Frontiers in Environmental Science (Deutsch)

Pestizide sind zunehmend weltweit eingesetzt und gleichzeitig die Beweise mehren sich, dass Sie nachteilige ökologische Auswirkungen auf die biologische Vielfalt von Organismen, die in landwirtschaftlichen Landschaften., Pestizide werden jedoch auch hinsichtlich ihres Umweltrisikos als stark regulierte Gruppe von Chemikalien wahrgenommen. Ziel dieses Forschungsthemas ist es, einen Überblick über den Wissensstand über Nichtzielwirkungen von Pestiziden zu geben und Wissenslücken zu identifizieren. Wir sammelten insgesamt 14 Papiere geschrieben von 61 Autoren, acht davon sind Original – Forschungsarbeiten und sechs sind Bewertungen. Viele Papiere befassten sich mit Auswirkungen von Herbiziden und Insektiziden. Effekte von Glyphosat und Neonicotinoiden wurden für verschiedene Gruppen von Organismen angesprochen., Aber auch Fungizide sowie Rodentizide standen im Fokus der Forscher und einige sprachen mehr als eine Pestizidklasse an. In mehreren Papieren wurden ausdrücklich Empfehlungen für Änderungen der derzeitigen Risikobewertungsansätze für die Regulierung von Pestiziden abgegeben.

Die Wirkungsweise von Herbiziden auf Glyphosatbasis ist noch nicht vollständig geklärt. Gomes et al. getestet Glyphosat-abhängige Hemmung der Photosynthese in Weiden. Die Autoren zeigten, dass Glyphosat Veränderungen im Photosyntheseapparat fördert, die zu einer verminderten Photochemie führen., Für die erste Zeit, interconnecting Auswirkungen auf shikimat, Photosynthese und oxidativen Ereignisse in Pflanzen vorgestellt wurden. Diese Forschung dokumentierte, dass Glyphosat eine Reihe miteinander verbundener Ereignisse induziert, die zu einer verminderten photosynthetischen Aktivität in Weidenpflanzen führen, und zeigt an, wie sich Glyphosattoleranz in Pflanzen durch die Aktivierung antioxidativer Systeme entwickeln kann.

Herbizid-Drift-Effekte in der Feld-und Pflanzengemeinschaft wurden bisher wenig untersucht. In einem Feldversuch Nelemans et al., untersuchte Wirkungen eines Herbizids (Metsulfuron-methyl) auf gesäte Pflanzengemeinschaften. Die Herbiziddrift beeinflusste die Biomasseproduktion, die Pflanzenbedeckung und die Samenkeimung mehrerer Pflanzenarten. Die Studie impliziert, dass Sprühdrift zu Verschiebungen in der Artenzusammensetzung und nacheinander in der Vegetation in Außerfruchtgebieten neben Ackerflächen führt.

Herbizide können nicht nur die Off-Field-Pflanzen, sondern auch Bodenmikroorganismen beeinflussen, wie von Aristilde et al., Ihre Ergebnisse zeigen, dass Glyphosat die Metabolitenspiegel im Biosyntheseweg aromatischer Aminosäuren im Bodenbakterium Pseudomonas veränderte. Die größte Hemmung wurde für Tryptophan gefunden, einen wichtigen Vorläufer von Sekundärmetaboliten. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die durch Glyphosat induzierte spezifische Störung der De-Novo-Biosynthese aromatischer Aminosäuren, begleitet von weit verbreiteten Stoffwechselstörungen, für die beobachteten dosisabhängigen Nebenwirkungen verantwortlich war., Ihre Ergebnisse legen nahe, dass rhizosphärische Bakterien aufgrund der kohlenstoffreichen Umgebung in der Rhizosphäre mit relativ höherer Konzentration an Aminosäuren und Zuckern im Vergleich zu Schüttböden weniger anfällig für Glyphosateffekte sein können.

Es wird selten davon ausgegangen, dass Amphibienarten, die durch Ackerflächen wandern, Pestiziden ausgesetzt sein können. Berger et al. regionale Migrationsmuster und Glyphosat-Anwendungen in der deutschen Landwirtschaft über 20 Jahre evaluiert., Ihre Ergebnisse zeigen die höchste Zunahme der zeitlichen Koinzidenz mit der Glyphosat-Anwendung sowohl für erwachsene als auch für jugendliche Großhautnews (Triturus cristatus) und Feuerbauchkröten (Bombina bombina). Die Autoren fordern, dass die Risikobewertung von Pestiziden eine potenzielle Amphibienexposition in Betracht ziehen und die daraus resultierenden Auswirkungen in das Regulierungsverfahren einbeziehen sollte.

Interaktive Effekte zwischen Herbiziden auf Glyphosatbasis und Umweltparametern wurden von Baier et al.untersucht., Die Ergebnisse dieses Laborexperiments zeigten, dass Eier von gewöhnlichen Kröten (Bufo bufo) empfindlicher gegenüber Herbiziden waren als Kaulquappen. Wechselwirkung zwischen Herbizidkonzentrationen und Temperatur führte zu ausgeprägteren Glyphosateffekten bei niedrigeren Temperaturen. Dies ist bemerkenswert, da ökotoxikologische Studien zur regulatorischen Risikobewertung die Temperatur nicht als Co-Stressor bewerten und daher das tatsächliche Risiko unterschätzt werden kann.

