Czy środowisko miejskie, aby napewno, jest odpowiednie dla pszczół? Co z zanieczyszczeniami, które towarzyszą metropoliom. W naszym ostatnim artykule pisaliśmy o metalach ciężkich. W najnowszej odsłonie bloga chcemy podzielić się wynikami testów przesiewowych, które odnoszą się do zawartości neonikotynoidów w miodzie z warszawskiego Mokotowa. Zanim jednak zaczniemy, warto powiedzieć kilka słów o tym, czym są neonikotynoidy i jaki wpływ mają na pszczoły (nie tylko miodne).

Neonikotynoidy stanowią grupę substancji chemicznych zaklasyfikowanych jako neuroaktywne insektycydy, ściśle związane pod względem struktury chemicznej z nikotyną. Stanowią relatywnie nową kategorię środków owadobójczych, wprowadzoną na rynek w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat. W ostatnim okresie kilka z tych związków zostało zakazanych w niektórych krajach w związku z dowodami wskazującymi na negatywny wpływ pestycydów na masowe wymieranie populacji pszczół.

 Miód na świecie zanieczyszczony przez neonikotynoidy (Mitchel i in., 2017).

Mitchel i in. (2017) wykazali, że 75% ze 198 analizowanych próbek miodu z całego świata, zawierało mierzalne ilości co najmniej jednego neonikotynoidu. Zawartość pestycydów różnicowała się w zależności od regionu: najwyższy odsetek zanieczyszczonych próbek miodu odnotowano w Ameryce Północnej (86%), Azji (80%) i Europie (79%). Trzydzieści procent wszystkich próbek zawierało pojedynczy neonikotynoid, 45% zawierało od dwóch do pięciu pestycydów, a 10% zawierało cztery lub pięć substancji chemicznych. Maksymalne stężenie, jakie odnotowano, wyniosło 56 ng/n. Próbka z Polski (okolice Białowieży) wykazała obecność acetomipridu (29,31 ng/g), klotianidinu (0,13 ng/g), imidaklopridu (0,15 ng/g), tiaklopridu (25,34 ng/g) oraz tiametoksamu (1,42 ng/g). 

Mediana i zakres całkowitych stężeń pięciu analizowanych neonikotynoidów w próbkach miodu, które wykazały pozytywny wynik zanieczyszczenia pestycydami na każdym kontynencie (Mitchel i in., 2017).

Średnie stężenie pestycydów (1,8 ng/g), mieściło się w zakresie bioaktywności, które powoduje deficyty w uczeniu się, zachowaniu i wydajności kolonii pszczół miodnych (Mitchel i in., 2017). Moffat i in. 2015 wykazują, że trzmiele (Bombus terrettris audax), które karmiono neonikotynoidami w stężeniu 2,1 ng/g (10nM), w ciagu 3 dni zgromadziły w swoich mózgach między 4 a 10 nM pestycydów. Ostatecznie, rodziny narażone na taki poziom pestycydów wykazują silne zaburzenia w trakcie rozwoju kolonii.

Neonikotynoidy działają na ciała grzybkowate znajdujące się w mózgu pszczoły miodnej, wspierające uczenie się i orientację przestrzenną. Wpływają na zdolność do zbierania pyłku, umiejętność nawigacji i skuteczność powrotu do ula (Tison i in., 2016; Whitehorn i in., 2017).

Jak się okazuje, pestycydy mogą również wpływać na życie społeczne owadów, które wykorzystują interakcje do koordynacji swoich działań. Pszczoły, którym podawano roztwór cukru z dodatkiem neonikotynoidu, przestawały się wzajemnie karmić! Podobny efekt został osiągnięty w relacjach między królową a robotnicami pszczół bezżądłowych Plebeia droryana potym, jak do pożywki dodano imidakloprid o stężeniu 6500 µg/l (Otesbelgue i in., 2018).

Połączenie pestycydów z innymi czynnikami takimi jak grzyby czy pasożyty dla kolonii pszczelej może się okazać śmiertelne w skutkach. 

Mikrosporydia Nosema ceranae w połączeniu z imidaklopridem powodowały skumulowanie szkodliwego działania na pszczoły, czego efektem był wzrost śmiertelności rodzin pszczelich. Narażenie na neonikotynoidy sprzyjało również rozwojowi roztoczy Varroa destructor wewnątrz kolonii, co prowadziło do skrócenia życia dorosłych pszczół powstałych z zarażonych larw (Wu i in., 2011). Stwierdzono również, efekt synergii Varroa destructor i imidaklopridu, który wpływa na zdolność lotu pszczół miodnych. Kolonie narażone na silną inwazję V. destructor latały na krótsze odległości, a efekt ten był spotęgowany przez wzrastające stężenie pestycydu (Blanken i in., 2015).

Wielu badaczy badało subletalne efekty neonikotinoidów na odporność osobniczą, która może być jednym z czynników prowadzących do upadku kolonii pszczelich. Niektóre pestycydy jak na przykład klotianidin lub imidakloprid szkodliwie wpływają na mechanizmy obronne układu odpornościowego pszczół (Prisco i in., 2013; Thompson i in., 2013; Goulson 2015). Brandt i in. (2016) wykazali negatywny wpływ imidaklopridu, tiaklopridu i klotianidinu na liczbę hemocytów, gojenie się ran oraz aktywność przeciwmikrobiologiczną.

