Исследование: использование аграриями пестицидов может привести к уменьшению популяции пчел

12:21 29 ноября Киев, Украина

Применение пестицида имидаклоприда ухудшило репродукцию и прирост популяции пчел Osmia lignaria . Обработка препаратом взрослых насекомых сделала их медленными и менее фертильными. В то время как двойная обработка (на стадии личинки и взрослого насекомого) еще больше уменьшила продуктивность пчел, что привело к сокращению их популяции почти в четыре раза. Поэтому для сохранения биоразнообразия стратегия использования инсектицидов требует коррекции, отмечают американские ученые в статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences .

Чем вредно влияние инсектицидов на пчел?

Бесконтрольное применение пестицидов, в том числе инсектицидов, для масштабного уничтожения вредителей на полях и максимизации доходов фермерских хозяйств влечет глобальное уменьшение количества насекомых. Это оказывает существенное влияние на биоразнообразие экосистем и нарушает функции их звеньев. От инсектицидов погибают не только вредители культурных растений, но и другие виды природной фауны, в частности пчелы. Ранее уже было показано, что средства против насекомых-вредителей – неоникотиноиды – нарушают сон шмелей и дрозофил.

О пользе медоносных пчел, имеющих сложную организацию взаимосвязей, и их использовании в сельском хозяйстве известно много. Однако важно поддерживать численность и других видов пчел, поскольку любой организм выполняет свою роль в трофических цепях биоценоза. Не общественные виды пчел также полезны для человека, опыляя декоративные садовые культуры, фруктовые деревья и т.д. Например, осмии ( Osmia ) — неагрессивны к человеку и активны опылители фруктовых деревьев, у которых, в отличие от медоносной пчелы, нет бесплодных рабочих особей. Поэтому садоводы устраивают искусственные гнезда, чтобы привлечь осмий и получить хороший урожай фруктов.

Как пчелы страдают от инсектицидов?
 
Эти вещества наносят на семена или непосредственно распыляют на почву. То есть инсектициды попадают внутрь растительного организма, а значит – они есть и в пыльце, и нектаре. Взрослые осмии питаются ими, а также используют пыльцу с нектаром при отложении яиц, снабжая потомство пищей. Известно, что у пчел пестициды нарушают память и процессы обучения, угнетают репродуктивную функцию, уменьшая численность потомков. Однако менее исследовано пролонгированное действие препаратов на организм насекомого. Поэтому важно определить влияние пестицидов на всех стадиях развития насекомых, выяснив их действие на отдельные взрослые особи или популяцию в целом. Ученые Калифорнийского университета в Дэвисе исследовали последствия влияния инсектицида имидаклоприда на продуктивность пчел.

Как исследовали влияние инсектицидов на пчел?

Ученые изучали влияние распространенного инсектицида имидаклоприда на показатели жизнедеятельности и прирост численности популяции пчел, а также как действие препарата на личиночной стадии развития пчел отразится на взрослых особях. Объектом ученые избрали осмию голубую ( Osmia lignaria ) — вид пчел, особи которого обитают одиночно, не образуя групп и не строя общих ульев. Ученые установили 16 клеток (каждая размером как два небольших автомобиля), посадив в них три вида полевых цветов ( Phacelia tanacetifolia, Phacelia ciliata, Collinsia heterophylla ). В половине клеток исследователи обработали почву инсектицидом.

Когда цветы зацвели, исследователи выпустили по восемь взрослых самок и 16 самцов в каждую из клеток, соответствующую естественному соотношению полов. Чтобы самкам было куда откладывать яйца, были подготовлены гнезда — цилиндрические отверстия в древесине, а также доступна влажная почва, нужная самкам для устройства кладки. Взрослые особи питалась пыльцой и нектаром растений, впитавших в себя инсектицид, а самки откладывали яйца в гнездах, обеспечивая их запасом той же пыльцы и нектара, чтобы новообразованные потомки были чем питаться.

В следующем году ученые снова обработали почву инсектицидом в половине клеток. Контрольная группа пчел не подвергалась влиянию инсектицида ни на одной стадии развития. В общей сложности эксперимент длился два года.
 
Фото: Схема исследования. A – пчелы были выпущены в 16 полевых клеток. Клетки второго года были обработаны имидаклопридом (красные) или необработанные (синие; контроль); и содержали самок Osmia lignaria, которые испытали влияние имидаклоприда или не подвергались ему в течение первого года исследования. В – клетка с цветами (слева); замеченная маркером самка O. lignaria, вылетающая из гнезда (по центру); Замеченная маркером самка на цветке Phacelia tanacetifolia (справа)

Как повлиял инсектицид на пчел на разных стадиях развития?

Воздействие инсектицидов у взрослых особей проявилось существенными изменениями их репродукции: уменьшилась доля самок в новообразованном потомстве, замедлились начало и прекращение гнездования, снизилась скорость подготовки гнезд. Пчелы, испытавшие влияние инсектицида (в текущем году или в прошлом), также образовывали менее многочисленное потомство. Самки, питавшиеся загрязненными инсектицидом пыльцой и нектаром, были медленнее и потребовали больше времени, чтобы найти свое гнездо, а также откладывали меньшее количество яиц, чем контрольная группа.

Пчелы, которые на стадии личинок подвергались влиянию инсектицидов, но на стадии взрослых особей не подверглись такому влиянию, образовали на 30 процентов меньше потомков, чем контрольная группа, которая никогда не подвергалась влиянию препаратов. То есть даже однократное применение имидаклоприда может оказать устойчивое влияние на показатели жизнедеятельности и динамику популяции. Ученые заметили, что действие имидаклоприда на личиночных стадиях выражалось у уже взрослых особей уменьшением количества потомства. Однако она не изменила способность к гнездованию, соотношению полов у потомков и скорость формирования гнезда.

В случае, когда инсектициды влияли на пчел на двух стадиях развития – на стадии личинки и взрослой особи – способность пчел к размножению снижалась еще больше. Эти насекомые, получившие двойную дозу инсектицида в течение двух лет, отложили примерно на 20 процентов меньше яиц, чем насекомые, подвергшиеся воздействию инсектицида во взрослом возрасте; на 66 процентов меньше — чем насекомые, которые оказали влияние только на стадии личинок; на 72 процента меньше – чем насекомые контрольной группы. В конце концов, численность популяции таких пчел уменьшилась в четыре раза по сравнению с контролем.

Величина влияния инсектицидов на репродукцию была на 55 процентов больше, когда инсектицид действовал непосредственно на взрослые особи в текущем году, по сравнению с тем, когда инсектицид вливал только на стадии личинок. Ученые объясняют такую разницу тем, что чувствительность пчел к пестицидам на разных стадиях жизненного цикла отличается.

Результаты о губительном влиянии широкоиспользуемого имидаклоприда на способность одиночных видов пчел к размножению подтверждают уязвимость насекомых к использованию инсектицидов. Вызванное имидаклопридом снижение фертильности может повлечь за собой долговременное сокращение численности популяций пчел в природе, где они не защищены от хищников и имеют ограниченный доступ к пище. Вредное действие пестицидов, накапливаясь на протяжении нескольких жизненных стадий насекомых, может оказать существенное влияние на эффективность опыления как дикорастущих, так и культурных растений и нарушить баланс экосистем.