Dokument: Evaluation of various essential oils as repellents and insecticides against mosquitoes (Diptera : Culicidae)

Titel:	Evaluation of various essential oils as repellents and insecticides against mosquitoes (Diptera : Culicidae)
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3118
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20050608-001118-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Elourfi, Abdelkrim Mohammed Amer [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 37,12 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragender:	Prof. Dr. Mehlhorn, Hans-Peter Heinz [Gutachter]
Stichwörter:	essential oils : repellents : insecticides : mosquitoesessential oils : repellents : insecticides : mosquitoes
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Der Einsatz pflanzlicher Inhaltsstoffe zur Schädlingsbekämpfung in der Nutzviehzucht und in der Landwirtschaft, war in alten Kulturen weit verbreitet. Heute macht man sich dieses alte Wissen zunutze und erforscht in zunehmendem Maße die Möglichkeiten, die pflanzliche sekundäre Metaboliten bieten können. In der vorliegenden Arbeit wurden die Effekte verschiedener ätherischer Öle auf drei Stechmückenarten untersucht: 1. Gelbfiebermücke Aedes aegypti (L.), 2. Malariamücke Anopheles stephensi (Liston) und 3. Culex quinquefasciatus (Say) (Überträger der Filariasis und Encephalitis). Diese Arten gehören zur Ordnung der Diptera und hier zur Familie der Culicidae. Getestet wurden 41 pflanzliche ätherische Öle, welche in Tabelle 2 aufgelistet sind. Sie wurden im Labor als Repellentien gegen die genannten Mückenarten ausgetestet. Die Bestimmung der Wirksamkeit erfolgte direkt am Menschen über die Zeit der Schutzwirkung, den Prozentsatz der Mückenlandungen und den Prozentsatz der Stiche. Die Öle wurden zuerst in einer 20% igen Verdünnung getestet, wobei folgende fünf am wirksamsten waren: 1-Litsea (Litsea cubeba), 2-Cajeput (Melaleuca leucadendron), 3-Niaouli (Melaleuca quinquenervia), 4-Violet (Viola odorata), 5-Katzenminze (Nepeta cataria). Diese fünf Öle wurden in verschiedenen Formulierungen weitergetestet: 1. Ethanol 2. 20% Genapol, 10% PEG, 20% Ethanol, 50% Wasser 3. Ethanol mit 5% Vanillin Tabelle 7 ist zu entnehmen, dass einige ätherische Öle einen großen repellenten Effekt zeigten, insbesondere dann, wenn Formulierungen verwendet wurden, die Fixantien wie Genapol, PEG oder Vanillin enthielten. So bewirkte Formulierung 2 die höchste repellente Wirkung von allen. Einige Öl-Mischungen zeigten bessere Ergebnisse als Produkte, die nur ein Öl enthielten. Offenkundig besteht ein synergistischer Effekt zwischen diesen Ölen. Um zu bestimmen, welche Sinnesorgane der Mücken für den repellenten Effekt der Öl-Mischung, bestehend aus Litsea cubeba 1%, Melaleuca leucadendron 1%, Melaleuca quinquenervia 1%, Viola odorata 1% und Nepeta cataria 1%, verantwortlich ist, wurde diese Mischung gegen fünf Gruppen von Mücken getestet, Gruppe1: ohne Antennen; Gruppe2: ohne maxillary bulbs (Maxillartaster); Gruppe3: ohne Proboscis; Gruppe4: ohne Frontal-Tarsus; Gruppe5: normale Weibchen als Kontrolle. Die verwendeten Mücken gehörten zu den Arten Aedes aegypti und Anopheles stephensi. Derselbe Versuch wurde auch mit Bayrepel (20%) im selben Lösungsmittel und mit Wasser als Kontrolle durchgeführt. Verantwortlich für den repellenten Effekt waren im Falle von Aedes aegypti die Maxillari taster. Das ursächliche Organ bei Anopheles stephensi konnte in dieser Studie nicht ausgemacht werden. Um die große Anzahl der verschiedenen Typen von Sensillen auf den untersuchten Organen zu illustrieren, wurden rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen angefertigt. Dreizehn Öle zeigten gute larvizide Wirkung auf das dritte Larvenstadium von Aedes aegypti: Camphor, Thyme, Amyris, Lemon, Cedarwood, Frankincense, Dill, Myrtle, Juniper, Black Pepper, Verbena, Helichrysum und Sandalwood. Diese dreizehn Öle wurden an den drei Stechmückenarten in verschiedenen Konzentrationen getestet, um ihren LC50 nach 1, 12 und 24 Stunden zu bestimmen. Weiterhin wurde die Haltbarkeit der Öle unter verschiedenen Bedingungen über einen Zeitraum von einem Monat untersucht, wobei sich herausstellte, dass viele ätherische Öle ihre starke larvizide Wirkung über einen langen Zeitraum beibehalten, insbesondere dann, wenn sie in geschlossenen Gefäßen, sowohl in der Dunkelheit als auch im Licht, aufbewahrt wurden. Der Lebenszyklus der drei Stechmückenarten wurde unter dem Einfluss verschiedener Temperaturen analysiert (im Labor zwischen 19°C und 22°C und im Inkubator bei 28°C). Dabei zeigte sich ein deutlich verkürzter Entwicklungszyklus bei den Mücken, die im Inkubator bei 28°C gehalten wurden. Des Weiteren wurden photographische