Kombinasjon av plantevernmidler forkorter levetiden og endrer bienes oppførsel

Studien viste at insektmidler og soppdrepere reduserte bienes levetid med opptil 50% og endret arbeidstakernes atferd, noe som kan kompromittere bikuben

Bier og plantevernmidler

Bilde: Massimiliano Latella på Unsplash

En ny studie av brasilianske biologer antyder at effekten av plantevernmidler på bier kan være større enn antatt. Selv når det brukes i doser som anses som ikke-dødelig, har et insektmiddel forkortet insektens levetid med opptil 50%. I tillegg observerte forskerne at et soppdrepende stoff som ble ansett som ufarlig for bier, endret arbeidernes oppførsel, noe som gjorde dem slappe - et faktum som kan kompromittere funksjonen til hele kolonien.

Resultatene av forskningen ble publisert i tidsskriftet Scientific Reports fra Nature-gruppen. Arbeidet ble koordinert av Elaine Cristina Mathias da Silva Zacarin, professor ved Federal University of São Carlos (UFSCar), Sorocaba campus. Forskere fra Universidade Estadual Paulista (Unesp) og Luiz de Queiroz Higher School of Agriculture (Esalq) fra University of São Paulo (USP) deltok også.

Fapesp støttet forskningen gjennom temaprosjektet "Bee-Agriculture interactions: perspectives for sustainable use", koordinert av professor Osmar Malaspina, fra Unesp i Rio Claro. Det var også finansiering fra Koordinering for forbedring av høyere utdanningspersonell (Capes) og Cooperative of Beekeepers of Sorocaba and Region (Coapis).

Det er kjent at flere arter av bier forsvinner rundt om i verden. I Europa og USA har fenomenet blitt observert siden 2000. I Brasil, siden minst 2005.

Mellom desember 2018 og januar 2019 ble det registrert tap på omtrent 5000 elveblest i Rio Grande do Sul - noe som tilsvarer 400 millioner bier.

Og ikke bare er individer av arten Apis mellifera , en bie av europeisk opprinnelse og hovedansvarlig for kommersiell produksjon av honning. I brasilianske skoger er det hundrevis av ville arter som muligens er berørt. Den forventede økonomiske virkningen er enorm, siden en stor del av jordbruket er avhengig av pollineringsarbeidet som utføres av disse insektene. Dette er for eksempel for alle spiselige frukter.

Årsaken til den massive forsvinningen er også allerede kjent: feil og vilkårlig bruk av plantevernmidler. Kjemiske forbindelser som insektmidler, soppdrepende, herbicider og akaricider forurenser biene som forlater kolonien på jakt etter pollen og ender med å nå hele bikupen. Når de er inne i kolonien, blir disse forbindelsene inntatt av larvene, noe som kompromitterer deres levetid og funksjonen til kolonien som helhet.

"I Brasil avhenger soya, mais og sukkerrør av intensiv bruk av insektmidler. Forurensning av biekolonier oppstår når for eksempel bønder ikke respekterer en minste sikkerhetsmargin (250 meter anbefales) når de påfører plantevernmidler. mellom avlinger og skogsområder som omgir dem. Det er mennesker som bruker kjemikalier i utkanten av skogen, ”sa Malaspina.

“I Europa og USA dør bikolonier av litt etter litt. Fra den første bekreftelsen av de første bienes død til koloniens død kan det ta en måned eller til og med fem måneder. I Brasil er det ikke slik. Her forsvinner elveblest på bare 24 eller 48 timer. Det er ingen sykdom som kan drepe en hel bikube på 24 timer. Bare insektmidler kan forårsake dette, sa han.

Malaspina påpeker at det er mer enn 600 typer aktive ingredienser i insektmidler, soppdrepende, herbicider og akaricider som brukes i Brasil.

“Det er umulig å teste virkningen av hver av dem i laboratoriet. Det er ingen penger til det, ”sa han.

I Colmeia Viva-prosjektet, mellom 2014 og 2017, ble det utført en studie for å identifisere blant de 44 mest brukte aktive ingrediensene i São Paulo-landbruket, som kan være relatert til bie dødelighet. Åtte ingredienser ble påvist med en påvist dødelig virkning for bigårder.

Prosjektgruppen samlet materiale i 78 kommuner i São Paulo. I samarbeid med birøktere, bønder og plantevernmiddelindustrien, anbefalte forskerne en rekke tiltak for å beskytte bigårder, for eksempel å observere minimale sikkerhetsmarginer ved bruk av plantevernmidler og god landbrukspraksis.

