Dobrobit, zaštita i zbrinjavanjePregledni radVeterinarska zaštita okoliša

Utjecaj neonikotinoida na kukce oprašivače

Ivana Tlak Gajger*, Irena Bosek, Nina Bilandžić i Marina Kosanović


Dr. sc. Ivana TLAK GAJGER*, dr. med. vet., izvanredna profesorica, (dopisni autor, e-mail: itlak@vef.hr), Veterinarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Hrvatska, Irena BOSEK, dr. med. vet., Hrvatska poljoprivredna agencija, Križevci, Hrvatska; dr. sc. Nina BILANDŽIĆ, dipl. ing. biotehnol., znanstvena savjetnica, Hrvatski veterinarski institut, Zagreb, Hrvatska; Marina KOSANOVIĆ, dr. med. vet., Veterinarska stanica Vrbovec, Hrvatska

Uvod


Ivana Tlak Gajger
Izv. prof. dr. sc. Ivana TLAK GAJGER, dr. med. vet., Veterinarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu
Predstavljaju li neonikotinoidi pri­mi­jenjeni na poljoprivrednim površinama prijetnju pčelinjim zajednicama? To je pitanje koje je već godinama aktualna tema u raspravama između velikih farmaceutskih korporacija i pčelara.
Rezultati brojnih istraživanja provedenih posljednjih petnaestak godina dali su jasan odgovor na to pitanje.
Neonikotinoidi predstavljaju ozbiljnu prijetnju očuvanju pčelinjih zajednica, a otrovanja istima prouzroče znatne štete u pčelarstvu (Blacquiere i sur., 2012.). Pri tome izravne štete prouzroče ugibanjem akutno otrovanih pčelinjih zajednica, a neizravne štete nastaju posljedično subletalnim otrovanjima očitujući se u konačnici smanjenjem proizvodnje pčelinjih proizvoda i smanjenjem količine oprašivanja.

Medonosne pčele, bumbarske zajednice i solitarne pčele su važni oprašivači biljaka i uzgajanih poljoprivrednih usjeva čime je njihova uloga u održavanju biološke ravnoteže u pojedinim biocenozama neprocjenjiva (Gonzalez-Varo i sur., 2013.). Smatra se da pčele oprašuju trećinu svih poljoprivrednih kultura diljem svijeta čime znatno doprinose ukupnom gospodarstvu (Williams, 1994., Velthuis i Van Doorn, 2006., Klein i sur., 2007.).

Neonikotinoidni insekticidi se primijenjuju u kontroli nametnika i štetnika na poljoprivrednim kulturama diljem svijeta, no istodobno mogu imati nepovoljni učinak na ne ciljane organizme poput kukaca – prirodnih oprašivača.
Zbog spomenutog nepovoljnog utjecaja na kukce prirodne oprašivače i rezultata znanstvenih istraživanja Europske agencije za sigurnost hrane (EFSA) Europska komisija (EC) donijela je u prosincu 2013. godine dvogodišnju zabranu primjene tri vrste neonikotinoida: klotianidina, imidakloprida i tiametoksama (Anonymus, 2013.).

Pesticidi su tvari namijenjene suzbijanju štetnika u poljoprivrednoj proizvodnji. Istodobno onečišćuju okoliš, prije svega površinske i podzemne vodene tokove te imaju vrlo štetan utjecaj na biljni i životinjski svijet. Pesticidi se nalaze u hranidbenom lancu mnogih slobodno živućih, ali i domaćih životinja te ljudi. U uporabi se danas nalaze tzv. selektivni i neselektivni pesticidi.
Selektivni pesticidi djeluju na točno određenu skupinu štetnika i nisu štetni za drugi biljni i životinjski svijet (Murray, 2006.). Mnogo su opasniji neselektivni pesticidi čija uporaba može negativno utjecati na biljke i životinje te posljedično na ljudsko zdravlje. Svi pesticidi djeluju štetno na prirodne ekosustave (Sánchez-Bayo i sur., 2002.). Insekticidi su sredstva namijenjena za suzbijanje štetnih kukaca.
Prilikom primjene insekticidi mogu biti u čvrstom, tekućem i plinovitom stanju, a prema toksičnom djelovanju kontaktni, inhalacijski te sistemični (Rortais i sur., 2005.). Iako je tretiranje insekticidima osnovno zaštitno sredstvo u poljoprivrednom gospodarenju, može izazvati smanjenje populacije korisnih kukaca u prirodnim biosustavima, smanjiti prinose u pčelarstvu, izazvati pojavu rezidua u hrani te posljedično svemu navedenom smanjene prihode pčelarima (Vermandère, 2002., Bonmatin i sur., 2003.). Pri tome, nepovoljni se učinak otrova na pčele pojavljuje nakon izravnog kontakta s vodom, nektarom ili peludom koji su onečišćeni pesticidima (Villa i sur., 2000.). Za pčele su najopasniji insekticidi u obliku praha (Prier i sur., 2001.) koji su duže toksični od tekućina te emulzijskih i topivih koncentrata.

