Пчёлы и рыбы, подвергшиеся воздействию сельскохозяйственных химикатов, демонстрируют значительные изменения в поведении

от

Продукты для защиты растений защищают сельскохозяйственные культуры от вредителей, болезней и сорняков. Однако многие фунгициды, гербициды и инсектициды также оказывают негативное влияние на наземные и водные организмы, такие как опылители или рыбы, которые не являются основной целью их применения. Изменение поведения после воздействия средств защиты растений стало предметом межсредового исследования учёных из Центра экологических исследований им. Гельмгольца (UFZ).

Изменения в поведении

Изменения в поведении, обнаруженные у животных, были значительными и указывают на воздействие средств защиты растений на нецелевые организмы в дикой природе. Работа показывает, что в будущем в оценку риска применения средств защиты растений следует включить более сложные и актуальные поведенческие тесты. Исследование было опубликовано в журнале Environment International.

Применение средств защиты растений в сельском хозяйстве регулируется строгими правилами. Тем не менее организмы, которые не являются основной целью их применения, так называемые нецелевые организмы, неизбежно контактируют с этими веществами и потенциально могут пострадать от них.

«Дикие пчёлы и другие опылители могут контактировать с довольно высокими концентрациями вскоре после распыления. Но животные в водных средах обитания также находятся под угрозой», — говорит биолог UFZ профессор Мартин фон Берген, один из двух соруководителей исследования. «Осадки постепенно смывают средства защиты растений в окружающие воды. Они не остаются на месте и влияют не только на ту территорию, где были применены».

Команда UFZ выбрала подход, при котором анализировались опылители и рыбы, являющиеся модельными системами для изучения воздействия химикатов в наземных и водных средах обитания. Медоносная пчела (Apis mellifera) была выбрана в качестве модельного организма для опылителей, а зебрафиш (Danio rerio) — для водных животных.

Исследователи сосредоточились на изменениях в поведении в результате воздействия средств защиты растений. «Конечно, средства защиты растений не всегда оказывают летальное воздействие на нецелевые организмы. Однако в зависимости от типа продукта даже низкие концентрации могут повредить их здоровью или нарушить их поведение таким образом, что это может оказать негативное влияние на особь, популяцию и, в конечном итоге, даже на биоразнообразие экосистемы», — говорит Кассандра Утхофф, докторант UFZ и ведущий автор исследования.

Результаты исследования

Исследователи UFZ, междисциплинарная команда из области изучения поведения животных, экотоксикологии и биохимии, сосредоточились на сложных поведенческих моделях. «Мы хотели выяснить, изменяются ли и насколько эти поведенческие модели при воздействии инсектицидов, гербицидов и фунгицидов. Для этого мы подвергли модельные организмы концентрациям средств защиты растений, которые действительно встречаются в их среде обитания, и проанализировали их поведение», — объясняет Утхофф.

У медоносных пчёл наблюдалось снижение активности по сбору нектара и изменение поведения при обработке нектара после обработки инсектицидом. Фунгициды и гербициды, с другой стороны, привели к менее интенсивному уходу за расплодом. «Такие изменения в поведении, вызванные экологически значимыми концентрациями средств защиты растений, могут ухудшить производительность и поддержание колоний и, в конечном итоге, их опылительные услуги», — говорит Утхофф.

Для проверки воздействия средств защиты растений на водных организмов исследователи использовали метод скрининга на основе поведения на модели эмбрионов зебрафиш. Это позволяет быстро тестировать химические вещества на наличие нейроактивности, включая изменение процессов обучения и памяти.

Помимо индивидуального воздействия средств защиты растений, эмбрионы рыб также подвергались воздействию различных концентраций смеси инсектицид-гербицид-фунгицид, которая была обнаружена в небольших ручьях в Германии. Воздействие вызвало явные и специфические изменения в их поведении. При низкой концентрации смеси эмбрионы рыб проявляли поведение, которое обычно вызывалось только гербицидом.

При более высоких концентрациях той же смеси это поведение не усиливалось, а заменялось. Личинки рыб теперь вели себя так же, как при воздействии фунгицида. «Работа также демонстрирует, что смеси одновременно присутствующих средств защиты растений способны изменять поведение организмов при экологически значимых концентрациях. Это подтверждает концепцию о том, что для лучшей защиты животных в окружающей среде в химических регламентах должны быть установлены допустимые уровни воздействия на основе совокупного риска», — говорит профессор Тамара Таль, экотоксиколог UFZ и соруководитель исследования.

«Эффекты, которые мы смогли измерить у этих животных, показывают, что фактическое экологическое воздействие средств защиты растений гораздо более масштабное, чем предполагалось ранее», — говорит фон Берген.

Исследователи призывают к интеграции более актуальных поведенческих тестов для химических веществ в низких концентрациях в системы оценки риска применения средств защиты растений. Это поможет выявить критические вещества и лучше защитить нецелевые организмы, способствуя сохранению биоразнообразия в сельскохозяйственных ландшафтах.

Предоставлено Центром экологических исследований им. Гельмгольца (UFZ)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте