Polinización de cultivos Expone las abejas a los pesticidas que altera su susceptibilidad al patógeno intestinal Nosema ceranae
Abstracto
Los recientes descensos en las poblaciones de abejas y la creciente demanda de los cultivos de insectos de polinización aumentan las preocupaciones sobre la escasez de polinizadores.La exposición a pesticidas y patógenos pueden interactuar para causar fuertes efectos negativos en las colonias manejadas de abejas. Estos hallazgos son de gran preocupación, dado el gran número y altos niveles de pesticidas que se encuentran en las colonias de abejas. Por lo tanto, es crucial para determinar cómo las combinaciones y cargas de pesticidas de campo pertinentes afectan la salud de las abejas. Hemos recogido polen de las colmenas de abejas en siete de los principales cultivos para determinar 1) qué tipos de pesticidas abejas están expuestos a cuando fue retirado para la polinización de diversos cultivos y 2) cómo las mezclas de plaguicidas sobre el terreno pertinentes afectan la susceptibilidad de abeja para el intestino del parásito Nosema ceranae . Nuestras muestras representan polen recogido por las cosechadoras de forraje para el uso de la colonia, y no indican necesariamente papeles recolectores "como polinizadores. En arándano, arándano, pepino, calabaza y sandía abejas recogen el polen casi exclusivamente de hierbas y flores silvestres durante nuestro muestreo. Por lo tanto más se debe prestar atención a cómo las abejas melíferas están expuestos a los pesticidas fuera del campo en el que se encuentre. No se detectaron 35 pesticidas diferentes en el polen muestreado, y encontramos altas cargas fungicidas. Los insecticidas esfenvalerato y fosmet estaban en una concentración mayor que la dosis letal media en al menos una muestra de polen. Mientras que los fungicidas son vistos típicamente como bastante seguro para las abejas de miel, encontramos una mayor probabilidad de Nosema infección en las abejas que el polen se consume con una mayor carga de fungicidas. Nuestros resultados ponen de manifiesto la necesidad de una investigación sobre los efectos subletales de fungicidas y otros productos químicos que las abejas colocados en un entorno agrícola están expuestos.
Cita: JS Pettis, Lichtenberg EM, Andree M, Stitzinger J, Rose R, et al. (2013) La polinización de cultivos Expone Abejas de la miel a los pesticidas que altera su susceptibilidad al patógeno intestinal Nosema ceranae . PLoS ONE 8 (7): e70182. doi: 10.1371/journal.pone.0070182
Editor: Fabio S. Nascimento, Universidade de São Paulo, Facultad de Filosofía Ciencias y Letras de Ribeirão Preto, Brasil
Recibido: 25 de marzo 2013; Aceptado: 16 de junio 2013, Publicado: 24 de julio 2013
Articulo completo: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0070182
Figura 5. Probabilidad de Nosema infección aumentó con fungicida cargar en el polen consumido.
Los histogramas muestran el número de abejas con (parte superior) y sin (parte inferior)Nosema esporas como una función de la carga fungicida en el polen que fueron alimentados. La curva muestra la probabilidad predicha de Nosema infección.
doi: 10.1371/journal.pone.0070182.g005Discusión
Los resultados de este estudio ponen de relieve varios patrones que merecen una mayor atención. En primer lugar, a pesar de ser alquilada para la polinización de cultivos específicos, las abejas no siempre regresan al nido con polen corbicular de esos cultivos. Estos resultados apoyan otras investigaciones con abejas melíferas y abejas nativas que indican que en algunos cultivos de abejas nativas pueden ser los polinizadores más eficientes [45] . En segundo lugar, fungicidas estaban presentes en niveles elevados en ambos cultivos y el polen no cosecha recolectado por las abejas. En tercer lugar, dos fungicidas (clorotalonil y piraclostrobina) y dos acaricidas utilizados por los apicultores para controlar la infestación de varroa (amitraz y fluvalinato) tuvieron un efecto pronunciado sobre las abejas "capacidad de resistir la infección del parásito. La investigación sobre los efectos de los plaguicidas sobre la salud de abejas se ha centrado casi exclusivamente en los insecticidas (por ejemplo, fipronil [15] y los neonicotinoides imidacloprid [13] , [14] y el tiacloprid [15] ). Por último, varias muestras de polen individuales contenían cargas más altas que la dosis letal mediana para un pesticida específica. Mientras que varios estudios han demostrado efectos negativos de los plaguicidas específicos sobre la miel de abejas individuales y salud de las colonias [14] , [15] , [22] , [26] y la alta exposición a los pesticidas [27] , [28] , el nuestro es el primero en demostrar lo real que las mezclas de polen plaguicidas mundo afecta salud de las abejas de miel.