Mikro čestice koje lebde u zraku smatraju se najopasnijima za skupljačice, jer su veličinom slične peludnim zrncima i imaju tendenciju lijepljenja na dlake te se tako unose u košnicu gdje mogu dugotrajno štetno djelovati na leglo i/ili pčelinju maticu. Stalno su prisutne rasprave o ulozi pesticida kao uzroka ili pogodovnog čimbenika za povećane gubitke u pčelarstvu općenito i specifično, kao i utjecaja na nedavno definiranu pojavu naglog i neobjašnjivog nestanka pčela iz košnica (Engl. Colony Collaps Disorder; CCD) (van Engelsdorp i sur., 2009.).

Neonikotinoidi


Neonikotinoidi su skupina neuro-aktivnih insekticida novije generacije, a kemijski su srodni nikotinu.
Neonikotinoidi su primarno razvijani zbog znatno manje otrovnosti u usporedbi s ranije rabljenim insekticidima iz skupina organofosfata i karbamata.
Većina istraživanih neonikotinoida pokazala je znatno manju otrovnost za sisavce, nego za kukce, iako su neki metaboliti neonikotinoida vrlo toksični.
Primjena pojedinih insekticida iz skupine neonikotinoida ograničena je u pojedinim državama, jer su rezultati istraživanja pokazali njihovu povezanost propadanja pčelinjih zajednica s njihovim štetnim učinkom. Imidakloprid, klotianidin, tiametoksam, dinotefuran, acetamiprid i tiakloprid rabe se u intenzinoj poljoprivrednoj proizvodnji. Prvi se na tržištu pojavio imidakloprid (Elbert i sur., 2008.), a trenutačno je prisutan u preko 400 proizvoda (Anonymus, 2010.). Većina neonikotinoida topiva je u vodi, a u okolišu se sporo razgrađuje pa tako omogućava biljkama tijekom njihovog rasta dobru zaštitu od štetnih kukaca. Neonikotinoidi paraliziraju kukca blokiranjem određenog kemijskog puta koji odašilje živčane impulse u središnji živčani sustav (Tomizawa i Casida, 2003.). Oni su antagonisti nikotin acetilkolinskih receptora, prouzroče blokadu nikotinergijskih živčanih puteva. Blokada prouzroči nakupljanje acetilkolina koji je važan neurotransmiter, a to rezultira paralizom kukca i najčešće uginućem. Kod sisavaca se ovi receptori nalaze i u središnjem i u perifernom živčanom sustavu. Međutim, kod kukaca receptori su ograničeni samo na područje središnjeg živčanog sustava.
Niska do umjerena aktivacija ovih receptora prouzroči živčanu stimulaciju, ali visoke razine prouzroče prekomjernu stimulaciju i blokiraju receptore što prouzroči paralizu i uginuće. Budući da se većina neonikotinoida veže mnogo snažnije za receptore živaca kod kukaca nego kod sisavaca, ova skupina insekticida selektivno je otrovnija za kukce, nego za sisavce. Ti su insekticidi sistemski, što znači da mogu biti apsorbirani i prenošeni kroz biljku, osiguravajući zaštitu protiv kukaca koji se hrane biljkama. Biljke apsorbiraju primijenjenu tvar kroz njihovo korijenjeili lišće, a vaskularna ju tkiva prenose u stabljiku, lišće, cvijeće i plodove.
Neonikotinoidi se mogu primijeniti tretiranjem sjemena, natapanjem tla ili u granulama, folijarnim sprejevima ili kemigacijom (dodavanjem insekticida u vodu za navodnjavanje). Ta raznovrsnost metoda primjene, uz svoja sistemska svojstva i nisku otrovnost za kralježnjake, jedan je od primarnih razloga zašto se koriste za zaštitu poljoprivrednih usjeva (Elbert i sur., 2008.).

