Studien visade att insekticider och fungicider minskar binas livslängd med upp till 50% och förändrar arbetarnas beteende, vilket kan äventyra bikupan
Bild: Massimiliano Latella på Unsplash
En ny studie av brasilianska biologer antyder att bekämpningsmedlets effekt på bin kan vara större än man föreställt sig. Även när det används i doser som anses vara icke-dödlig har insektsmedel förkortat insekternas livslängd med upp till 50%. Dessutom observerade forskarna att ett fungicid ämne som anses vara ofarligt för bin förändrade arbetarnas beteende, vilket gjorde dem slöa - ett faktum som kan äventyra hela kolonins funktion.
Resultaten av forskningen publicerades i tidskriften Scientific Reports från Nature-gruppen. Arbetet koordinerades av Elaine Cristina Mathias da Silva Zacarin, professor vid Federal University of São Carlos (UFSCar), Sorocaba campus. Forskare från Universidade Estadual Paulista (Unesp) och Luiz de Queiroz Higher School of Agriculture (Esalq) från University of São Paulo (USP) deltog också.
Fapesp stödde forskningen genom temaprojektet "Bee-Agriculture interactions: perspectives for Hållbar användning", samordnad av professor Osmar Malaspina, från Unesp i Rio Claro. Det fanns också finansiering från samordningen för förbättring av personal för högre utbildning (capes) och kooperativet för biodlare i Sorocaba och regionen (Coapis).
Det är ett känt faktum att flera binarter försvinner runt om i världen. I Europa och USA har fenomenet observerats sedan 2000. I Brasilien, sedan åtminstone 2005.
I Rio Grande do Sul registrerades förlusten av cirka 5 000 bikupor mellan december 2018 och januari 2019 - något motsvarande 400 miljoner bin.
Och inte bara är individer av arten Apis mellifera , ett bi av europeiskt ursprung och huvudansvarig för kommersiell produktion av honung. I de brasilianska skogarna finns hundratals vilda arter som kan påverkas. Den förväntade ekonomiska påverkan är enorm, eftersom en stor del av jordbruket är beroende av pollineringsarbetet som utförs av dessa insekter. Detta är till exempel fallet med alla ätbara frukter.
Orsaken till det plötsliga massförsvinnandet är också redan känt: felaktig och urskillningslös användning av bekämpningsmedel. Kemiska föreningar som insekticider, fungicider, herbicider och akaricider förorenar bin som lämnar kolonin på jakt efter pollen och når slutligen hela bikupan. Väl inne i kolonin intas dessa föreningar av larverna, vilket äventyrar deras livslängd och kolonins funktion som helhet.
"I Brasilien beror monokulturer av soja, majs och sockerrör på den intensiva användningen av insektsmedel. Förorening av biskolonier uppstår när t.ex. jordbrukare inte respekterar en minsta säkerhetsmarginal (250 meter rekommenderas) när de applicerar bekämpningsmedel. mellan grödor och skogsområden som omger dem. Det finns människor som applicerar kemikalier i skogskanten, säger Malaspina.
”I Europa och USA dör biskolonier av lite efter lite. Från den första bekräftelsen på att de första bin dödades till kolonins död kan det ta en månad eller till och med fem månader. I Brasilien är det inte så. Här försvinner nässelfeber på bara 24 eller 48 timmar. Det finns ingen sjukdom som kan döda en hel bikupa på 24 timmar. Endast insektsmedel kan orsaka detta, sade han.
Malaspina påpekar att det finns mer än 600 typer av aktiva ingredienser i insekticider, fungicider, herbicider och akaricider som används i Brasilien.
”Det är omöjligt att testa var och en av dem i laboratoriet. Det finns inga pengar för det, sade han.
I Colmeia Viva-projektet, mellan 2014 och 2017, genomfördes en studie för att identifiera bland de 44 mest använda aktiva ingredienserna i São Paulo-jordbruket, som kan relateras till binödlighet. Åtta ingredienser upptäcktes med en beprövad dödlig verkan för bigårdar.
Projektgruppen samlade in material i 78 kommuner i São Paulo. I arbetet med biodlare, jordbrukare och bekämpningsmedelsindustrin rekommenderade forskarna en serie åtgärder för att skydda bigårdar, såsom att observera minimala säkerhetsmarginaler vid applicering av bekämpningsmedel och god jordbruksmetod.
