Chociaż wiele owadów nie budzi naszej sympatii, odgrywają one kluczową rolę w funkcjonowaniu ekosystemów. Jak powiedział sławny biolog Edward O. Wilson: "Gdyby wyginął cały rodzaj ludzki, świat zregenerowałby się, powracając do bogatego stanu równowagi, który istniał przed 10 tysiącami lat. Ale gdyby miały zniknąć owady, środowisko pogrążyłoby się w chaosie".

Nawet te owady, które z perspektywy człowieka mogą się wydawać szkodnikami, są kluczowe dla planety. Zapylają rośliny, które jemy, i są ważną częścią sieci pokarmowej. Wraz ze spadkiem populacji owadów zmniejsza się również różnorodność genetyczna, która jest kluczowa dla gatunków, aby mogły dostosować się do zmian środowiskowych obecnie i w przyszłości.

Już liczne wcześniejsze obserwacje wskazywały, że zachowanie owadów ulega zmianie, a ich populacje zmniejszają się – średnio o 2-3 proc. rocznie. Wśród potencjalnych przyczyn tego stanu rzeczy wymienia się utratę siedlisk, zmiany klimatu i stosowanie środków chemicznych.

Aby ocenić związek między obecnymi w środowisku chemikaliami a zachowaniem i długoterminowym przetrwaniem różnych populacji owadów, naukowcy wykorzystali bibliotekę ponad 1000 pestycydów, herbicydów i innych środków agrochemicznych. W badaniach skupili się na larwach muszki owocówki, które pochodziły z wielu lokalizacji geograficznych. Śledzili cały ich cykl życiowy, zachowanie i długoterminowe przeżycie.

Analizy prowadzili członkowie międzynarodowej grupy z ośrodków badawczych niemieckich, francuskich, i z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL). Jak ustalili, narażenie na mniejsze od śmiertelnych dawki środków chemicznych zmieniło znacząco zachowanie larw muszki owocówki w przypadku 57 proc. chemikaliów. Natomiast ostre narażenie na ich wyższe poziomy zagroziło długoterminowemu przeżyciu owadów. Negatywny wpływ chemikaliów był jeszcze bardziej widoczny, gdy temperatura otoczenia wzrosła o cztery stopnie.

Naukowcy zaczęli od podniesienia temperatury w środowisku hodowlanym o dwa stopnie (z 25 st. C do 27 st. C). Gdy nie zauważyli dużej różnicy, podnieśli temperaturę do 29 st. C, co nadal jest reprezentatywne dla letnich zakresów temperatur większości globu. W tym momencie zauważyli wyraźny wpływ zmiany – zwłaszcza 60-procentowy spadek liczby składanych jaj, co zapowiadało spadek populacji. Zmieniły się także inne zachowania, takie jak częstsze "garbienie się" - zachowanie rzadko spotykane w grupach nie poddawanych działaniu chemikaliów.

"Garbienie się" to przesadne zginanie lub skręcanie ciała przez larwy. Może sygnalizować stres lub dyskomfort, ale co ważniejsze, problemy takie, jak toksyczność, skutki neurologiczne lub zaburzone procesy fizjologiczne.

"Na pierwszy rzut oka garbienie się może wydawać się nieistotne, ale nawet niewielkie zmiany w zachowaniu mogą mieć wpływ na kondycję, jeśli niekorzystnie wpływają na przykład na żerowanie, łączenie się w pary i migrację" - zaznaczył Justin Crocker, główny autor badania z EMBL, cytowany w informacji prasowej przekazanej przez to laboratorium. - "Naukowcy muszą zrozumieć, w jaki sposób zwierzęta oddziałują na siebie i swoje środowisko, aby przewidzieć wpływ zmian, takich jak zniszczenie siedlisk lub zmiana klimatu na ekosystemy".

"Nasze badania ujawniają niezbadany wcześniej wpływ środków agrochemicznych na populacje owadów, który może mieć znaczący wpływ na środowisko. Najważniejszy wniosek jest taki, że musimy ulepszyć sposoby oceny ryzyka dla środowiska, aby uwzględnić skutki 'subletalne' - czyli te, które nie prowadzą do śmierci bezpośrednio po kontakcie ze środkiem chemicznym. Doprowadzi to do ograniczenia stosowania szkodliwych chemikaliów i opracowania bezpieczniejszych alternatyw. Koncentrując się na zachowaniu i subtelnych wpływach na rozwój owadów, możemy lepiej ocenić i złagodzić ryzyko stosowania agrochemikaliów" - wyjaśnił Crocker. Odniósł się w ten sposób do pytania PAP o przełożenie wyników tego badania na praktykę, np. dla rolnictwa.

Naukowcy zastrzegają, iż nie wiedzą jeszcze, czy garbienie się jest powiązane z innymi zmianami, które odkryli, takimi jak zmniejszona liczba złożonych jaj. Możliwe, że te dwa zachowania nie są ze sobą powiązane. Mimo to prawdopodobne jest, że larwy, które spędzają dużo czasu na garbieniu się (zamiast - na jedzeniu), nie będą się rozwijać w naturalnym środowisku.

"Pozytywnym aspektem tej pracy jest to, że mamy nową wiedzę na temat tego, które substancje chemiczne mogą powodować pewne zmiany molekularne i związane z nimi zmiany behawioralne i rozwojowe" — komentuje Crocker. - "Dzięki dostarczaniu danych na temat wpływu i toksyczności substancji chemicznych, te testy mogą przełożyć się na praktyki regulacyjne i przemysłowe, które lepiej chronią zdrowie ludzi i środowisko".

"Odkryliśmy, że gdy narażaliśmy larwy na bardzo niskie dawki chemikaliów, narażenie to spowodowało rozległe zmiany w procesach fizjologicznych, które są sednem ich rozwoju i zachowania" - powiedział, cytowany w informacji prasowej, Lautaro Gandara, pierwszy autor artykułu (DOI: 10.1126/science.ado0251) opisującego te odkrycia i adiunkt w grupie badawczej EMBL. - "Zmiany te nasiliły się, gdy zwiększyliśmy temperaturę w komorach hodowlanych o cztery stopnie – decyzja zrodzona z idei, że globalne temperatury rosną i mogą mieć wpływ na to, jak pestycydy oddziałują na larwy".

Podobne zmiany zachowania zaobserwowano również po objęciu badaniami komarów i motyli.

Jak podkreślają autorzy, uzyskane wyniki potwierdzają, że stosowanie środków chemicznych przyczynia się do spadku populacji owadów na całym świecie, negatywnie wpływając na ich rozwój i zachowania. Uzyskana wiedza daje możliwość działania na rzecz bezpieczeństwa chemicznego, ochrony środowiska, poprawy bezpieczeństwa żywnościowego oraz zdrowia zwierząt i ludzi. (PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ zan/