Budući da se neoikotinoidi apsorbiraju u biljku, kukci koji ovise o nektaru, peludu i drugim cvjetnim resursima imaju povećanu oralnu izloženost ostatcima neonikotinoida ili njihovim metabolitima.
Ostatci štetnih tvari (rezidua) utvrđenisu u peludu (Laurent i Rathahao, 2003.), nektaru (Krischik i sur., 2007.) i drugim biljnim izlučevinama (Girolami i sur., 2009.). Rezidue su utvrđene i u onečišćenoj prašini ispuštenoj iz opreme za sjetvu (Tapparo i sur., 2012.) i korovu koji raste blizu tretiranih polja (Krupke i sur., 2012.). Neonikotinoidi ostaju unutar biljke ili u tlu mjesecima, a netretirane biljke mogu upiti ostatke prisutne u tlu od ranijih tretiranja. Neonikotinoidne tvari i njihovi razgradni proizvodi su neurotoksični za kukce uključujući i pčele već kod vrlo niskih koncentracija (1 ppb) koje ne prouzroče ugibanje pčela i drugih kukaca, ali prouzroče poremećaje u ponašanju i orijentaciji što može biti pogubno za pčelinje zajednice.
Neurotoksičan učinak neonikotinoida i njihovih metabolita mnogo je jači kod pčela radi njihove genomske osjetljivosti.
Naime, mapiranjem cjelokupnog genoma pčela otkriveno je da receptori nikotin acetilkolina imaju 11 podjedinica u njihovom živčanom sustavu (Jones i sur., 2006.), što je mnogo više nego kod komarca ili vinske mušice.

Neonikotinoidi i njihovi metaboliti dugotrajno perzistiraju u okolišu.
Navedene tvari i njihovi metaboliti mogu djelovati sinergistički zajedno s fungicidima, što povećava otrovnost za 1000 puta. Mjerenja letalne otrovnosti provode se na osnovu utvrđenog broja uginulih pčela nakon 24 do 48 sati po primjeni pojedinog neonikotinoida, a nakon čega se određuje njegova srednja letalna doza/koncentracija (LD50 i/ili LC50).

Otrovnost neonikotinoida ovisi o načinu izlaganja ciljanom organizmu. Međutim, oralna LD50 se u različitim istraživanjima znatno razlikuje (Laurino i sur., 2011.).
Pri tome, proces međusobnog hranjenja i hranjenja ličinaka procesom „s rilca na rilce“ može utjecati na razliku u unosu i nakupljanju insekticida u pčela radilica, a visoke doze imidakloprida mogu izazvati smanjenu konzumaciju šećernog sirupa. Nakon ciljano provedenog tretmana neonikotinoidima koji sadrže nitro skupinu (imidakloprid, klotianidin, tiametoksam, nitenpiram i dinotefuran) utvrđena je jača otrovnost neonikotinoida s cijano skupinom (acetamiprid i tiacloprid) (Laurino i sur., 2011.).

Otrovnost imidakloprida se razlikuje ovisno o dobi pčela i jačini pčelinje zajednice te njenom zdravstvenom stanju. Kronična izloženost pčela oralnim putem ili kontaktom tijekom deset do jedanaest dana acetamipridu i tiametoksamu nije prouzročila značajno ugibanje radilica (Aliouane i sur., 2009.).

Nakon uzimanja peluda i šećernog sirupa onečišćenog imidaklopridom (40 μg kg-1) u laboratorijskim uvjetima, medonosne pčele ugibaju (Suchail i sur., 2001.).

Slika 1. Medonosna pčela na cvijetu suncokreta
Slika 1. Medonosna pčela na cvijetu suncokreta
Međutim, u poljskim uvjetima Schmuck i sur. (2001.) te Cresswell (2011.) nisu utvrdili povećano ugibanje radilica nakon izlaganja pčelinjih zajednica tijekom 39 dana nektaru suncokreta onečišćenim imidaklopridom u koncentracijama 2 do 20 μg kg-1. Moguće objašnjenje za različite rezultate dobivene u laboratorijskim i poljskim uvjetima je razlika u eksperimentalnoj metodologiji.
Otrovnost za pojedinačnu pčelu može ovisiti o njenom prvobitnom fiziološkom stanju, dugovječnosti ostalih jedinki u zajednici i socijalnom međudjelovanju.
Jaka otrovnost imidakloprida i tiametoksama je utvrđena u bumbara i drugih slobodno živućih oprašivača (Mommaerts i sur., 2010.). Scott-Dupree i Harris (2009.) su ustvrdili da su bumbari otporniji na klotianidin i imidakloprid od solitarnih pčela iz roda Osmia.

