Застосування пестициду імідаклоприду погіршило репродукцію та приріст популяції бджіл Osmia lignaria. Оброблення препаратом дорослих комах зробило їх повільними та менш фертильними. Тоді як подвійне оброблення (на стадії личинки та дорослої комахи) ще більше зменшило продуктивність бджіл, що призвело до скорочення їхньої популяції майже у чотири рази. Тому для збереження біорізноманіття стратегія використання інсектицидів потребує корекції, зазначають американські науковці у статті, опублікованій у Proceedings of the National Academy of Sciences.
Wikimedia Commons
Чим шкідливий вплив інсектицидів на бджіл?
Безконтрольне застосування пестицидів, у тому числі інсектицидів, для масштабного знищення шкідників на полях та максимізації прибутків фермерських господарств має наслідком глобальне зменшення кількості комах. Це суттєво впливає на біорізноманіття екосистем та порушує функції їхніх ланок. Від інсектицидів гинуть не лише шкідники культурних рослин, а й інші види природної фауни, зокрема бджоли. Раніше уже було показано, що засоби проти комах-шкідників — неонікотиноїди — порушують сон джмелів та дрозофіл.
Про користь медоносних бджіл, які мають складну організацію взаємозв'язків, та їхнє використання у сільському господарстві відомо багато. Проте важливо підтримувати чисельність й інших видів бджіл, оскільки будь-який організм виконує свою роль у трофічних ланцюгах біоценозу. Не суспільні види бджіл також є корисними для людини, запилюючи декоративні садові культури, фруктові дерева тощо. Наприклад, осмії (Osmia) — неагресивні до людини, і активні запилювачі фруктових дерев, у яких, на відміну від медоносної бджоли, немає безплідних робочих особин. Тому садівники влаштовують штучні гнізда, щоб привабити осмій і отримати гарний врожай фруктів.
Яким чином бджоли страждають від інсектицидів? Ці речовини наносять на насіння або безпосередньо розпилюють на ґрунт. Тобто інсектициди потрапляють всередину рослинного організму, а отже — вони є і в пилку, і нектарі. Дорослі осмії харчуються ними, а також використовують пилок з нектаром при відкладанні яєць, забезпечуючи потомство поживою. Відомо, що у бджіл пестициди порушують пам'ять і процеси навчання, пригнічують репродуктивну функцію, зменшуючи чисельність нащадків. Проте менш дослідженою є пролонгована дія препаратів на організм комахи. Тому важливо визначити вплив пестицидів на усіх стадіях розвитку комах, з'ясувавши їхню дію на окремі дорослі особини або популяцію вцілому. Науковці Каліфорнійського університету в Девісі досліджували наслідки впливу інсектициду імідаклоприду на продуктивність бджіл.
Як досліджували вплив інсектицидів на бджіл?
Вчені вивчали вплив поширеного інсектициду імідаклоприду на показники життєдіяльності і приріст чисельності популяції бджіл, а також те, як дія препарату на личинковій стадії розвитку бджіл відобразиться на дорослих особинах. Об'єктом науковці обрали осмію блакитну (Osmia lignaria) — вид бджіл, особини якого мешкають поодиноко, не утворюючи груп і не будуючи спільних вуликів. Науковці встановили 16 кліток (кожна розміром як два невеликі автомобілі), посадивши в них три види польових квітів (Phacelia tanacetifolia, Phacelia ciliata, Collinsia heterophylla). У половині кліток дослідники обробили ґрунт інсектицидом.
Коли квіти зацвіли, дослідники випустили по вісім дорослих самок і 16 самців у кожну з кліток, що відповідає природному співвідношенню статей. Щоб самки мали куди відкладати яйця, були підготовлені гнізда — циліндричні отвори в деревині, а також доступний вологий ґрунт, потрібний самкам для улаштування кладки. Дорослі особини харчувалась пилком і нектаром рослин, які увібрали в себе інсектицид, а самки відкладали яйця у гніздах, забезпечуючи їх запасом того ж пилку і нектару, щоб новоутворені нащадки мали чим харчуватись.
Наступного року вчені знову обробили ґрунт інсектицидом у половині кліток. Контрольна група бджіл не піддавалась впливу інсектициду на жодній стадії розвитку. Загалом експеримент тривав два роки.
Схема дослідження. A — бджоли були випущені у 16 польових кліток. Клітки другого року були оброблені імідаклопридом (червоні) або необроблені (сині; контроль); і містили самок Osmia lignaria, які зазнали впливу імідаклоприду або не піддавались йому упродовж першого року дослідження. В — клітка з квітами (ліворуч); помічена маркером самка O. lignaria, що вилітає з гнізда (по центру); помічена маркером самка на квітці Phacelia tanacetifolia (праворуч). Clara Stuligross, Neal M. Williams / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021
Як вплинув інсектицид на бджіл на різних стадіях розвитку?
Вплив інсектицидів у дорослих особин проявився суттєвими змінами їхньої репродукції: зменшилася частка самок у новоутвореному потомстві, сповільнилися початок і припинення гніздування, знизилася швидкість підготовки гнізд. Бджоли, що зазнали впливу інсектициду (поточного року або минулого), також утворювали менш численне потомство. Самки, які харчувались забрудненими інсектицидом пилком і нектаром, були повільнішими і потребували більше часу, щоб знайти своє гніздо, а також відкладали меншу кількість яєць, ніж контрольна група.
Бджоли, які на стадії личинок піддавалися впливу інсектицидів, але на стадії дорослих особин не зазнали такого впливу, утворили на 30 відсотків менше нащадків, ніж контрольна група, яка ніколи не піддавалась впливу препаратів. Тобто, навіть одноразове застосування імідаклоприду може мати стійкий вплив на показники життєдіяльності та динаміку популяції. Науковці помітили, що дія імідаклоприду на личинкових стадіях виражалась у вже дорослих особин зменшенням кількості потомства. Проте вона не змінила здатність до гніздування, співвідношення статей у нащадків та швидкість формування гнізда.
У випадку, коли інсектициди впливали на бджіл на двох стадіях розвитку — на стадії личинки і дорослої особини — здатність бджіл до розмноження знижувалась ще більше. Ці комахи, що отримали подвійну дозу інсектициду упродовж двох років, відклали приблизно на 20 відсотків менше яєць, ніж комахи, які зазнали впливу інсектициду у дорослому віці; на 66 відсотків менше — ніж комахи, які зазнали впливу лише на стадії личинок; на 72 відсотки менше — ніж комахи контрольної групи. Зрештою чисельність популяції таких бджіл зменшилась у чотири рази у порівнянні з контролем.
Величина впливу інсектицидів на репродукцію була на 55 відсотків більшою, коли інсектицид діяв безпосередньо на дорослі особини поточного року, у порівнянні з тим, коли інсектицид вливав лише на стадії личинок. Науковці пояснюють таку різницю тим, що чутливість бджіл до пестицидів на різних стадіях життєвого циклу відрізняється.
Результати про згубний вплив широковживаного імідаклоприду на здатність одиночних видів бджіл до розмноження підтверджують вразливість комах до використання інсектицидів. Зумовлене імідаклопридом зниження фертильності може спричинити довгострокове скорочення чисельності популяцій бджіл у природі, де вони не захищені від хижаків і мають обмежений доступ до їжі. Шкідлива дія пестицидів, накопичуючись упродовж декількох життєвих стадій комах, може суттєво вплинути на ефективність запилення як дикорослих, так і культурних рослин та порушити баланс екосистем.