Včely medonosné ve Spojených státech umírají vysokou rychlostí již více než deset let a zemědělské pesticidy – včetně fungicidů, herbicidů a insekticidů – jsou často uváděny jako hlavní viníci. Až dosud se většina vědeckých studií zabývala pesticidy jeden po druhém, spíše než aby zkoumala účinky vícenásobného vystavení pesticidům v reálném světě v kolonii.
Nová studie je první, která systematicky hodnotí množství pesticidů, které se hromadí ve včelstvech. Vědci zjistili, že počet různých pesticidů v kolonii – bez ohledu na dávku – úzce koreluje se smrtí kolonie. Výsledky také naznačují, že některé fungicidy, často považované za bezpečné pro včely, korelují s vysokou mírou úhynu včelstev. Studie se objevila online 15. září 2016 v časopise Nature Scientific Reports.
„Naše výsledky narážejí na jeden ze základních principů toxikologie: že dávka vytváří jed,“řekl Dennis vanEngelsdorp, odborný asistent entomologie na UMD a hlavní autor studie. "Zjistili jsme, že počet různých sloučenin byl vysoce prediktivní pro úhyn včelstev, což naznačuje, že přidání více sloučenin nějak překonává schopnost včel detoxikovat se."
Výzkumníci sledovali 91 včelstev, která vlastnili tři různí migrující komerční včelaři, po celou zemědělskou sezónu. Kolonie zahájily svou cestu na Floridě a přesunuly se po východním pobřeží a poskytovaly služby opylování pro různé plodiny podél cesty. Strávili také čas na místech určených k produkci medu a také v „chovných oblastech“, kde včelaři připravují velké množství kolonií pro nadcházející smlouvy o opylení.
V průběhu sezóny se do kolonií dostalo celkem 93 různých pesticidních sloučenin, které se nahromadily ve vosku, ve zpracovaném pylu známém jako včelí chléb a v tělech včelích kojenců. Na každé zastávce podél trasy včelařů výzkumníci hodnotili tři různé parametry v každé kolonii: celkový počet pesticidů; celkový počet „relevantních“pesticidů (definovaných jako pesticidy nad minimální prahovou hodnotou toxicity); a „nebezpečný kvocient“každé kolonie, což je opatření navržené jinými výzkumníky k integraci celkového nebezpečí, které pro každou kolonii představuje kumulativní toxicita všech přítomných pesticidů.
Všechna tři měření korelovala s vyšší pravděpodobností úhynu včelstva nebo selhání matky. Kromě toho vědci našli v každém vzorku včelího chleba 5 až 20 různých reziduí pesticidů, které překračovaly bezpečnostní práh rizikového kvocientu. Nejvyšší počet pesticidů se nahromadil ve včelstvech brzy, krátce poté, co včelaři umístili včelstva do časně kvetoucích plodin, jako jsou jablka a borůvky. Zastávky při výrobě medu a prostory pro držení poskytly včelám úlevu od další kontaminace.
Výsledky studie také naznačují, že některé fungicidy, které v laboratorních studiích vedly k úmrtnosti larev včel, by mohly mít toxické účinky na přežití včelstev na poli. V současné studii pesticidy s určitým způsobem účinku také odpovídaly vyšší úmrtnosti včelstev. Například fungicidy, které jsou nejtěsněji spojené s úhynem královen a mortalitou včelstev, narušily steroly – sloučeniny, které jsou nezbytné pro vývoj a přežití hub.
„Byli jsme překvapeni, když jsme našli takové množství fungicidů uvnitř úlů, ale ještě překvapivější bylo zjištění, že fungicidy jsou spojeny s bezprostřední úmrtností včelstev,“řekla Kirsten Traynorová, postdoktorandka v oboru entomologie na UMD a hlavní autor studie. "Tyto sloučeniny byly dlouho považovány za bezpečné pro včely. Vidíme je ve vyšších dávkách, než jaké včelaři aplikují přímo na včelstva k hubení roztočů varroa. To je tedy obzvláště znepokojivé."
Současná studie si vypůjčuje koncept z výzkumu rakoviny u lidí: „exposome“, neboli souhrn chemických látek, kterým je organismus vystaven během svého života. Ale místo toho, aby se dívali na jednotlivé včely, vědci hodnotili každou kolonii jako jeden „superorganismus“, který funguje jako jediná soudržná jednotka.
V tomto rámci vědci sledovali úhyn včelích matek, což je život ohrožující událost pro včelstvo jako celek. V některých případech je kolonie schopna vytvořit novou královnu, ale pokud toto úsilí selže, celá kolonie zemře. V této studii včelstva s velmi nízkou kontaminací pesticidy ve vosku nezaznamenala žádnou událost s matkou, zatímco všechna včelstva s vysokou kontaminací pesticidy ve vosku ztratila matku během včelařské sezóny.
"Toto je v současné době pro včelaře obrovský problém. Není tomu tak dávno, kdy královna obvykle vydržela až dva roky. Nyní však mnoho komerčních včelařů každé jaro nahrazuje královny alespoň v polovině svých včelstev v naději, že to zabrání předčasnému úmrtí královny,“vysvětlil Traynor. "I s takovými opatřeními mnoho královen stále nepřežije jednu sezónu."
Výzkumný tým nenašel významný příspěvek neonikotinoidních pesticidů. Tyto sloučeniny, odvozené od nikotinu, jsou v současnosti jedny z nejběžnějších pesticidů používaných na celém světě. Kvůli jejich všudypřítomnému použití získaly neonikotinoidy významnou mediální pozornost pro jejich potenciální roli při úbytku včel.
"Prostě jsme v koloniích nenašli neonikotinoidy," vysvětlil vanEngelsdorp. "V několika vzorcích byly nějaké stopové zbytky neonikotinoidů, ale zdaleka ne na úrovni jiných sloučenin. Je však možné, že jsme netestovali správnou matrici - netestovali jsme například nektar - nebo že se produkt rychleji rozkládá." než ostatní v procesu sběru nebo že neonikotinoidy prostě nejsou příliš rozšířené, když plodiny kvetou."
Protože se průmyslové postupy od doby, kdy výzkumníci shromáždili data pro tuto studii, změnily, Traynor a vanEngelsdorp uznávají, že další výzkum by mohl odhalit nové vzorce ve vztahu mezi pesticidy a zdravím včel. Ale současná studie přesto nabízí některé důležité poznatky pro včelaře i farmáře.
„Musíme vymyslet způsoby, jak snížit množství produktů, kterým jsou včely vystaveny, a přitom stále pomáhat farmářům produkovat jejich plodiny,“řekl vanEngelsdorp."To bude vyžadovat pečlivé prozkoumání plánů postřiků, abychom se ujistili, že používáme pouze produkty, které potřebujeme, když je potřebujeme, abychom snížili počet produktů, kterým jsou včely vystaveny při opylování různých plodin."