Putevi izloženosti neonikotinoidima


Pčele mogu biti izložene neonikotinoidima na mnogo načina, uključujući izravan kontakt s ostatcima istih na biljkama ili uzimanjem onečišćenih peluda i/ili nektara te vode. Međutim, prisutnost sistemskih insekticida u biljkama stvara osobiti rizik za pčele, jer se one hrane nektarom kao odrasle jedinke te skupljaju nektar i pelud kako bi njima prehranile svoje leglo. Čimbenik koji utječe na mogućnost otrovanja pčele na sve načine izloženosti jest poveznica između udaljenosti izvora hrane te veličine i vrste jedinke (Greenleaf i sur., 2007.). Mala udaljenost do izvora hranom može rezultirati neproporcionalnim rizikom za male vrste pčela koje se gnijezde blizu tretiranih usjeva i zato jer njihov ograničen teritorij rezultira trajnom izloženošću neonikotinoidima.
Za usporedbu, medonosne pčele i bumbari mogu prorijediti uzimanje onečišćenog nektara i peluda skupljajući ih na mnogo većem prostoru. Kontakt s neonikotinoidima može rezultirati letalnim ili subletalnim učincima ili biti bez učinka. Pelud i nektar mogu biti onečišćeni neonikotinoidima bez obzira na koji su način isti primijenjeni. Neki sistemski insekticidi mogu biti vrlo postojani te se zadrže u tkivu biljaka mnogo mjeseci ili čak godina, a mogu se kumulirati nakon ponavljanih primjena. Ličinke medonosne pčele hrane se primarno matičnom mliječi, no kasnije uzimaju mješavinu meda i peluda. Neonikotinoidi su utvrđeni u zrncima peluda (Chauzat i sur., 2006.), u fermentiranom peludu pohranjenom u saću (Krupke i sur., 2012.) i u zrelom medu (Chauzat i sur., 2009.). Izravan kontakt pčela s folijarnim neonikotinoidima na paši ili dok se gnijezde u tlu može biti najočitiji način izloženosti. Mnoge solitarne pčele su izrazito sitne i stoga one dobivaju relativno veće doze otrova jer posjete veći broj cvjetova. Istraživanjem stupnja otrovnosti pesticida za radilice bumbara utvrđeno je da je otrovnost u korelaciji s veličinom tijela, odnosno, manji bumbari imaju manju, a veće jedinke veću LD50 (Malone i sur., 2000.). Izloženost neonikotinoidnim štetnim ostatcima događa se kada pčele posjećuju cvijeće ili lišće tretiranih biljaka. Primjerice, ostatci klotianidina primijenjeni izravno na lišće ostat će otrovni za medonosne pčele pet do 21 dan. Tijekom sjetve širi se prašina primijenjenog pesticida koja prelazi na cvijeće u blizini polja, a posljedično može izazvati otrovanja i/ili ugibanja pčela (Tapparo i sur., 2012.). Kada se neonikotinoidi primjenjuju u tlo, mogu onečistiti područja za moguće gnijezdenje pčela u tlu. Gotovo 70% slobodno živućih pčela se gnijezdi u tlu, čak unutar voćnjaka i polja zasijanih poljoprivrednim kulturama. Pčele tada mogu doći u kontakt s ostatcima neonikotinoida iz natopljenog tla, kemigacije ili tretiranog sjemena. Na isti način, primijenjeni na ukrasne grmove ili po šipražju uz polja mogu onečistiti područja pogodna za gnijezdenje solitarnih pčela u tunelima, ili po rubnim područjima šuma gdje može onečistiti moguća područja za gnijezdenje oplođenih ženki bumbara.

Mnoge vrste solitarnih pčela mogu biti izložene neonikotinoidima kada su onečišćeni materijali koje koriste za gradnju gnijezda. Oko 30% autohtonih pčela koriste se postojećim šupljinama u stablima drveća ili koriste šupljine barske trstike. Mnoge od tih pčela skupljaju onečišćeno blato ili sadne materijale kako bi izgradile gnijezda. Na primjer, pčele iz roda Megachile koriste se dijelovima lišća kako bi izgradila gnijezdo za svoje leglo, a pčele iz roda Osmia odvajaju pojedinačne stanice unutar gnijezda pregradama od blata. I dijelovi lišća i blato mogu biti onečišćeni neonikotinoidima. Premda medonosne pčele ne skupljaju materijal za gradnju saća, neonikotinoidi su učestalo utvrđivani u vosku (Wu i sur., 2011.).
Izloženost subletalnim koncentracijama mnogobrojnih pesticida u saću rezultira zakašnjelim razvojem legla medonosne pčele i smanjenom sposobnošću preživljavanja odraslih jedinki (Wu i sur., 2011.). Medonosne pčele mogu biti izložene neonikotinoidima kada skupljaju vodu za hlađenje pčelinje zajednice za toplih dana ili kako bi razrijedile med pri hranjenju legla. Druge vrste pčela mogu isto tako biti izložene neonikotinoidima u onečišćenoj vodi prilikom gradnje ili da bi navlažile tvrdo tlo prije iskapanja gnijezda. Izvori vode mogu biti onečišćeni kemigacijskim istjecanjima, prskanjem ili prjelaskom vode s tretiranog polja. Medonosne pčele i drugi prirodni oprašivači mogu skupljati gutacijske kapljice s biljaka tretiranih sistemskim insekticidima.
Girolami i sur. (2009.) ustvrdili su da gutacijske kapi na listu kukuruza izraslog iz tretiranog sjemena mogu sadržavati visoke koncentracije imidakloprida, klotianidina i tiametoksama te da su iste izrazito otrovne za kukce.