Aufnahmen von allen Lebensstadien in ihrem entsprechenden Habitat angefertigt. Somit würden eine Reihe von praktisch verwertbaren Ergebnissen erzielt. The use of plant derived material such as secondary metabolites to control domestic and agricultural pests was widespread in ancient cultures and increased too in last few years with an increase of the knowledge about harmful use of chemical products against the pests. In the present study groups of essential oils were targeted to expose their effects on the three mosquito species: Yellow Fever Mosquito Aedes aegypti (L.), Malaria mosquito Anopheles stephensi (Liston), and Culex quinquefasciatus (Say), a vector of filariasis and encephalitis. All these species belong the order of Diptera and the family of Culicidae. The group tested contained 41 plant essential oils presented in Table 2 . They were evaluated in the laboratory as repellents against mosquito species by use of the direct test on the human subjects to calculate the protection time, percentage of repellency, percentage of landing mosquitoes, and percentage of biting mosquitoes. At first the oils were screened at a 20% dilution. The best five oils according to result of the first test were: 1- Litsea (Litsea cubeba). 2- Cajeput (Melaleuca leucadendron) 3- Niaouli (Melaleuca quinquenervia) 4- Violet (Viola odorata) 5- Catnip (Nepeta cataria) These oils were selected to test them by use of three different formulations: 1- Ethanol alone . 2- A complex formulation containing 20% Genapol, 10% PEG, 20% Ethanol, 50% water . 3- Ethanol containing 5% Vanillin. Then they were mixed together to produce low concentrations with high repellency. As shown in Table 7 , the repellents trials resulted that some essential oils induced a good repellency effect especially when tested with a formulation that contained fixation material like Genapol, PEG, or Vanillin. Thus the formulation 2 induced a higher repellency effect than others. Some oil mixtures at low concentrations induced a better repellency effect than all products that contained only a single oil. Apparently there is a synergistic effect by these essential oils. To find out which sense organ of the mosquito is responsible for the repellency effect of the essential oil mixture containing Litsea cubeba 1%, Melaleuca leucadendron 1%, Melaleuca quinquenervia 1%, Viola odorata 1%, Nepeta cataria 1% this mixture was tested against five groups of mosquitoes (group 1: without antenna; group 2: without maxillary bulbs; group 3: without proboscis; group 4: without frontal tarsus; group 5: normal females as control), belonging two anthropophilic species Aedes aegypti and Anopheles stephensi, while Bayrepel was used in this experiment at a 20% concentration in the same solvent, and water as control. The result was that the maxillary bulbs is the important organ to note the repellents in Aedes aegypti mosquitoes. In Anopheles stephensi mosquitoes the responsible organ, however, was not found in this study. Many (SEM) micrographs were taken to illustrate the large number and different types of sensilla that are located on the surface of studied organs. Thirteen oils were selected as good larvicides, when the oils were tested for their larvicidal activity on the third instar larva of Aedes aegypti (Camphor ; Thyme ; Amyris ; Lemon ; Cedarwood ; Frankincense ; Dill ; Myrtle ; Juniper ; Black Pepper ; Verbena ; Helichrysum ; Sandalwood). These thirteen oils were tested against the three mosquito species with a series of concentrations to calculate their LC50 after 1, 12, 24 hours. Moreover, the persistency of these thirteen oils in their solutions was evaluated under different conditions for one month. The result of this trials demonstrated that many essential oils have strong larvicidal effects with long persistency, especially when they were stored in closed wares at dark places. The life cycles of the three subjected mosquito species were studied under different conditions (in laboratory room condition ranging between 190 and 220C ; in incubator adjusted at 28C0) . The samples were examined three times daily to record every change of behavior especially the dates of molting were recorded. The differences were extremely clear in life cycle of the three species between the two environments. The life cycle of individuals that had been reared in stable conditions in the incubator was shorter than those that were reared at room conditions. Moreover, micrographs of all mosquito stages were taken in their habitats.
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Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	08.06.2005
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	08.06.2005
Datum der Promotion:	08.06.2005