, но хочу	0	1

Таблица 6 Результаты анкетирования подростков на эстетическую привлекательность принта футболки №3.

Вопрос: Почему именно этот вариант футболки:	Девушки	Юноши
А) не маркая	1	3
Б) необычный дизайн	8	8
В) у меня такой еще нет, но хочу	6	7

Таблица 7 Результаты анкетирования подростков на эстетическую привлекательность принта футболки №4.

Вопрос: Почему именно этот вариант футболки:	Девушки	Юноши
А) не маркая	8	6
Б) необычный дизайн	18	21
В) у меня такой еще нет, но хочу	7	8

Так можно заметить, что футболка с принтом №2 была оценена подростками  только за «немаркость».

Согласно результатам опроса, респонденты в большей мере оценили оригинальность зебровых узоров, и предпочли их среди прочих предложенных.

Таким образом, анкетирование одноклассников по поводу эстетической привлекательности того или иного принта футболки показал потенциальную привлекательность узора «Зебра» в целом, и узора «Зебра» с узкими полосками в частности. Можно сделать вывод о том, что футболки с принтом «Зебра» с узкими полосками не только обеспечивают эффективную защиту от укусов комаров, но и будут востребованы на рынке  так как привлекательны с точки зрения потенциальных покупателей.

4. Результаты и выводы

1.                 В теоретической части работы изучена литература о пользе комаров как незаменимого компонента экосистемы и о вреде этих насекомых для человека и сельскохозяйственных животных как переносчиков ряда опасных заболеваний.

2.                 Существующие на данный момент способы борьбы с комарами можно разделить на: профилактические мероприятия по сокращению стоячих  водоемов – мест развития личинок комаров; уничтожение личинок, куколок, и самих комаров в водоемах и других местах их скопления с применением химических и биологических препаратов; совершенствование методов групповой и индивидуальной защиты людей и скота от комаров с помощью отпугивающих средств.

3.                 Выяснено, что на территории республики Татарстан распространены комары четырех основных видов: комар-пискун, малярийный комар, комар-долгоножка и городской (подвальный) комар. Популяция комаров в нашей местности довольно большая, и борьба с распространением этих кровососущих насекомых не прекращается.

4.                 В работе изучена литература о биологических механизмах поиска комаром своей жертвы. Установлено, что тактика поиска жертвы у комаров трехуровневая: они чувствуют запах жертвы и углекислый газ, выделяемый ею, на расстоянии до 50 метров; на расстоянии 5-15 метров комар использует зрение, определяя местонахождение жертвы точнее; подлетев вплотную, комар ориентируется на исходящее от животного тепло для окончательного выбора места укуса.

5.                 Изготовлена линейка футболок с принтами, потенциально способными противодействовать комарам в нанесении ими укусов человеку: тонкая белая горизонтальная полоска по черному фону, тонкая вертикальная полоска, принт «Зебра» с широкими полосками, «Зебра с узкими полосками».

6.                 Проведены практические испытания для оценки эффективности каждого принта футболки в защите от укусов насекомых по сравнению с футболками черного и белого цветов.

7.                 Экспериментально показано, лучше всего защиту от укусов комаров обеспечили зебровые принты. Так «зебра» с широкими полосками снизила количество укусов на 71,4% по сравнению с черной футболкой и на 30% по сравнению с белой футболкой, а «зебра» с узкими полосками – на 84% по сравнению с черной футболкой, на 60.5% по сравнению с белой и на 43% «зебры» с широким полосками.

8.                 Согласно данным анкетирования 163 респондентов обоих полов в возрасте 15-16 лет в большей мере оценили оригинальность зебровых узоров, а узор «Зебра» с узкими полосками  предпочли среди прочих предложенных, а значит, стоит ожидать, что футболки с этим принтом будут востребованы на рынке так как привлекательны с точки зрения потенциальных покупателей.