Otrovnost neonikotinoida za medonosne pčele


Imidakloprid, klotianidin, dinotefuran i tiametoksam su iznimno otrovni za medonosne pčele, dok su tiakloprid i acetamiprid uvjetno otrovni. Nakon što biljke apsorbiraju neonikotinoide, one polako metaboliziraju njihove sastojke.
Neki od proizvoda koji proizlaze iz razgradnje su podjednako otrovni ili čak otrovniji nego izvorne tvari. Kod pčela izloženih subletalnim koncentracijama neonikotinoida mogu se uočiti poremećaji u letenju i orijentaciji, smanjena osjetljivost okusa i sporije učenje pri obavljanju novih zadataka. Svi navedeni pokazatelji utječu na sposobnost pronalaženja hrane.
Za razliku od mnogih drugih pesticida, neonikotinoidi su otrovniji nakon unošenja u organizam oralnim putem nego kontaktom. Sposobnost tolerancije i razgradnje insekticida može varirati između pojedinih pčelinjih zajednica, a može biti i odraz zdravlja, odnosno fizioloških osobitosti. Osjetljivost na imidakloprid se razlikuje između pčelinjih zajednica, kao i između rasa medonosne pčele (Suchail i sur., 2000.).
Laboratorijskim je pokusima utvrđeno da pojedinačne akutne kontaktne ili oralne subletalne doze neonikotinoida imidakloprida utječu na mogućnost učenja, motoričke aktivnosti i pamćenje, dok klotianidin utječe na ponašanje na paši (Schneider i sur., 2012.), a acetamiprid dovodi do poremećaja aktivnosti, pamćenja i osjetljivosti na saharozu.

Girolami i sur. (2009.) su izlagali pčele prašini razasutoj prilikom sjetve sjemena kukuruza tretiranog klotianidinom i imidaklopridom. Rezultati njihovog istraživanja su pokazali da se ugibanja izloženih pčela pojavljuju samo pri izrazito velikoj vlažnosti zraka.
Pesticidima se unutrašnjost košnice najčešće onečisti unošenjem peluda.
Ponavljana kratka izlaganja mogu rezultirati supkliničkim otrovanjima ili čak kliničkim intoksikacijama i imunotoksičnim učincima na pčele. Očito je da su otrovanja jako vrijedan čimbenik koji pčele čini podložnima za bakterijske i virusne infekcije te nametničke invazije.
Izravnim ili neizravnim djelovanjem na imunosni sustav pčelinjeg organizma pesticidi smanjuju učinkovitost anatomskih zaštitnih zaprjeka pčelinjeg organizma i umanjuju aktivnost stanične imunosti. Otrovanje malim količinama pesticida dovodi do biokemijskih i strukturnih oštećenja koje makroskopski ne primijećujemo, ali nepovoljno djeluje na razmnožavanje, mijenja genetske čimbenike, dovodi do poremećaja u polaganju jaja i funkcioniranju pčelinje zajednice općenito. Rezultat toga je pothlađivanje, gladovanje i na kraju ugibanje pčelinjeg legla te posljedično slabljenja čitave pčelinje zajednice.

Znaci otrovanja


Od otrovanja najčešće stradavaju pčele skupljačice, a ovisno o vrsti otrova ugibaju u prirodi, na putu prema košnici, pred košnicom ili u samoj košnici. Znaci otrovanja pčela obuhvaćaju velik broj uginulih pčela, pčele koje puze ispred košnica s raširenim i paraliziranim krilima, drhte, teturaju sa znacima grčenja i okrenute na leđa nemoćno mašu nogama. Može se pojaviti i povraćanje pri čemu su pčele mokre i ljepljive te hodaju ispruženog jezika. Kod kućnih pčela primijećuju se poremećaji u komunikaciji, opća usporenost i zanemarivanje obavljanja kućnih zadataka. Rezultati istraživanja Pettisa i sur. (2012.) o učinku invazija mikrosporidijama Nosema apis i N. ceranae i subletalnih koncentracija neonikotinoida otkrili su da je izloženost hrane za pčelinje leglo subletalnim koncentracijama imidakloprida dovela do povećanog broja utvrđenih spora Nosema sp. u odraslih pčela, a Alaux i sur. (2010.) te Vidau i sur. (2011.) da imidakloprid i spomenute nametničke gljivice znatno povećaju postotak ugibanja, a u odnosu na pojedinačno djelovanje jednog ili drugog čimbenika.