Tilhørende bruk av plantevernmidler

Ifølge forskerne kan de gunstige effektene av Colmeia Viva-prosjektet begynne å dukke opp. I samme periode som de 5 000 biekoloniene forsvant i Rio Grandes do Sul, var tapene mindre i delstatene Santa Catarina og Paraná - blant birøktere i São Paulo var virkningen enda mindre.

"Men det betyr ikke at São Paulo-bier er trygge mot plantevernmidler. Langt fra det. Vi begynner å teste hva som er effekten på honningbier av den tilknyttede bruken av insektmidler med soppdrepende midler. Og vi har allerede oppdaget at en bestemt type soppdrepende middel, som når det brukes isolert i marken er ufarlig for elveblest, når det er forbundet med et visst insektmiddel blir det skadelig. .

De aktive ingrediensene som ble undersøkt var clothianidin, et insektmiddel som brukes til å bekjempe skadedyr i bomull, bønner, mais og soyabønner, og pyraclostrobin soppdrepende middel, påført bladene på de fleste korn-, frukt-, grønnsaks- og grønnsaksavlinger.

"Vi gjennomførte toksisitetstester for plantevernmidler på bielarver og i relevante miljøkonsentrasjoner, det vil si realistiske konsentrasjoner, slik som de som gjenstår i blomsterpollen," sa Zacarin.

Observasjon er viktig. Ethvert plantevernmiddel i høye konsentrasjoner reduserer elveblest nesten umiddelbart. Men det forskerne studerer er de subtile og middels til langsiktige effektene på elveblest. "Det som interesserer oss er å oppdage den gjenværende virkningen av plantevernmidler, selv i svært lave konsentrasjoner, på disse insektene," sa Zacarin.

Atferdsendring

Testene ble utført in vitro, med insekter begrenset i laboratorier for å unngå miljøforurensning. Under disse forholdene ble Apis mellifera- larver skilt i forskjellige grupper og matet mellom den tredje og sjette livsdagen med en diett bestående av sukker og kongelig gelé. Det som variert var typen giftig ingrediens som er tilstede i maten, alltid i små konsentrasjoner, i nanogramområdet (milliardedeler av et gram).

Kontrollgruppens diett inneholdt ikke plantevernmidler. I den andre gruppen ble dietten forurenset med clothianidin-insektmiddel. I den tredje gruppen var forurensningen med soppdrepende middel (pyraclostrobin). Og i den fjerde gruppen var det en forbindelse mellom insektmidlet og soppdreperen.

"Etter den sjette livsdagen blir larvene pupper og går inn i metamorfose, derfra de dukker opp som voksne arbeidere. I marken lever en arbeiderbi i gjennomsnitt 45 dager. I laboratoriet, begrenset, lever den mindre. Men insekter matet med dietten forurenset av insektmidlet clothianidine i svært lav konsentrasjon hadde en drastisk kortere levetid, opptil 50% ”, sa Zacarin.

Blant larver som ble matet med dietten som bare var forurenset av soppdrepende pyraklostrobin, var det ingen effekt på arbeidstakernes levetid.

"Basert bare på dette resultatet, kunne vi forestille oss at soppdrepende middel i lav konsentrasjon er ufarlig for bier. Dessverre er det ikke tilfelle," sa forskeren.

Ingen bier døde i larve- og puppefasen. Imidlertid ble det funnet at arbeidstakerne led i endringer i oppførselen i voksen alder. De ble tregere enn insektene i kontrollgruppen.

"Unge arbeidere utfører daglige inspeksjoner av bikupen, noe som fører dem til å reise en viss avstand. De beveger seg mye rundt i kolonien. Vi fant ut at når det gjelder bier som er forurenset av både soppdrepende middel alene eller forbundet med insektmidlet, avstanden som er tilbakelagt og hastigheten var mye mindre, ”sa Zacarin.

Hvis det samme skjer i miljøet med en betydelig del av arbeidstakerne i en bikube, vil en slik atferdsendring ende med å svekke funksjonen til hele kolonien. Dette kan være en av grunnene til at masse bier blir utryddet.

Det er foreløpig ikke kjent hvordan soppdrepende middel virker på kompromiss med oppførselen til bier. "Hypotesen vår er at pyraklostrobin, når det er forbundet med et insektmiddel, vil redusere energimetabolismen til bier. Nye pågående studier kan belyse denne mekanismen," sa Zacarin.

Artikkelen Seneffekt av larveeksponering for insektmidlet clothianidin og fungicid pyraclostrobin i afrikanisert Apis mellifera (doi: doi.org/10.1038/s41598-019-39383-z), av Rafaela Tadei, Caio EC Domingues, José Bruno Malaquias, Erasnilson Vieira Camilo, Osmar Malaspina og Elaine CM Silva-Zacarin, er publisert på: www.nature.com/articles/s41598-019-39383-z.