Bestøvere og andre gavnlige insekter spiller en vigtig rolle i landbrugsverdenen, især med hensyn til økonomisk værdi for avlerne. En undersøgelse udført af Cornell University viste, at afgrøder bestøvet af disse gavnlige insekter bidrog med $29 milliarder til landbrugets indkomst i 2010.
Desværre oplever flere af disse insekter befolkningstilbagegange på grund af en række forskellige faktorer. Et team af forskere fra University of Missouri College of Agriculture, Food and Natural Resources ser på den rolle, neonikotinoide insekticider spiller i leddyrs ydeevne, specifikt ikke-målarterrestriske leddyr. Leddyr er hvirvelløse dyr og omfatter insekter, arachnider, myriapoder og krebsdyr.
Teamet så på fem brede præstationsmål - overflod, adfærd, tilstand, reproduktiv succes og overlevelse. De offentliggjorde for nylig en artikel om deres resultater i tidsskriftet Ecological Applications.
"Denne forskning er en kvantitativ analyse af eksisterende litteratur," sagde Anson Main, en postdoktoral forskningsmedarbejder ved School of Natural Resources. "Der er al denne eksisterende litteratur inden for pesticider, specielt neonicotinoider, og selvom der er blevet lavet forskellige synteser, handler de mere om at gentage, hvad der er blevet fundet i litteraturen."
Main arbejdede sammen med Lisa Webb, samarbejdslektor ved School of Natural Resources, og Keith Goyne, professor i miljømæssig jordkemi og assisterende direktør, School of Natural Resources. Webb er også assisterende enhedsleder for Missouri Cooperative Fish and Wildlife Research Unit, en afdeling af U. S. Geologisk Undersøgelse. Doreen Mengel, Missouri Department of Conservation, hjalp også med forskningsindsatsen.
Main sagde, at gruppen begyndte med næsten 2.000 papirer om pesticider og leddyrrespons. De var i stand til at kondensere disse papirer til 44 felt- og laboratorieundersøgelser, som beskæftigede sig med neonikotinoide virkninger på leddyr.
"Vi brugte meget tid på at afgøre, om hvert papir passede godt eller ej," sagde Main. "Vi endte med 89 undersøgelser, der ville have været kandidatpapirer. Vi indsnævrede derefter listen til 44 dokumenter. Andre papirer blev elimineret på grund af manglende information, eller fordi vi ikke var i stand til at kontakte forfatteren for at få yderligere, men nødvendige oplysninger."
Undersøgelserne kommer fra hele kloden. Arbejde fra Nordamerika, Europa og Asien var inkluderet.
"Vi forsøgte at have et glob alt perspektiv i stedet for at begrænse os til kun Nordamerika," sagde Main.
Efter at have gennemgået de tilgængelige undersøgelser, sammensatte gruppen et regneark, der sporede alle relevante oplysninger. Ydelsesmålene var baseret på, hvad litteraturen leverede.
"Vi havde en masse heterogen information, og vores mål var at destillere den ned og finde, hvad alting faktisk repræsenterede," sagde Main. "Nogle undersøgelser registrerede antallet af arter fanget i en fælde eller antallet af individer observeret på planten - det er et mål for overflod. Hvis en undersøgelse registrerede størrelsen af insektet eller hvor meget det vejede, repræsenterer det et mål for tilstanden.
"Vi lavede dybest set en bred, omfattende paraply, der havde en masse information under sig. Det er, hvad jeg tror, er nyttigt ud fra en metaanalyse - du begynder at se de mønstre, der viser sig i forhold til en æble-til -æbler sammenligning."
Main sagde, at neonikotinoid-insekticider er den mest udbredte insekticidklasse på verdensplan. De er kendt for deres alsidighed i anvendelsen.
"Disse insekticider blev udviklet til at erstatte nogle af de ældre forbindelser, som viste sig at være lidt mere skadelige for mennesker," sagde Main. "Neonicotinoider er effektive, fordi de binder sig til de postsynaptiske nikotinacetylcholin-receptorer i insekter. Dette kan føre til overstimulering af centralnervesystemet eller endda død. Alle hvirvelløse dyr har den receptor, så du er ikke i stand til selektivt at sige, at insekticidet vil kun være målrettet mod én art. Afhængigt af nogle arters følsomhed kan det have en lignende effekt på mange af dem."
Main sagde, at på trods af at nogle af de 44 artikler havde blandede konklusioner, viste analyserne, når de blev taget på tværs af alle undersøgelser, lignende negative effekter som de præstationsmål, der blev evalueret.
"Vi troede, at der kunne være en eller to foranst altninger, der viste en stærkere effekt, men den brede konsensus var, at neonikotinoid-insekticider viste en ret stærk negativ tendens," sagde Main."Insekticiderne påvirkede heller ikke kun én funktionel gruppe, såsom bestøvere. Detritivorer og rovdyrinsekter blev også påvirket.
"Dette er nyttigt i den forstand, at med neonikotinoide insekticider har størstedelen af debatten været fokuseret på honningbier. Dette papir forsøger at evaluere reaktionsmønstre på neonikotinoider på tværs af en række taxaer, ikke kun bier. Disse insekter giver en masse fordele til vores hverdag, som vi ikke engang er klar over. Det er muligt, at vi er nødt til at genoverveje, hvordan vi gør brede anvendelser af disse frøbehandlinger - fordi vi måske ikke indser, hvilken effekt det har på de gavnlige insekter."
Undersøgelsen blev finansieret gennem en samarbejdsaftale med Missouri Department of Conservation. Støtte blev også ydet af USDA-NIFA gennem Hatch-finansiering og Missouri Cooperative Fish and Wildlife Research Unit.
Forskerne er også i gang med at udvikle flere undersøgelser relateret til neonicotinoide insekticider.
"Dette er begyndelsen af et storstilet eksperimentelt projekt på det felt, som vi laver," sagde Webb. "Det første skridt var at gennemgå litteraturen og lede efter brede tendenser. Vi parrer det med en undersøgelse, finansieret af Missouri Department of Conservation, for at evaluere virkningen af at bruge disse insekticider på offentlige arealer. Vi leder efter neonicotinoid insekticidkoncentrationer i både markjorden, men se også, om det udvaskes til markkanterne, og hvad det kan betyde for bestøvere."
Goyne sagde, at de vil dykke dybere ned i, hvordan insekticiderne også virker i forskellige jordarter.
"Disse insekter leverer økosystemtjenester gratis," sagde han. "Vi forsøger at få et mere holistisk billede af, hvordan alting fungerer sammen og interagerer. Det er også rigtig vigtigt for vandkvaliteten. At forstå, hvordan insekticiderne bevæger sig ud af marken til disse marginale områder, er nøglen. Der er en række forskellige aspekter, som dette arbejde vil hjælpe os med at forstå.
"Vores hovedmål er at arbejde på at hjælpe producenter og naturressourceforv altere med at ændre deres forv altningsaktiviteter for at minimere nogle af de udfordringer, som gavnlige insekter står over for. Dette er en virkelig stærk start."