Za pčelinju zajednicu je povoljnije da otrovane pčele uginu na mjestu otrovanja, jer ukoliko unesu štetne tvari u košnicu postoji opasnost od otrovanja kućnih pčela, matice i legla što često može dovesti do propadanja čitave zajednice.
Povratak jedne pčele skupljačice u košnicu s teretom onečišćenog peluda ili nektara može prouzročiti uginuće ili uznemirenost većeg broja pčela.
Nekoliko desetaka takvih otrovanih pčela skupljačica dovodi do znatnih šteta unutar iste zajednice. Pri otrovanjima pčelinje zajednice naglo slabe, a zbog velikog gubitka pčela skupljačica javlja se i nestašica vode. Posljedično mlade pčele ne mogu pravilno njegovati leglo te dolazi do uginuća ličinki i mladih tek izašlih pčela. Matica mijenja ponašanje tako što nepravilno polaže jaja, a razvoj legla je oslabljen. U intenzivnim uzgojima pčelinjih matica pojavljuju se bezomatičene zajednice te je primijećen slab razvoj uglavnom nekvalitetnih matica sa slabom sposobnošću razmnožavanja i davanja potomstva.
Oslabljene ili zajednice bez matice često nisu u mogućnosti preživjeti nadolazeću zimu. Smanjena sposobnost sterilizacije pohranjene hrane može pčelinje zajednice učiniti osjetljivijima na prisutnost različitih patogenih mikroorganizama.

Utjecaj neonikotinoida na bumbare


Bumbari su vrlo važni prirodni oprašivači. Međutim, gotovo četvrtina vrsta europskih bumbara su u opasnosti od izumiranja zbog negativnih utjecaja klimatskih promjena i intenzivne poljoprivrede i urbanizacije. Gnijezda bumbara najčešće su podzemne nastambe, u koje se oplođene matice useljavaju netom nakon izlaska iz zimske hibernacije. Jedinke bumbara izložene neonikotinoidima prikupljaju do 30% manje peludi po satu od onih koje s istima nisu bili u doticaju.
Istraživanjem učinaka uporabe pesticida u poljoprivredi s istodobnim utjecajem brojnih nametnika utvrđena je značajno smanjena sposobnost preživljavanja matice, a time i čitave zajednice bumbara.
S obzirom da je navedeno istraživanje provedeno u laboratorijskim uvjetima, pretpostavlja se da su u prirodnom okruženju koje podrazumijeva prisutnost većeg broja nametnika te izloženost brojnim drugim stresnim čimbenicima, posljedice još opsežnije (Whitehorn i sur., 2012.). Rezultati laboratorijskih istraživanja akutne otrovnosti pokazuju da su imidakloprid i klotianidin jako otrovni za bumbare. Od tri testirana neonikotinoida (imidakloprida, tia­kloprida i tiametoksama) tiametoksam je prouzročio najviše ugibanja izloženih bumbara, a tiakloprid najmanje. U nekoliko je laboratorijskih istraživanja utvrđeno da su bumbari zahvaćeni subletalnim učincima imidakloprida nakon kronične oralne izloženosti.
Premda nisu uočeni nikakvi vidljivi negativni učinci na zdravlje zajednica bumbara ili njihovu sposobnost pronalaženja hrane nakon uzimanja peluda onečišćenog niskim dozama imidakloprida, kod većih koncentracija je primijećena smanjena sposobnost orijentacije i treperenje tijela. Nadalje, smanjena proizvodnja trutova i duže vrijeme potrage za hranom uočeni su u bumbara koji su hranjeni niskim dozama imidakloprida (Mommaerts i sur., 2010.).

Slika 2. Pelud u košarici za skupljanje peluda na vanjskoj strani treće noge bumbara
Slika 2. Pelud u košarici za skupljanje peluda na vanjskoj strani treće noge bumbara
Bumbari koji su prihranjivani peludom i nektarom onečišćenim imidaklopridom imali su nižu stopu preživljavanja radilica i smanjenu veličinu legla (Tasei i sur., 2000.). Istraživanja provedena u poljskim uvjetima gdje su zajednice bumbara izlagane nektaru ili lišću onečišćenom imidaklopridom unutar staklenika, pokazala su rezultate slične onima provedenim u laboratorijskim uvjetima. Nadalje, u zajednicama bumbara koje su izložene na polju na kojem je neonikotinoidima prethodno bilo tretirano tlo, utvrđeno je znatno smanjeno uzimanje hrane i manje je odraslih jedinki preživjelo pokus.
Stupanj uporabe neonikotinoida na biljke (natapanjem tla, injekcijama u deblo ili folijarnim prskanjima) je često veći nego stupanj uporabe istih tretiranjem sjemena, a rizik za bumbare raste primjereno tome.

Učinak neonikotinoida na solitarne pčele


Solitarne pčele nemaju maticu, ne roje se i žive same. Same grade gnijezda i polažu jaja.

