Insekticidi ozbiljno ugrožavaju crijevni mikrobiom pčela

Istraživanje pokazuje da čak i pesticidi s niskom toksičnošću mogu imati subletalne učinke i narušiti zdravlje pčela.

Nova studija objavljena u časopisu Insects otkriva da izloženost insekticidima, bez obzira na razinu toksičnosti, ozbiljno narušava crijevnu mikrobiotu medonosnih pčela. Istraživači su analizirali spojeve visoke i niske toksičnosti te utvrdili da oba mogu dovesti do disbalansa korisnih bakterija i ugroziti opstanak pčelinjih zajednica.

Dodajući opsežnom korpusu znanstvenih radova koji ukazuju na štetne učinke pesticida na oprašivače, studija objavljena u časopisu Insects otkriva prijetnje talijanskim medonosnim pčelama (Apis mellifera ligustica) nakon izlaganja insekticidima s različitim razinama toksičnosti. I spojevi visoke i niske toksičnosti utječu na crijevne bakterije i mikrobni sastav crijeva pčela, pokazujući kako čak i insekticidi koji se smatraju „smanjenog rizika” mogu imati subletalne učinke i ugroziti zdravlje oprašivača.

Kako autori ističu, „medonosne pčele ovise o maloj, ali visoko specijaliziranoj zajednici crijevnih bakterija koje im pomažu probaviti hranu, oduprijeti se infekcijama i nositi se s okolišnim stresom.” Zbog toga kemikalije koje narušavaju crijevni mikrobiom pčela mogu ugroziti njihov opstanak. U ovoj studiji istraživači su analizirali dva spoja kako bi utvrdili štetne učinke na crijevnu mikrobiotu pčela: emamektin benzoat-lufenuron (EB-LFR), avermektinski insekticid visoke toksičnosti, i RH-5849 (1,2-dibenzoil-1-tert-butilhidrazin), nesteroidni agonist ekdizona (koji oponaša djelovanje hormona presvlačenja kukaca) i regulator rasta kukaca s prijavljenom nižom toksičnošću.

Rezultati otkrivaju da obje razine toksičnosti mogu naštetiti mikrobiološkom sastavu crijeva, pri čemu je EB-LFR „povezan s uočenim smanjenjem korisnih bakterija i detekcijom oportunističkih mikroba”, dok je RH-5849 „povezan sa širim smanjenjem korisnih svojti”. To ukazuje da svi insekticidi, čak i oni koji se smatraju „smanjenog rizika”, mogu utjecati na zdravlje pčela i dodatno pridonijeti već razornom padu populacija oprašivača.

„Čak i kada je akutna smrtnost ograničena, promjene u sastavu crijevne mikrobiote mogu s vremenom pridonijeti smanjenoj otpornosti zajednice”, napominju istraživači. Klasifikacija RH-5849 kao spoja niske toksičnosti ili „smanjenog rizika” u regulatornom okruženju temelji se isključivo na akutnoj toksičnosti, koja ne uzima u obzir kroničnu i nisku razinu izloženosti koja može dovesti do destabilizirajućih učinaka, uključujući one obrađene u ovoj studiji.

Pozadina

Medonosne pčele pružaju bitne usluge ekosustavu oprašivanjem u prirodnim i poljoprivrednim ekosustavima, što podupire globalnu sigurnost hrane i ukupnu bioraznolikost. Unatoč njihovoj važnosti, mnogi zagađivači okoliša, posebice pesticidi, prijete populacijama oprašivača. „U Sjedinjenim Državama broj kontroliranih zajednica smanjio se sa šest milijuna 1947. na 2,5 milijuna 2022., s godišnjim gubicima u prosjeku od 30%”, dijele autori studije. „Slični padovi zabilježeni su u Aziji, gdje se rasprostranjenost istočne medonosne pčele (A. cerana cerana) smanjila za 60% zbog degradacije staništa i bioloških invazija. Ovi gubici proizlaze iz višestrukih međusobno povezanih stresora, uključujući parazite, patogene, nutritivne deficite, klimatske promjene i izloženost pesticidima.”

Kako crijevni mikrobiom medonosnih pčela ovisi o visoko specijaliziranoj zajednici bakterija, poremećaji crijevne mikrobiote mogu imati razorne učinke na zdravlje pčela. „Ova zajednica pokazuje funkcionalnu otpornost pod umjerenim okolišnim stresom, ali ozbiljni poremećaji mogu poremetiti dinamiku kolonizacije, metaboličke interakcije i imunološku signalizaciju”, napominju istraživači. Istraživanja pokazuju da je izloženost pesticidima glavni pokretač disbioze kod pčela i drugih organizama, naglašavajući mikrobnu neravnotežu i smanjenje korisnih mikroorganizama do kojih može doći izlaganjem zagađivačima okoliša.