Nuestros resultados muestran que los apicultores deben tener en cuenta no sólo los regímenes de pesticidas de los campos en los que están poniendo sus abejas, sino también programas de rociar cerca de los campos que pueden contribuir a la dispersión de pesticidas sobre las malezas. Las abejas en nuestro estudio recogen el polen de diversas fuentes, a menudo no para recoger el polen del cultivo en cuestión ( . Fig. 1 ). Todo el polen no objetivo que hemos sido capaces de identificar a nivel de género o de la especie era de flores silvestres ( Tabla S1 ), lo que sugiere las abejas estaban recolectando grandes cantidades de polen de las malezas que rodean nuestros campos de actividad. Las dos excepciones fueron las colmenas situadas en huertos de almendros y manzanos. Flores de almendro a principios de año, y almendros son grandes, proporcionando así las abejas con poco acceso a otras flores.Las abejas de miel rara vez recogen el polen de arándano o arándano flores, que sólo liberan grandes cantidades de polen después de haber vibrado por las abejas que visitan (buzz polinización) [46] , [47] . Las abejas no son capaces de polinización zumbido y por lo tanto es poco probable que recoger grandes cantidades de polen de estas plantas para traer de vuelta a la colonia. Los abejorros, que puede polinizar buzz, recogen el polen principalmente arándanos cuando se colocan en campos de arándanos [48] . Curiosamente, los dos cultivos que han visto los altos niveles de recogida de polen de abejas de miel son los cultivos del Viejo Mundo que se desarrollaron con las abejas como polinizadores naturales. Los cultivos nativos del Nuevo Mundo, donde se han introducido las abejas, dieron poco o ningún polen en nuestras muestras.
Es posible que las abejas fueron expuestos a los plaguicidas, mientras que la recolección de néctar de nuestros cultivos focales, incluso cuando no detectamos el polen de los cultivos.Debido a las trampas de polen recogen sólo polen corbicular destinen al consumo de la colonia, nuestros datos indican sólo las flores de la que las abejas están recolectando polen activamente y no todas las flores que visitaron. Varios estudios han detectado pesticidas en el néctar y el polen de flores [49] , [50] , a veces en concentraciones con efectos subletales sobre la miel y abejorros [51] , [52] . Las abejas pueden recoger néctar de arándanos y arándanos flores a través de visitas legítimos o "robar" a través de las ranuras cortadas en la base de corolas de flores [53] . Sin embargo, la exposición a los plaguicidas a través de néctar puede ser improbable en el pepino, la calabaza y la sandía. Apicultores a menudo informan escasa producción de miel en sus colmenas se colocan en estos cultivos (obs pers.).
