Рост температуры почвы привел к усилению токсического действия фунгицида флуазинама: его полулетальная доза для коллембол Folsomia candida снизилась на 51 процент, а полулетальная доза для молоди — на 31 процент. Оптимальными условиями для рождения потомства оказались температуры 22-24 градуса Цельсия, а при температуре 28 градусов размножение полностью прекращалось. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в Global Change Biology.
Изменение климата стало угрозой для биоразнообразия во всем мире. Заметно страдают от него членистоногие и, в частности, насекомые. В наземных экосистемах их биомасса снижается в среднем на девять процентов каждые 10 лет. Растет температура не только воздуха, но и почвы — за последние 50 лет она увеличилась на 0,5–1,0 градус Цельсия. В некоторых регионах, например на юге Европы, во время волн жары колебание температуры почвы превосходит колебание температуры воздуха, и за короткое время может пострадать множество животных, которые играют важную роль в почвообразовании и поддержании почвенного плодородия. При этом обитатели почв не подвергаются потеплению изолированно, они также испытывают стресс из-за растущего химического загрязнения окружающей среды.
Ученые под руководством Михи Верли (Micha Wehrli) из Орхусского университета исследовали, как пестициды действуют на почвенных членистоногих в условиях роста температур на фоне изменения климата. В лаборатории они выращивали коллембол Folsomia candida в стандартной почве LUFA 2.2 внутри климатических камер Memmert ICP110 при различных концентрациях флуазинама и температурах 20, 22, 24, 26 и 28 градусов Цельсия. Флуазинам был выбран как модельный пестицид, потому что он применяется во многих странах мира как фунгицид широкого спектра действия. Чаще всего его используют для борьбы с фитофторозом картофеля и томатов, а также защиты виноградников от серой гнили.
С ростом температуры флуазинам оставался устойчивым в почве: скорость его разложения не увеличивалась, и концентрация метаболита гидроксифлуазинама была невысокой. При этом потепление способствовало активному накоплению флуазинама в тканях коллембол — уже за первые 14 дней пестицида в них стало в 10 раз больше, чем в окружающей почве, причем с ростом температуры снижались его полулетальные дозы. При 20 градусах полулетальная доза оценивалась в 19,8±2,4 миллиграмма на килограмм, а при 28 градусах она снизилась на 51 процент. Синергетическое взаимодействие между потеплением и токсическим действием пестицида начиналось с температуры 24 градуса Цельсия.
Флуазинам уменьшал размер молоди, и с ростом его концентрации шансы потомства на выживание сокращались. Если при 20 градусах Цельсия половина потомства могла выжить при концентрации флуазинама 10,4±1,1 миллиграмма на килограмм, то при 26 градусах пороговая концентрация была ниже на 31 процент и составляла 7,2±1,4 миллиграмма на килограмм. При температуре 28 градусов Цельсия размножение коллембол полностью прекращалось, и оптимальным диапазоном температур для репродуктивной функции авторы назвали 22-24 градуса Цельсия.
Недавно ученые предложили неожиданный способ защиты членистоногих от токсического воздействия пестицидов. Их эксперименты показали, что попадание в организм полулетальной дозы имидаклоприда могут пережить на 30 процентов больше шмелей, если перед этим они съедят сахарный сироп с гидрогелевыми частицами. При этом энтеросорбент не только увеличивает выживаемость шмелей, но и помогает им сохранять аппетит и двигательную активность.