Metodologija i rezultati

Kako bi popunili prethodne praznine u znanju o akutnoj toksičnosti i odgovorima crijevne mikrobiote kod pčela na izloženost insekticidima s različitim profilima toksičnosti, autori studije izložili su pčele EB-LFR-u i RH-5849 te analizirali sastav mikrobiote 24 sata i 48 sati nakon oralne i kontaktne izloženosti. Veća smrtnost tijekom 48 sati zabilježena je kod mnogih pčela s višim dozama kontaktne izloženosti u usporedbi s oralnom izloženošću, što ukazuje na odgođene toksične učinke. Obje metode izloženosti otkrivaju obrasce odgovora crijevne mikrobiote kod pčela, ali se razlikuju u vrstama bakterija koje su pogođene.

Opisujući rezultate, autori navode: „EB-LFR, visoko toksična formulacija, bio je povezan sa smanjenjem ključnih simbionata i detekcijom oportunističkih svojti, dok je RH-5849, agonist ekdizona niske toksičnosti, bio povezan sa širim smanjenjem korisnih bakterija… Ova zapažanja u skladu su s prethodnim radom koji pokazuje da kemija pesticida i način djelovanja mogu utjecati na mikrobnu homeostazu kod pčela, te naglašavaju važnost razmatranja subletalnih mikrobioloških odgovora uz smrtnost u procjeni rizika od pesticida.”

Ove promjene u crijevnom mikrobiomu pčela mogu utjecati na zdravlje na razini zajednice. Jednom kada se sastav crijevne mikrobiote promijeni iz delikatne ravnoteže potrebne za obradu hranjivih tvari, detoksikaciju i imunološko funkcioniranje, opstanak pčela je ugrožen. Ova neravnoteža također može učiniti organizme osjetljivijima na druge bolesti i utjecati na učinkovitost traženja hrane.

Prethodna istraživanja

U Daily Newsu, varijabilnost u učinku pesticida na preživljavanje bumbara povezana sa zdravljem crijevnog mikrobioma pokazuje da različite vrste pčela mogu imati varijacije u osjetljivosti na izloženost pesticidima, što se očituje promjenama u njihovim crijevnim mikrobima. Ove različite razine važno je razumjeti jer pesticidi mogu ozbiljno ugroziti određene organizme dok se u procjenama rizika smatraju sigurnima.

Dodatna recenzirana znanost povezuje pesticide, posebice neonikotinoidne insekticide, sa štetnim učincima na zdravlje oprašivača. Jedna studija ekotoksikološkog rizika od neonikotinoidnih insekticida, objavljena u Environmental Chemistry and Ecotoxicology, otkriva da kemikalije iz ove klase pesticida povećavaju tjelesnu temperaturu pčela i posljedično ubrzavaju translokaciju (kretanje) zagađivača u košnice. Druga studija kronične toksičnosti neonikotinoidnog insekticida tiametoksama na pčele, objavljena u Insects, otkriva subletalne učinke koji ugrožavaju preživljavanje pčelinjih ličinki i zdravlje pčelinjih zajednica.

Beyond Pesticides nastavlja izvještavati o regulatornim nedostacima koji uključuju neonikotinoide i druge pesticide, što je vidljivo u prethodnom Daily News članku koji citira zabranu pesticida koji ubijaju pčele u EU-u i nedjelovanje u SAD-u i Kanadi. Ovaj članak daje pregled različitih regulatornih pristupa neonikotinoidnim insekticidima u poljoprivredi, uključujući zabrane i iznimke u Europskoj uniji, Kanadi i Sjedinjenim Državama. Unatoč sve većem i ogromnom korpusu znanosti koja povezuje neonikotinoide sa štetnim učincima na oprašivače i druge neciljane vrste, svi propisi ne uspijevaju zaštititi okoliš i divlje životinje, dodatno podupirući hitnu potrebu za potpunim prijelazom na organsku poljoprivredu i prakse upravljanja zemljištem koje uklanjaju puteve izloženosti neonikotinoidima i posljedične prijetnje zdravlju.

Podržite organsko rješenje

Delikatna ravnoteža viđena u prirodi, s pravilnim funkcioniranjem ekosustava, oslanja se na bogatu bioraznolikost. Kukci, poput medonosnih pčela, neprocjenjivi su za oprašivanje o kojem mnoge biljke ovise za preživljavanje i reprodukciju, uključujući one u proizvodnji hrane. Uloga oprašivača u globalnim prinosima usjeva i bioraznolikosti u prirodnim ekosustavima, međutim, ozbiljno je ugrožena zagađivačima okoliša, kao što je dokumentirano u ovoj studiji i mnoštvu drugih znanstvenih radova.

Kao rješenje, organski upravljani sustavi mogu pomoći u zaštiti i podršci populacijama oprašivača. Jedna studija, objavljena u Global Ecology and Conservation, nadograđuje se na širinu postojećih istraživanja posljednjih godina koja naglašavaju štetne učinke na javno zdravlje i bioraznolikost povezane s prehrambenim sustavom koji je zasićen sintetičkim kemikalijama, kao i dodatne dokaze o ekološkim i ekonomskim prednostima organske poljoprivrede. Istražujući bioraznolikost poljoprivrednih krajolika u organskim i neorganskim područjima u „hotelima za pčele”, istraživači su otkrili da postoji pozitivna korelacija između organski upravljanih polja i brojnih pokazatelja poboljšanog zdravlja oprašivača, uključujući povećanje brojnosti pčela, bogatstva vrsta i raznolikosti.