La combinación de altas cargas de pesticidas y el aumento de Nosema las tasas de infección en las abejas que consumen mayores cantidades de fungicidas clorotalonil y pyraclostrobin sugieren que algunos fungicidas tienen un mayor impacto sobre la salud de las abejas que se pensaba. Nosema infección fue más del doble de probabilidad (riesgo relativo> 2 ) en las abejas que consumen estos fungicidas que en abejas que no lo hicieron. La investigación sobre los efectos subletales de los plaguicidas sobre las abejas se ha centrado casi exclusivamente en los insecticidas neonicotinoides, en especial [54] . En nuestro estudio, los neonicotinoides entraron en el nido sólo a través del polen de manzana. Sin embargo, encontramos fungicidas a altas cargas en nuestros cultivos incluidos en la muestra. Mientras que los fungicidas son típicamente menos letal para las abejas que los insecticidas (véase LD50 valores en la Tabla 2 ), estas sustancias químicas aún tienen potencial de letales [55] y los efectos subletales. En efecto, los fungicidas clorotalonil (que se encuentra en altas concentraciones en nuestras muestras de polen) y miclobutanil intestino aumenta la mortalidad celular en el mismo grado como imidacloprid [56] , un insecticida con numerosos efectos sub-letales (por ejemplo, [21] , [57] ). La exposición a fungicidas también puede hacer que las abejas más sensibles a los acaricidas, la reducción de dosis letales medial [58] . En nuestro estudio, el polen consumir con cargas más altas de fungicidas aumento de la susceptibilidad a las abejas Nosema infección. Este resultado es probablemente impulsado por cargas clorotalonil. El pesticida con el riesgo relativo más alto fue el fungicida piraclostrobina. Abejas que el polen se consume contiene pyraclostrobin eran casi tres veces más probabilidades (riesgo relativo = 2,85, IC del 95%: 2,16 a 3,75; Tabla 2 ) que las abejas el polen sin consumir esta sustancia química a infectarse después de Nosema exposición.Nuestros resultados muestran la necesidad de pruebas de los efectos subletales de los plaguicidas sobre las abejas, y defensora de las pruebas más ampliamente que los insecticidas que son los objetivos de la mayoría de las investigaciones en curso.
Un tamaño similar aumento del riesgo de Nosema infección se asocia con el consumo de DMPF y fluvalinato, acaricidas aplicados por los apicultores para ayudar a controlar el altamente destructivo varroa mite [3] . La ruta de la aplicación en la colmena de estos acaricidas al polen de cazadores-recolectores que regresan a la colmena no está claro. Se espera que una práctica cada vez más popular, girando los peines de colmenas para eliminar los plaguicidas acumulados, para reducir los niveles de acaricidas en las colmenas, y se espera que disminuirá la propagación de estos productos químicos al medio ambiente. Como posibles fuentes extra-nido, sin embargo, frenarían los esfuerzos para reducir la acumulación de acaricida y retardar el desarrollo de resistencia a estos productos químicos.
Los valores de riesgo relativo insecticidas mostraron un patrón interesante: la separación de dirección de la familia insecticida. Dentro de una familia, riesgo relativo valores significativamente diferentes del uno eran casi todos en la misma dirección. La formamidina (DMPF) y dos de los tres los piretroides (bifentrina y fluvalinato, pero no esfenvalerato) se asociaron con un aumento del riesgo de Nosema infección. El carbamato (carbaril), todos los neonicotinoides (acetamiprid, imidacloprid y tiacloprid), organofosforados (coumaphos, diazinon y fosmet) y la oxadiazina (indoxacarb) se asociaron con un menor riesgo de Nosema infección.Esfenvalerato y coumaphos previamente se han encontrado para ser asociado a colmenares sin Colony Collapse Disorder [59] . Estos patrones sugieren que los mecanismos de acción insecticidas "tienen efectos diferenciales en la miel de abeja funcionamiento inmune. Debido al relativamente pequeño número de plaguicidas que encontramos en cada familia insecticida, sin embargo, un muestreo adicional es necesaria para determinar la solidez de este patrón es.