Associerad användning av bekämpningsmedel
Enligt forskarna kan de positiva effekterna av Colmeia Viva-projektet börja dyka upp. Under samma period som de 5 000 biekolonierna försvann i Rio Grandes do Sul var förlusterna mindre i delstaterna Santa Catarina och Paraná - bland biodlare i São Paulo var effekten ännu mindre.
"Men det betyder inte att São Paulo-bin är säkra från bekämpningsmedel. Långt ifrån det. Vi börjar testa vilka effekter det har på honungsbin av tillhörande användning av insekticider med fungicider. Och vi har redan upptäckt att en viss typ av fungicid, som när det appliceras isolerat på fältet är ofarligt för nässelfeber, när det är förknippat med ett visst insektsmedel blir det skadligt. .
De aktiva ingredienserna som undersöktes var klotianidin, ett insektsmedel som används för att bekämpa skadedjur i bomull, bönor, majs och sojabönor, och pyraclostrobin-fungiciden, applicerad på bladen av de flesta spannmåls-, frukt-, grönsaks- och grönsaksgrödor.
”Vi genomförde toxicitetstest för bekämpningsmedel på binärlarver och vid relevanta miljökoncentrationer, det vill säga realistiska koncentrationer, som de som återstår i blommapollen,” säger Zacarin.
Observation är viktigt. Varje bekämpningsmedel i höga koncentrationer minskar nässelfeber nästan omedelbart. Men vad forskare studerar är de subtila och medellånga till långsiktiga effekterna på nässelfeber. "Det som intresserar oss är att upptäcka den kvarvarande effekten av bekämpningsmedel, även i mycket låga koncentrationer, på dessa insekter", säger Zacarin.
Beteendeförändring
Testerna gjordes alla in vitro med insekter begränsade i laboratorier för att undvika miljöföroreningar. Under dessa förhållanden separerades Apis mellifera- larver i olika grupper och matades mellan livets tredje och sjätte dag med en diet bestående av socker och kunglig gelé. Det som varierade var den typ av giftig ingrediens som finns i maten, alltid i små koncentrationer, i nanogramområdet (miljardels gram).
Kontrollgruppens diet innehöll inte bekämpningsmedel. I den andra gruppen förorenades kosten med insekticiden clothianidin. I den tredje gruppen var föroreningen med fungicid (pyraclostrobin). Och i den fjärde gruppen fanns en associering av insekticiden med fungiciden.
"Efter den sjätte dagen i livet blir larverna puppor och går in i metamorfos, varifrån de framträder som vuxna arbetare. På fältet lever en arbetarbi i genomsnitt 45 dagar. I laboratoriet, begränsat, lever det mindre. Men insekter matas med kosten förorenad av insektsmedlet klotianidin i mycket låg koncentration hade en drastiskt kortare livslängd, upp till 50% ”, säger Zacarin.
Bland de larver som matades med den diet som endast förorenats av fungiciden pyraclostrobin, var det ingen effekt på arbetarnas livslängd.
"Baserat endast på detta resultat kan vi föreställa oss att fungiciden i låg koncentration är ofarlig för bin. Tyvärr är det inte fallet", säger forskaren.
Inget bi dog i larv- och poppfasen. Men det konstaterades att arbetarna i vuxenlivet led av förändringar i sitt beteende. De blev långsammare än insekterna i kontrollgruppen.
"Unga arbetare utför dagliga inspektioner av bikupan, vilket får dem att färdas ett visst avstånd. De rör sig mycket inom kolonin. Vi upptäckte att i fallet med bin förorenade av både fungicid ensam eller förknippad med insekticiden, avståndet och hastigheten var mycket mindre, säger Zacarin.
Om detsamma inträffar i miljön hos en stor del av arbetarna i en bikupa, skulle en sådan beteendeförändring sluta skada hela kolonin. Detta kan vara en av anledningarna till binens massutrotning.
Det är ännu inte känt hur fungiciden verkar för att kompromissa med bin. "Vår hypotes är att pyraklostrobin, när det är associerat med en insekticid, skulle minska binas energimetabolism. Nya pågående studier kan belysa denna mekanism", säger Zacarin.
Artikeln Sen effekt av larveexponering för insekticiden clothianidin och fungiciden pyraclostrobin i afrikaniserad 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 och Elaine CM Silva-Zacarin, publiceras på: www.nature.com/articles/s41598-019-39383-z.