Slika 3. Solitarna pčela Osmia rufa blatom zatvara zaleženo gnijezdo
Slika 3. Solitarna pčela Osmia rufa blatom zatvara zaleženo gnijezdo

Solitarne pčele iz roda Osmia najprije očiste i pripreme mjesto za polaganje jaja, a zatim izrade pregradu od blata, unesu pelud i nektar, polažu jaja i zatvore stijenkom od blata. Većinu životnog vijeka skupljaju materijal za izradu gnijezda i osiguravanje hrane za normalan razvoj potomaka. Za razliku od drugih kukaca koji tijekom svog života polože stotine jajašca, solitarne pčele se sa svojih maksimalno 30 jaja godišnje jako teško oporavljaju od neželjenih posljedica izloženosti pesticidima primijenjenim u poljoprivredi. Većina se solitarnih pčela gnijezdi u tlu, u stablima drveća ili u postojećim šupljinama koristeći blato, smolu, lišće, latice ili biljna vlakna u gradnji gnijezda. Njihov široki raspon različitih načina života zaslužuje više pažnje pri istraživanju utjecaja neonikotinoida budući da mogu doći u neposredni kontakt s ostatcima istih u tlu ili lišću. One se gnijezde i pri tlu uz stabljike biljaka koje posjećuju i mogu doći u kontakt sa sistemskim insekticidima primijenjenim na tlo. Iako vrijednosti LD50 nisu utvrđene, rezultati istraživanja u laboratorijskim uvjetima pokazali su da je kontakt s imidaklopridom izrazito otrovan za vrste Megachile rotundata i vrstu Osmia lignaria (Scott-Dupree i Harris, 2009.). Učinci akutnog oralnog, kroničnog oralnog i kontaktnog izlaganja imidaklopridu ili klotianidinu solitarnih pčela su nepoznati, a učinci drugih neonikotinoida su malo proučavani.
Subletalni učinci neonikotinoida na solitarne pčele nisu poznati.

Rezidue u pčelinjim proizvodima


Rezidue neonikotinoida u biljkama i dijelovima biljaka postaju značajne za pčele tek kada im budu izložene.
Onečišćenje pčelinjih proizvoda pesticidima i njihovim razgradnim proizvodima može se očekivati nakon što pčelinja zajednica ugine posljedično izlaganju štetnom djelovanju pesticida, odnosno nakon otrovanja. Uginuće pčelinje zajednice uobičajeno je popraćeno ostatcima štetnih tvari u vosku, peludu, medu te uzorcima uginulih pčela. Isto se tako nešto manje koncentracije istih tvari mogu utvrditi u košnicama u koje pčele skupljačice donose onečišćenu hranu. Rezidue podrijetlom od pesticida rabljenih u poljoprivrednoj proizvodnji, a unesenih u košnice na ili u tijelu pčela skupljačica i pčelinjim proizvodima su ekvivalentne ili više u unesenom peludu, nešto niže u uzorcima odraslih pčela, povremeno se mogu utvrditi u medu i vrlo rijetko u vosku. Tako je na primjer u 2013. godini u okviru monitoringa pesticida u medu na razini Europske unije utvrđena povišena koncentracija organofosfornog pesticida klorfenvinfosa u medu u Poljskoj (EFSA, 2015.).

Rezultati dosadašnjih istraživanja upućuju na zaključak da štetni ostatci neonikotinoida u poljoprivrednim kulturama i ukrasnom bilju mogu biti riskantni za zdravlje pčele. Ostatci pravilno primijenjenih pesticida u peludu i nektaru najčešće neće dosegnuti letalne koncentracije u poljoprivrednom okruženju, ali kronično dugotrajno izlaganje pesticidima može biti opasno za pčele te one mogu pretrpjeti štetne subletalne učinke pri poljskim koncentracijama.
Za usporedbu, koncentracije ostataka pesticida u nekih ukrasnih biljaka nadaleko nadilaze procijenjenu razinu letalne koncentracije (LC50) za medonosne pčele. Usporedbom pesticida odobrenih za korištenje u vrtu i onih odobrenih za uporabu u poljoprivrednoj proizvodnji može se utvrditi 12 do 16 puta veće koncentracije imidakloprida u proizvodima za tretiranje drveća i ukrasnog bilja.