5. Практическая значимость

Таким образом, наш эксперимент подтверждает эффективность использования принта одежды для защиты от кровососущих насекомых, например, комаров. Так наилучший результат в проведенных экспериментах продемонстрировал принт «Зебра с тонкими полосками». На основе результатов экспериментальной части работы можно рекомендовать использование футболок с таким принтом для защиты от насекомых без использования дополнительных репеллентов. Отсутствие репеллентов снижает экологическую нагрузку на окружающую среду и способствует сохранению здоровья человека и жизни комара.

В дальнейшем можно продолжить эксперимент и наносить полосатую окраску с определенной шириной полосы непосредственно на шкуры сельскохозяйственных животных, особенно страдающих от укусов комаров и других кровососущих насекомых, например, коров и телят. Разумеется, что в данном случае необходимо будет позаботиться о безопасном для животных составе краски.

6. Список литературы

1.                 Анофелес, или малярийный комар - род Anopheles // [Электронный ресурс] http://ecosystema.ru/08nature/w-invert/179.htm

2.                 Биологи выяснили подробности охотничьей стратегии комаров [Электронный ресурс]. – URL: https://lenta.ru/news/2015/07/17/komar/

3.                 Виноградова Е.Б. Городские комары, или «дети подземелья». / Серия «Разнообразие животных». Выпуск 2. – М.: Галлерея-Принт. – 2004. – с.96.

4.                 Всё об укусах комара: ротовой аппарат, физиология, причины зуда, риск заражения инфекциями, которые переносят комары [Электронный ресурс]. – URL: https://mosquitomagnet.ru/articles/fakty-iz-zhizni-komarov/ukus-komara-mekhanizm-i-fiziologiya.html

5.                 Галлахер Дж. Ученые разработали эффективный метод уничтожения малярийных комаров // [Электронный ресурс] https://www.bbc.com/russian/features-48476638

6.                 Григоровская П.И. Городской (подвальный) комар. [Электронный ресурс]. – URL:https://www.pesticidy.ru/Комар_городской_(подвальный)

7.                 Есть ли польза от комаров? [Электронный ресурс]. – URL: http://ekoposeleniesemigorie.in.ua/index.php/2014-08-18-06-31-02/two-columns/item/31-est-li-polza-ot-komarov#

8.                 Жителей Казани продолжают атаковать комары-толстоножки [Электронный ресурс]. – URL: https://kazan.aif.ru/health/1173189

9.                 Зебровый окрас спас коров от насекомых [Электронный ресурс]. – URL: https://nplus1.ru/news/2019/10/10/zebra-cow

10.            Ивтушок Е. Лошади в костюме зебры помогли разобраться в пользе полосатого окраса [Электронный ресурс]. – URL: https://nplus1.ru/news/2019/02/21/horse-in-disguise (Tim Caro et al. / PLOS One, 2019)

11.            Как видят комары? [Электронный ресурс]. – URL: https://yandex.ru/q/question/animals/kak_vidiat_komary_dc2a40c6/

12.            Как видят комары и что их привлекает к человеку. Как избавится от комаров. Как поймать комара в темной комнате [Электронный ресурс]. – URL: https://maestro-ice.ru/landshaft/kak-vidyat-komary-i-chto-ih-privlekaet-k-cheloveku-kak-izbavitsya-ot-komarov/

13.            Как защитить домашний скот от кровососущих насекомых? [Электронный ресурс]. – URL: https://www.ryazagro.ru/news/4921/

14.            Как комары находят жертву? // [Электронный ресурс] https://zen.yandex.ru/media/zhivotniymir/kak-komary-nahodiat-jertvu-5e5cead1f9af6a13103b5f5c

15.            Как комары находят свою жертву [Электронный ресурс]. – URL: https://komar.biz.ua/content/как-комары-находят-свою-жертву

16.            Как комары находят вас? [Электронный ресурс]. – URL: https://mosquitomagnet.ru/articles/fakty-iz-zhizni-komarov/ukus-komara-mekhanizm-i-fiziologiya.html

