Влияние воздействия пестицидов на здоровье опылителей может быть более сложным, чем первоначально считалось, считает группа исследователей из Колледжа сельскохозяйственных наук штата Пенсильвания, которые недавно опубликовали статью на эту тему в Буквы по биологии.

В ходе исследования ученые изучили воздействие имидаклоприда, распространенного инсектицида, на шмелей. Они обнаружили, что в то время как воздействие инсектицида было связано с более короткой продолжительностью жизни и снижением размножения, низкие дозы также были связаны с тем, что новые матки дольше выживали в диапаузе.

Этот феномен гормезиса, когда низкие дозы обычно смертельного токсина на самом деле приносят пользу насекомому, плохо изучен опылителями, и эти краткосрочные выгоды часто имеют свою цену, сказала Этья Амсалем, доцент энтомологии в Университете штата Пенсильвания и ведущий автор исследования.

«Если гормезис останется непризнанным, это может привести к ошибочному выводу о том, что определенные пестициды приносят пользу пчелам», — сказал Амсалем. «Такое заблуждение опасно, учитывая хорошо задокументированные негативные эффекты имидаклоприда и компромиссы, связанные с гормональными реакциями, где краткосрочные выгоды сочетаются с долгосрочной физической формой».

Амсалем добавил, что полезной аналогией гормезиса является кофеин: в небольших количествах он может быть полезен, но при высоких дозах он становится токсичным.

«Даже низкие дозы могут иметь непредвиденные эффекты, такие как нарушение сна», — сказала она. «Точно так же, как любители кофе должны знать о его многочисленных последствиях, исследователи и политики должны учитывать гормезис при оценке воздействия пестицидов на опылителей».

По словам исследователей, местные королевы шмелей Пенсильвании особенно уязвимы к внешнему давлению, такому как суровые зимы. Королева шмелей должна пройти через диапаузу — стадию покоя, которая позволяет насекомому выдерживать суровые условия окружающей среды, — чтобы дожить до весны, когда она сможет основать новую колонию.

Более 75% жизни королевы шмелей может быть проведено в диапаузе — значительный промежуток времени, когда пчела сталкивается с экстремальными температурами, возможными инфекциями и голодом. И если она не переживет этот период, она не сможет основать новую колонию шмелей, а это означает, что мир может потерять до сотни потенциальных опылителей с каждой умирающей королевой.

«Но диапауза плохо изучена», — сказал Амсалем. «И несмотря на то, что большинство опылителей переживают зимнюю диапаузу, оценки риска пестицидов обычно сосредоточены на активных сезонах пчелы, упуская из виду значительную часть жизненного цикла пчелы».

Известно, что в активные сезоны пестициды оказывают пагубное воздействие на опылителей, сказал Амсалем. Многие пестициды могут растворяться в воде, где растения могут поглощать и транспортировать их в пыльцу и нектар. Когда это происходит, остатки пестицидов могут быть собраны полезными насекомыми, такими как пчелы и другие опылители. Такое воздействие пестицидов может привести к немедленной смерти или сокращению продолжительности жизни и неспособности к размножению.

Чтобы оценить воздействие одного из наиболее широко используемых неоникотиноидных пестицидов, имидаклоприда, как во время активного сезона, так и во время диапаузы, исследователи смешали имидаклоприд с сахарной водой и скармливали раствор шмелям. Затем они оценили общую продолжительность жизни самцов, рабочих и маток и измерили репродуктивную продуктивность у самок.

«Результаты были простыми: более высокие концентрации привели к сокращению продолжительности жизни и меньшему количеству потомства, что является типичной и ожидаемой реакцией пчел на неоникотиноиды», — сказал Амсалем, отметив, что, хотя неоникотиноиды запрещены в Европе, они составляют около четверти мирового рынка пестицидов.

Амсалем сказал, что то, что произошло дальше, было немного более удивительным.

«Во втором эксперименте мы кормили кошек сублетальными концентрациями имидаклоприда, вызывали диапаузу, помещая их в холодильник, и контролировали выживаемость еженедельно», — сказала она. «Удивительно, но мы обнаружили, что сублетальное воздействие имидаклоприда на самом деле улучшило выживаемость королев».

Исследователи обнаружили, что эти королевы оказались неожиданно более устойчивыми к суровым зимним условиям после воздействия пестицидов.

Амсалем рекомендовал учитывать эти результаты в оценке рисков и стратегиях управления охраной окружающей среды для шмелей. Она также утверждала, что эти гормональные реакции нуждаются в дальнейшем изучении, чтобы оценить причины, по которым эти реакции возникали. Знание механизма, по ее словам, может дать ученым более широкое понимание реакции насекомых на пестициды.

«Самое главное, мы должны стремиться к проведению тонкой науки, которая обеспечивает целостное понимание того, как стрессоры влияют на опылителей, обеспечивая более обоснованные усилия по сохранению окружающей среды», — сказал Амсалем.

Соавторами статьи были Натан Дерстайн, постдокторант, и Кэмерон Мюррей, научный сотрудник бакалавриата, оба из Университета штата Пенсильвания.