Een sproeiarm verspreidt insecticide op een veld. Chafer Machinery/Wikimedia Commons/CC BY-SA 2.0

Zeer lage dosissen pesticiden verkorten het leven van bijen en veranderen hun gedrag

Een nieuwe studie van Braziliaanse biologen doet veronderstellen dat de effecten van pesticiden op bijen erger kunnen zijn dan tot nu toe gedacht werd. Zelfs op een niveau dat als niet-dodelijk wordt beschouwd, verkortte een insecticide het leven van de bijen met de helft. Een fungicide dat als veilig werd beschouwd voor bijen, veranderde het gedrag van de werkbijen en maakte hen sloom en futloos, wat een bedreiging kan vormen voor het overleven van de hele kolonie.

Wereldwijd zijn verschillende bijensoorten bedreigd en ook de honingbij doet het niet goed. Sterfte bij honingbijen werd waargenomen sinds 2000 in Europa en de VS, en sinds minstens 2005 in Brazilië. In Rio Grande do Sul, de zuidelijkste staat van het land, gingen tussen december 2018 en januari 2019 zo'n 5.000 bijenkolonies verloren, wat overeenstemt met 400 miljoen bijen. 

Een van de meest getroffen soorten is Apis mellifera, de westelijke honingbij, die uit Europa komt en die zorgt voor het grootste deel van de  commercieel verhandelde honing. Honderden wilde inheemse Brazilaanse soorten kunnen ook getroffen zijn in hun natuurlijke leefomgeving. De economische gevolgen daarvan zijn enorm, aangezien veel landbouwgewassen afhankelijk zijn van bestuiving door bijen.

De oorzaak van deze plotse massale verdwijningen is volgens de onderzoekers welbekend, namelijk het lukraak en onjuist toedienen van chemische stoffen in de landbouw, waaronder insecticiden, fungiciden - middelen tegen schimmels -, herbiciden en acariciden - middelen tegen spinachtigen. Bijen raken besmet terwijl ze voedsel verzamelen, en brengen de giftige chemicaliën met zich mee als ze terugkeren naar de kolonie. In het nest worden de chemicaliën ingenomen door de larven, wat hun leven verkort en het functioneren van de gehele kolonie in gevaar brengt. 

"Soya-, maïs- en suikerriet-monoculturen in Brazilië zijn afhankelijk van het intensieve gebruik van insectiden. Bijenkolonies raken besmet als bijvoorbeeld boeren, als ze hun velden besproeien, zich niet houden aan de aanbevolen minimale veiligheidsmarge van 250 meter tussen een teelt en het omliggende bos. Er zijn mensen die tot vlak tegen de rand van het bos sproeien", zei Osmar Malaspina, een professor aan de staatsuniversiteit van São Paulo gespecialiseerd in de biochemie van insecten en moleculaire biologie, en een van de onderzoekers van deze studie. 

"In Europa en de VS sterven de bijenkolonies geleidelijk af. Er kunnen één tot vijf maanden verstrijken tussen het eerste bericht over het sterven van bijen en de ineenstorting van de kolonie. In Brazilië is het anders. Hier verdwijnen kolonies in slechts 24 tot 48 uur. Geen enkele ziekte kan een hele kolonie uitroeien in 24 uur. Alleen insecticide kan dat", zo zei hij in een persmededeling van FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Stichting voor Onderzoeksondersteuning van de staat São Paulo).

Malaspina herinnerde eraan dat de insecticiden, fungiciden, herbiciden en acariciden die in Brazilië gebruikt worden, honderden actieve ingrediënten bevatten. "Het is onmogelijk om de werking van elk ingrediënt te testen in het laboratorium. Daarvoor is het geld er niet", zo zei hij.

Tussen 2014 en 2017 werd er wel een studie verricht door Colmeia Viva, een initiatief van de federatie van de agrochemische industrie (SINDIVEG) om actieve ingrediënten te identificeren die geassocieerd zouden kunnen zijn met sterfte bij bijen, in de 44 producten die het meest gesproeid worden op de teelten in de staat São Paulo.

De onderzoekers verzamelden materiaal in 40 gemeenten verspreid over de staat. In samenwerking met imkers, boeren en de agrochemische industrie kwamen ze tot een reeks aanbevelingen om bijenstallen te beschermen en optimale werkmethoden toe te passen in de landbouw, onder meer de minimale veiligheidsmarge bij het toedienen van de landbouwchemicaliën.

Een maïsveld in de staat São Paulo. José Reynaldo da Fonseca/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Risico's van gecombineerde blootstelling

Volgens de geleerden zijn de gunstige effecten van het adviesprogramma van Colmeia Viva mogelijk al merkbaar. Terwijl er 5.000 kolonies verdwenen in Rio Grande do Sul, lagen de verliezen lager in Santa Catarina en Paraná, de andere twee staten in de zuidelijke regio, en nog lager in de staat São Paulo.