Zaključak


Neonikotinoidi se svrstavaju u relativno noviju skupinu sistemskih insekticida, a karakterizira ih dobra učinkovitost pri zaštiti poljoprivrednih kultura od štetnika.
Međutim, neonikotinoidi su jaki otrovi za kukce oprašivače, posebice medonosnu pčelu, bumbare i solitarne pčele. Uz letalni utjecaj, očituju se i subletalni učinci, koji prouzroče poremećaje ponašanja i komunikacije, poteškoće s letenjem i orijentacijom te obavljanjem uobičajenih socijalnih aktivnosti.
Pčele su pod istodobnim utjecajem subletalnih koncentracija neonikotinoida, infekcija različitim uzročnicima bolesti i nepovoljnom djelovanju okolišnih čimbenika u stanju imunodeficijencije.
Budući da su pčele ekološki i ekonomski važan kukac, procjene rizika i planiranje zaštite pčela od nepovoljnog utjecaja neonikotinoida trebali bi se odvijati u suradnji poljoprivrednika i pčelara.

Sažetak


Suvremena poljoprivredna proizvodnja osniva se na primjeni mineralnih gnojiva i pesticida, navodnjavanju te korištenju kukaca za oprašivanje. Međutim, insekticidi iz skupine neonikotinoida primijenjeni u svrhu zaštite poljoprivrednih kultura mogu prouzročiti otrovanja prirodnih oprašivača, posebice medonosnih pčela, bumbara i solitarnih pčela. Najčešće upotrebljavani neonikotinoidni insekticidi su: imidakloprid, acetamiprid, klotianidin, tiametoksam, tiakloprid, dinotefuran i nitenpiran.
Primijenjuju se za kontroliranje broja štetnika na poljoprivrednim kulturama tretiranjem sjemenja i tla ili izravno prskanjem po biljkama. Navedeni se sistemski insekticidi mogu utvrditi u malim koncentracijama u peludu i nektaru tretiranih biljaka, međutim nepovoljno djeluju na neciljane organizme kao što su kukci – prirodni oprašivači. Diljem Europe i SAD-a poveznica s ugibanjem medonosnih pčela učinila je neonikotinoide kontroverznima. Zato su provedena znanstvena istraživanja o utjecaju primijenjenih neonikotinoida na poljoprivrednim kulturama te je na osnovu rezultata istih, pritiska znanstvene zajednice i pčelara, Europska agencija za sigurnost hrane pri EU krajem 2013. godine donijela odluku o dvogodišnjoj zabrani uporabe i monitoringu primjene klotianidina, imidakloprida i tiametoksama.
Ključne riječi: neonikotinoidi, poljoprivredna kultura, kukci oprašivači


Literatura [… prikaži]

The impact of neonicotinoids on pollinator insects


Ivana TLAK GAJGER, DVM, PhD, Associate Professor, Faculty of Veterinary Medicine, University of Zagreb, Croatia; Irena BOSEK, DVM, Croatian Agricultural Agency, Križevci, Croatia; Nina BILANDŽIĆ, Grad. Biotechnology Eng., PhD, Scientific Advisor, Croatian Veterinary Institute, Croatia; Marina KOSANOVIĆ, DVM, Veterinary Practice Vrbovec, Croatia


Modern agricultural production is based on use of mineral fertilizers and pesticides, irrigation and pollinators.
However, neonicotinoid-based insecticides applied to agricultural crops for pest control can lead to the poisoning of natural pollinators, especially honey bees, bumble bees and solitary bees.
The most commonly used neonicotinoids are imidacloprid, acetamiprid, clothianidin, thiamethoxam, thiacloprid, dinotefuran and nitenpyram. These compounds are used for pest control on agricultural crops by treating seeds and soil or by directly spraying onto plants. These systemic insecticides can be detected in small concentrations in the pollen and nectar of treated plants, however they have an adverse effect on non-target organisms, such as natural pollinators.
Across Europe and the USA, neonicotinoids have been associated with honey bee deaths.
Therefore, several scientific studies on the effects of applied neonicotinoids on crops have been performed. Based on the results, and pressures from the scientific community and beekeepers, the European Food Safety Authority (EFSA) of the European Union decided in 2013 to ban the use of clothianidin, imidacloprid and thiamethoxam for a two-year period and ordered monitoring during that time.
Key words: Neonicotinoids, Agricultural Crops, Pollinator Insects

Vezani sadržaji

Pregled brahicefalne opstruktivne bolesti dišnih putova: patofiziologija, dijagnoza, liječenje i perspektive

Urednik

Službeni/ovlašteni veterinari – demografska slika u RH i usporedba sa situacijom u EU

Urednik

Ptičja influenca u divljih kanida – prijetnja javnom zdravlju i zdravlju životinja

Urednik

Dok udruge ratuju, životinje i veterinari stradavaju

Urednik

Sorbinska kiselina – aditiv s antimikrobnim djelovanjem u hrani životinjskog podrijetla

Urednik

Pregled stila života leopard gekona i važnost ultraljubičastog zračenja, vitamina D i kalcija

Urednik

Ova web stranica koristi kolačiće radi poboljšanja korisničkog doživljaja pri njezinom korištenju. Korištenjem ove stranice suglasni ste s tim. Prihvati Više