El gran número de pesticidas encontrados por muestra y las altas concentraciones de algunos pesticidas son preocupantes. En primer lugar, dos muestras de polen contenían un pesticida cada uno a una concentración mayor que la dosis letal media. Esfenvalerato (LD 50 = 0,13 ppm) se midió a 0.216 ppm en el polen recogido por las abejas en un campo de pepino y fosmet (LD 50 = 8,83 ppm) a 14,7 ppm en un huerto de manzanas. Mientras que las cargas medias de estos plaguicidas están muy por debajo de sus respectivas dosis letales medias (0,0169 ppm para esfenvalerato, 0,7987 ppm para el fosmet), nuestros datos indican algunas colonias de abejas están expuestas a muy altos niveles de estas sustancias químicas. En segundo lugar, la investigación sugiere que la exposición simultánea a múltiples pesticidas disminuye las dosis letales [58] , [60] o los aumentos de las tasas supersedure (queen reemplazo) [61] . Nuestras muestras de polen contienen un promedio de nueve plaguicidas diferentes, que van de hasta 21 pesticidas en un campo de arándanos. LD Así publicados 50valores no pueden indicar con precisión toxicidad de los plaguicidas en el interior de una colmena que contiene grandes cantidades de pesticidas. Las investigaciones sobre los efectos aditivos y sinérgicos entre múltiples pesticidas es claramente necesario. En tercer lugar, los pesticidas pueden tener efectos sub-letales en desarrollo, la reproducción, el aprendizaje y la memoria, y el comportamiento de forrajeo. Las cargas imidacloprid medio y máximo en nuestras muestras (0,0028 y 0,0365 ppm, respectivamente) son más altos que algunas concentraciones imidacloprid publicados con efectos subletales sobre la miel y abejorros (0,001 a 0,0098 ppm [21] , [54] , [62] ).
No es de extrañar que la recaudación total de polen varía según el cultivo. Los niveles de actividad de forrajeo abeja varían con el tiempo [63] , por lo que los resultados de las mediciones a corto plazo pueden ser sensibles a la temperatura, la nubosidad y la humedad durante la recolección de datos. Porque hemos recogido muestras de polen de diferentes partes del país y en diferentes días, las condiciones meteorológicas, sin duda, fueron diferentes entre los cultivos. Tiempo de floración de cultivos y la disponibilidad de flores a nivel de paisaje también pueden afectar los niveles de actividad de las abejas. Nos hemos centrado nuestro análisis en las variables menos afectados por estos factores, tales como la diversidad de tipos de polen que se encuentran en las muestras y la proporción de una muestra que fue desde el cultivo objetivo.
Nuestros resultados son consistentes con los análisis de plaguicidas publicados anteriormente de polen recogido por las abejas o material de nido de abeja de la miel [16] , [18] , [27] . El muestreo más intensivo y geográficamente más diverso de Mullin et al. [27] dio lugar a casi el triple del número de pesticidas hemos encontrado, pero el número promedio de pesticidas por muestra (7.1) es ligeramente menor que nuestro 9.1. En nuestro estudio y los enumerados anteriormente, los plaguicidas aplicados por los apicultores para controlar las plagas de la colmena estaban presentes en una gran proporción de las muestras, a menudo en cantidades más altas que la mayoría de los pesticidas que se aplican a los cultivos.
Los resultados combinados de varios estudios recientes de los efectos específicos de los pesticidas sobre Nosema dinámica de la infección [13] - [15] indican que una interacción perjudicial ocurre cuando las abejas están expuestas a los plaguicidas y para Nosema . Los resultados específicos varían, y pueden depender del pesticida o dosis utilizada. Por ejemplo, las abejas expuestas al imidacloprid y Nosema pueden tener menor recuento de esporas que las abejas sólo infectadas con el patógeno, pero también exhiben obstaculizado el funcionamiento inmune [13] . Nuestro estudio de mejora de las metodologías anteriores al alimentarse del polen con las mezclas de plaguicidas en el mundo real y los niveles que representen verdaderamente los tipos de exposición que se espera con la polinización de los cultivos agrícolas. El aumento significativo de Nosema infección tras la exposición a los fungicidas en el polen que encontramos por lo tanto, indica una necesidad urgente de más investigación sobre los efectos letales y subletales de fungicidas en las abejas. Dada la diversidad de las vías de exposición a los pesticidas que mostramos y la creciente evidencia de que los pesticidas se mezcla abejas daño [16] , hay una urgente necesidad de una mayor investigación sobre los mecanismos que subyacen a los pesticidas pesticidas y plaguicidas enfermedad efectos sinérgicos sobre la salud de las abejas de miel.
Fuente: http://www.plosone.org
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