В последние десятилетия интенсивное сельское хозяйство стало важным аспектом пищевой промышленности, однако не все методы его реализации являются полностью безопасными для естественных экосистем и живых организмов. Одним из наиболее ярких примеров являются медоносные пчелы, которые играют ключевую роль в опылении растений и поддержании биологического разнообразия. Новое исследование объясняет, как некоторые агротехнические приёмы могут негативно сказываться на этих полезных насекомых.
Интенсивное сельское хозяйство и его последствия
Опыление насекомыми обеспечивает производство 70% основных сельскохозяйственных культур, включая фрукты, масличные семена и орехи, которые в основном опыляются медоносной пчелой Apis mellifera. Для интенсивного сельского хозяйства часто характерно использование химических удобрений, пестицидов (комбинации агрохимикатов). Воздействие нескольких пестицидов может происходить из-за применения баковых смесей для борьбы с несколькими вредителями при одновременном сокращении количества агрохимикатов на поле, но также и при последовательном применении различных продуктов. Токсичность пестицидов для пчел может быть повышена при использовании вспомогательных веществ, таких как поверхностно-активные вещества и масла, которые используются для усиления поглощения пестицидов и их распределения на растениях.
Медоносные пчелы могут собирать эти агрохимикаты во время поиска пищи. Данные соединения могут оказывать стрессовое воздействие на пчел, нарушая их работу. Таким образом, как только пчела-фуражир возвращается в улей, она может «заразить» товарищей по гнезду через телесный контакт, путем непосредственного обмена пищей через рот или через собранные ресурсы, которые могут храниться в сотах в течение длительного времени и накапливаться до тех пор, пока их не будут использовать в качестве припасов для колонии. Более того, пчел не отпугивает присутствие некоторых пестицидов, таких как гербицид глифосат (GLY) и инсектицид класса рианоидов хлорантранилипрол (CHLOR), что приводит к увеличению контактов и потенциальному вреду.
Поведенческие способности пчел
Пчелы известны своей сложной социальной структурой и способностью к обучению. Они используют различные способы общения, включая танцы и феромоны, чтобы делиться информацией о источниках пищи. Однако использование пестицидов может нарушать эти коммуникационные методы. Исследования показали, что пчелы, подвергшиеся воздействию пестицидов, демонстрируют ухудшение сенсорных и когнитивных способностей и сниженную способность к взаимодействию с другими членами своей колонии — становятся менее социальными и менее отзывчивыми к сигналам своих сородичей. Это может привести к снижению эффективности колонии в поиске пищи и уходе за потомством.
Генетические изменения
Кроме поведенческих изменений, учёные также выявили, что применение пестицидов влияет на экспрессию генов, отвечающих за социальную отзывчивость. У пчел, подвергшихся стрессу от агрохимикатов, были обнаружены изменения в активности генов, связанных с поведением и взаимодействием в колонии.
Экспрессия генов, связанных с социальной отзывчивостью у медоносных пчел, таких как AChE, brahma, enolase, pelle, syntaxin1a (syx1a) и syntaxin7 (syx7), была измерена в мозге собирателей, чтобы оценить влияние применения пестицидов и изменения в доступности ресурсов на молекулярном уровне. Уровень экспрессии серин/треонинкиназы pelle, гена, который демонстрирует ускоренную эволюцию у высокоэусоциальных линий пчел, был значительно ниже во второй выборке, после цветения сельскохозяйственных культур и применения пестицидов в течение обоих проанализированных сезонов, без существенных различий между участками. Более того, уровень экспрессии фермента енолазы (enolase) был значительно ниже после цветения сельскохозяйственных культур и применения пестицидов только в случае сезона применения гербицидов/инсектицидов. Это может иметь долгосрочные последствия для здоровья колоний и их способности адаптироваться к изменениям в окружающей среде.
Заключение
Эти результаты подчеркивают важность учета воздействия агрономических практик на здоровье медоносных пчел. Понимание того, как интенсивное сельское хозяйство влияет на поведение и генетику пчел, может помочь в разработке более устойчивых методов ведения сельского хозяйства, которые будут более дел актными по отношению к экосистемам и их обитателям. Защита медоносных пчел — это не только забота о них как о видах, но и инвестиция в будущее нашей планеты.
Источник: https://doi.org/10.1016/j.oneear.2024.07.012