Określenie wartości progowych, poniżej których neonikotynoidy nie wpływałyby na życie pszczół, jest niezwykle trudne. Ponadto wciąż nieznany pozostaje efekt synergii insektycydów. Permanentne narażenie pszczół na działanie tych środków chemicznych najprawdopodobniej było/jest jedną z przyczyn masowego ginięcia pszczół (CCD – Colony Collapse Disorder).

Do wykrycia neonikotynoidów w miodzie z Mokotowa wykorzystaliśmy przesiewowe testy LFD (Lateral Flow Device) opracowane przez Uniwersytet Zhejiang i dostarczanych wyłącznie do projektu B-GOOD (w którym bierzemy udział). Test jest bardzo prosty i wymaga od nas minimalnego przygotowania próbki. Próbkę miodu o masie jednego grama rozpuszczamy w 9 ml wrzącej wody. Doprowadzamy roztwór do temperatury pokojowej, a następnie przy pomocy kroplomierza umieszczamy po dwie krople w kanałach urządzenia.

Po 10 minutach na paskach pomiarowych pojawiają się linie kontrolne (C) i testowe (T). Obecność linii kontrolnej oznacza, że test jest prawidłowy; obecność linii testowej oznacza, że roztwór jest wolny od neonikotynoidów. Poniższe zdjęcie ilustruje, jak interpretować wynik testu.

Różnorodna roślinność, zarówno użytkowa, jak i ozdobna, w mieście stanowi bardzo dobrą bazę pożytkową dla pszczół. Dostęp do zróżnicowanego pyłku korzystnie wpływa na rozwój ich układu odpornościowego. Ważne jest, aby pokarm, który wykorzystują, był wolny od zanieczyszczeń, w tym głównie od neonikotynoidów, które już w niewielkich dawkach mogą okazać się śmiertelne dla rodzin pszczelich. Odpowiadając na pytanie postawione w tytule: czy miasto może być oazą dla pszczół? Wydaje się, że jak najbardziej tak!

Literatura:

Blanken, L. J., van Langevelde, F., & van Dooremalen, C. (2015). Interaction between Varroa destructor and imidacloprid reduces flight capacity of honeybees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 282(1820), 20151738.

Brandt, A., Gorenflo, A., Siede, R., Meixner, M., & Büchler, R. (2016). The neonicotinoids thiacloprid, imidacloprid, and clothianidin affect the immunocompetence of honey bees (Apis mellifera L.). Journal of insect physiology, 86, 40-47.

Goulson, D. (2015). Neonicotinoids impact bumblebee colony fit- ness in the field, a reanalysis of the UK’s Food & Environment Research Agency 2012 experiment. PeerJ3, 3, e854.

Mitchell, E. A., Mulhauser, B., Mulot, M., Mutabazi, A., Glauser, G., & Aebi, A. (2017). A worldwide survey of neonicotinoids in honey. Science, 358(6359), 109-111.


Moffat, C., Pacheco, J. G., Sharp, S., Samson, A. J., Bollan, K. A., Huang, J., ... & Connolly, C. N. (2015). Chronic exposure to neonicotinoids increases neuronal vulnerability to mitochondrial dysfunction in the bumblebee (Bombus terrestris). The FASEB Journal, 29(5), 2112.


Otesbelgue, A., Santos, C. F., & Blochtein, B. (2018). Queen bee acceptance under threat: Neurotoxic insecticides pro- voke deep damage in queen-worker relationships. Ecotoxicology and Environmental Safety, 166, 42–47.

Prisco, G. D., Cavaliere, V., Annoscia, D., Varricchio, P., Caprio, E., Nazzi, F., Gargiulo, G., & Pennacchio, F. (2013). Neonicotinoid clothianidin adversely affects insect immunity and promotes rep- lication of a viral pathogen in honey bees. Proceedings of the National Academy of Sciences of Sciences , 110(46), 18466–18471.

Tison, L., Hahn, M., Holtz, S., Ro€ßner, A., Greggers, U., Bischoff, G., & Menzel, R. (2016). Honey bees’ behavior is impaired by chronic exposure to the neonicotinoid thiaclo- prid in the field Environmental Science Technology

Thompson, H., Harrington, P., Wilkins, S., Pietravalle, S., Sweet, D., & Jones, A. (2013). Effects of neonicotinoids seed treatments on bumble bee colonies under field conditions. Food Environment Research Agency.

Whitehorn, P. R., Wallace, C., & Marin, M. V. (2017). Neonicotinoid pesticide limits improvement in buzz pollin- ation by bumblebees. Scientific Reports, 7(1), 155–162.

Wu, J. Y., Anelli, C. M., & Sheppard, W. S. (2011). Sub-lethal effects of pesticide residues in brood comb on worker honey bee (Apis mellifera) development and longevity. PLoS One, 6(2).