17.            Комар-пискун // [Электронный ресурс] http://pilife.ru/a.php?id=108

18.            Кулексы, или настоящие комары - род Culex [Электронный ресурс]. – URL: http://ecosystema.ru/08nature/w-invert/176.htm

19.            Малярийный комар – маленький и опасный [Электронный ресурс]. – URL: https://agroserver.ru/articles/3474.htm

20.            Малярийный комар [Электронный ресурс]. – URL: http://prkgb1.ru/малярийный-комар.aspx https://web-zoopark.ru/samie_opasnie_zhivotnie/malyarijnyj_komar.html

21.            Марохина В. Эксперт Коми научного центра рассказал о пользе комаров для человека – 2020 [Электронный ресурс]. – URL: https://komiinform.ru/news/198139/

22.            Полосы зебры это — бесполетная зона для мошек [Электронный ресурс]. – URL: https://habr.com/ru/post/441388/

23.            Польза комаров в природе [Электронный ресурс]. – URL: https://mosquitomagnet.ru/articles/fakty-iz-zhizni-komarov/polza-komarov-v-prirode.html

24.            Россиянин умер из-за отказа внутренних органов после посещения Занзибара [Электронный ресурс]. – URL: https://lenta.ru/news/2020/12/04/umer/

25.            Роспотребнадзор. Осторожно – комары! [Электронный ресурс]. – URL: http://16.rospotrebnadzor.ru/rss_all/-/asset_publisher/Kq6J/content/id/555511

26.            Русакова Е. Зебровая раскраска на темной коже оказалась хорошей защитой от слепней [Электронный ресурс]. – URL: https://nplus1.ru/news/2019/01/16/Horsefly-get-out

27.            Русакова Е. Полоски зебр назвали ложным камуфляжем. – 2016. [Электронный ресурс]. – URL: https://nplus1.ru/news/2016/01/25/Equus-stripes (3)

28.            Соколова Е. Лето: берегите себя от опасных растений и насекомых / Газета Республика Татарстан [Электронный ресурс]. – URL: http://rt-online.ru/leto-beregite-sebya-ot-opasnyh-rastenij-i-nasekomyh/

29.            Стасевич К. Почему комары кусают не всех – Наука и жизнь. – №6. – 2020. [Электронный ресурс]. – URL: https://www.nkj.ru/archive/articles/38886/

30.            Ученые: комары находят нас по шлейфу углекислого газа [Электронный ресурс]. – URL: https://www.bbc.com/russian/international/2015/07/150717_mosquitoes_study

31.            Ученый КФУ рассказал о пике активности комаров в Татарстане. – 2020. [Электронный ресурс]. – URL: https://inkazan.ru/news/society/18-06-2020/uchenyy-kfu-rasskazal-o-pike-aktivnosti-komarov-v-tatarstane

32.            Ученый рассказал, представляют ли опасность малярийные комары // [Электронный ресурс]. – URL: https://www.m24.ru/news/obshchestvo/26062020/123049?utm_source=CopyBuf

33.            Чем полезны комары в природе [Электронный ресурс]. – URL: https://landshafto.ru/info/chem-polezny-komary-v-prirode/

34.            Чтобы комар носу не подточил [Электронный ресурс]. – URL: https://elementy.ru/problems/357/Chtoby_komar_nosu_ne_podtochil

35.            Щербакова Ю. Ученые узнали, как комары находят свою «жертву» [Электронный ресурс]. – URL: https://www.kp.ru/online/news/3518344/

36.            Энциклопедия для детей. Том 2. Биология // ред. М.Аксенова. – М.: Аванта Плюс – 2008. – 589с.

37.            Carlo T. Izzo A. The function of zebra stripes // Nature Communications volume 5, Article number: 3535 (2014) DOI: 10.1038/ncomms 4535

38.            Horvath G., Pereszlenyi A., Akesson S., Kriska G. Striped bodypainting protects against horseflies // R. Soc. open sci. 6:181325. – 2019.  https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare. c.4344404.

7.Приложение