"Dat wil echter niet zeggen dat de bijen in São Paulo geen gevaar meer lopen van de pesticiden", zei Elaine Christina Mathias da Silva Zacarin, professor biologie aan de Federale Universiteit van São Carlos in São Paulo, en de belangrijkste onderzoeker van de nieuwe studie. 

"We zijn begonnen tests uit te voeren om de effecten te meten op bijen van een gecombineerde blootstelling aan insecticide en fungicide. We hebben al ontdekt dat een bepaald fungicide de bijenkolonies geen schade toebrengt als het op zichzelf gesproeid wordt, maar dat het giftig wordt voor bijen als het gecombineerd wordt met een bepaald insecticide. Het doodt de bijen niet, zoals een insecticide zou doen, maar het verandert hun gedrag en brengt de kolonies in gevaar", zo zei ze. 

De actieve elementen die onderzocht werden, waren clothianidine, een neonicotinoïde insecticide dat gebruikt wordt om plagen te bestrijden die katoen, bonen, maïs en soya aanvallen, en pyraclostrobine, een fungicide dat gespoten wordt op de bladeren van de meeste graan- en fruitteelten, en ook op peulvruchten en groenten.

"We hebben de pesticiden getest op hun giftigheid voor de larven van bijen en in het milieu, aan de hand van relevante criteria. We hebben namelijk gekeken naar realistische hoeveelheden zoals die uiteindelijk achterblijven in het stuifmeel van bloemen", zei Zacarin in de persmededeling.

Dit is een belangrijk punt, volgens de onderzoekers. Elke zware toepassing van een pesticide decimeert een bijenkolonie bijna onmiddellijk. De onderzoekers bestuderen echter de subtiele effecten van het sproeien op middellange en lange termijn. "Wat we willen ontdekken is hoe de residuale werking van pesticiden die zelfs in hele lage hoeveelheden toegepast werden, de bijen beïnvloedt", zei Zacarin.   

Een dode houtbij (Xylocopa pubescens). Adityamadhav83/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Verandering in gedrag

De tests werden uitgevoerd in een laboratorium om besmetting vanuit de omgeving te vermijden. Larven van Apis mellifera, de Europese of westelijke honingbij, werden uit gezonde kolonies genomen, verdeeld in groepen, in cellen geplaatst en tussen de derde en de zesde dag na het overbrengen gevoed met een mengeling van koninginnengelei en suiker, waaraan een piepkleine dosis van een of ander pesticide was toegevoegd. De hoeveelheid was enkele nanogram, een miljardste van een gram. 

Het eten van de controlegroep bevatte geen pesticiden. Het eten van de tweede en de derde groep was besmet met ofwel het insecticide clothianidine of met het fungicide pyraclostrobine. Aan het eten van de vierde groep larven werd zowel het insecticide als het fungicide toegevoegd. 

"Als larven zes dagen oud zijn, worden ze poppen en beginnen ze hun metamorfose, waarna ze als volwassen werkbijen tevoorschijnkomen", zei Zacarin. "In het wild leeft een werkster gemiddeld 45 dagen. Als ze in een labo gehouden worden, is het leven van deze bijen korter, maar de levensduur van de specimens die we eten dat besmet was met zeer kleine hoeveelheden van het insecticide clothianidine hadden gegeven, was aanzienlijk ingekort, tot wel met zo'n 50 procent."

Op de levensduur van de larven die eten hadden gekregen dat uitsluitend besmet was met het fungicide pyraclostrobine, was geen effect merkbaar. "Afgaande op enkel dit resultaat, zouden we kunnen aannemen dat een zeer kleine dosis van het fungicide onschadelijk is. Jammer genoeg is dat niet het geval", zei Zacarin.

In het stadium van larve of pop stierf er geen enkele van deze bijen, maar het gedrag van de volwassen werkers veranderde. Ze waren traag en futloos in vergelijking met de controlegroep.

"Jonge werkbijen inspecteren dagelijks de korf, en ze moeten dus een zekere afstand afleggen en veel rondlopen in de kolonie. We ontdekten dat de bijen die besmet waren met enkel het fungicide, of met zowel het fungicide als het insecticide, een veel kleinere afstand aflegden, en veel trager bewogen", zei Zacarin in de persmededeling.

Als een aanzienlijk deel van de werkbijen in een bijenkast even erg aangetast zou zijn, zou deze verandering in hun gedrag het functioneren van de hele kolonie in het gedrang kunnen brengen. Dat zou dan een van de oorzaken kunnen zijn van de massale sterfte die men heeft waargenomen. 

De onderzoekers weten nog niet juist hoe het fungicide het gedrag van de bijen kan veranderen. "Onze hypothese is dat als pyraclostrobine geassocieerd is met een insecticide, het de stofwisseling van de bijen vermindert. Er is verder onderzoek aan de gang om het mechanisme aan het licht te brengen", zei professor Zacarin. 

De studie van Zacarin, Malaspina en andere onderzoekers van andere universiteiten in São Paulo is gepubliceerd in Scientific Reports van Nature.

Een waarschuwingsbord voor pesticiden - met een doodskop met een snorretje - in de VS. http://www.cgpgrey.com/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0