In ihrem Beitrag untersuchten Gomes und Juneau, wie Variationen der klimatischen Bedingungen die Herbizidtoxizität bei Algen und Cyanobakterien beeinflussen., Sie zeigen, dass die Reaktionen auf Wechselwirkungen zwischen Licht, Temperatur und Herbiziden artspezifisch sind, was es schwierig macht, ein einziges Modell dafür zu erstellen, wie sich der Klimawandel auf die Herbizidtoxizität für Wasseralgen auswirkt. Die Autoren fordern auch die Einbeziehung von Umweltparametern bei der Bewertung des Pestizidrisikos.

In seinem Mini-Review zeigt Stoner, dass die aktuelle Neonicotinoid-Risikobewertung die Unterschiede zwischen Honigbienen (Apis mellifera) und Hummeln (Bombus spp.)., Da Bumble Bee Queens seit einiger Zeit einsam sind und für Pollen und Nektar selbst Futter suchen, ist ihre Pestizidexposition höher als für Honigbienenköniginnen, wo Arbeiterbienen Nahrung liefern und daher potenziell Pestiziden ausgesetzt sind. Zusätzliche Forschung, die sich auf kritische Perioden im Leben einer Hummel-Bienenkönigin und das Risiko für Pestizidexposition und damit verbundene Auswirkungen konzentriert, wird gefordert.

Neonicotinoide und ihre Auswirkungen auf Schmetterlinge, einschließlich sublethaler Endpunkte, wurden in einem systematischen Review von Mulé et al., Die Insektizide verursachen negative Auswirkungen wie reduzierte Überlebensrate, Fütterungsunterbrechung und Veränderung des Eiablageverhaltens. Das Papier hebt hervor, dass es bisher unmöglich war festzustellen, welche Schmetterlingsart am empfindlichsten ist.

Die Auswirkungen von Insektiziden auf aquatische Umgebungen wurde bewertet von Sánchez-Bayo et al. Das Papier zeigt eine weit verbreitete aquatische Kontamination durch Neonicotinoide und identifiziert die am stärksten gefährdeten Gemeinschaften., Wissenslücken resultieren aus Schwierigkeiten bei der Gewinnung langfristiger experimenteller Daten über Auswirkungen auf einzelne Organismen auf Populationen und Ökosysteme.

Einzel-und kombinierten Effekte von Insektizid und Fungizid seed dressings und anschließende Herbizid-Anwendung auf Boden, Flora und Fauna und Prozesse untersucht, die von van Hoesel et al. Samenverbände in Winterweizen reduzierten die Oberflächenaktivität von Regenwürmern signifikant, ohne Unterschied, ob Insektizide oder Fungizide verwendet wurden., Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass interaktive Auswirkungen auf die Bodenbiota und Prozesse verschiedener systemischer Pestizidklassen mehr Aufmerksamkeit erhalten sollten.

Obwohl die Landwirtschaft einen Großteil der europäischen Landschaft dominiert, gibt es keine Informationen über die Fledermausaktivität in verschiedenen Kulturen und daher kann die Exposition nicht angemessen angegangen werden. Stahlschmidt et al. untersuchte Futtertätigkeit von Fledermäusen in einer Agrarlandschaft in Deutschland. In 300 gesammelten Stichprobenabenden wurden insgesamt 14 Fledermausarten erfasst., Die hohe Fledermausaktivität über den Kulturen, die damit verbundenen Pestizideinträge und die Verfügbarkeit von Beuteinsekten machen eine diätetische Exposition von Fledermäusen wahrscheinlich. Fledermäuse und ihre Exposition gegenüber Pestiziden werden derzeit in der EU-Pestizidverordnung nicht berücksichtigt.

Ein oft ignorierter Aspekt wurde von Topping und Elmeros angesprochen: Die Exposition von Säugetierraubtieren gegenüber gerinnungshemmenden Rodentiziden wurde anhand eines räumlich-zeitlichen Modells untersucht, das von einer experimentellen Studie unterstützt wurde., Das Papier legt nahe, dass der Treiber der hohen Inzidenz von Antikoagulans-Rodentiziden bei Nichtzieltieren von Kleinsäugetieren wahrscheinlich mit Anwendungsmustern zusammenhängt.

In ihrer Rezension Römbke et al. zusammengefasste ökotoxikologische Wirkungen von Pestiziden auf Enchytraeide (Oligochaeta) in Agrarökosystemen. Aufgrund ihres engen Kontakts mit dem Bodenporienwasser, einer hohen Aufnahmegeschwindigkeit und einer dünnen Nagelhaut zeigen sie eine hohe Empfindlichkeit gegenüber einer breiten Palette von Pestiziden., Die Autoren empfehlen die Verwendung von Enchytraeiden bei der Risikobewertung von Pestiziden aufgrund ihrer Vielfalt, funktionellen Bedeutung und einfachen Verwendung in standardisierten Tests.

In Ihrem review, Ittner et al. machen Sie auf aquatische Pilze als nicht berücksichtigte trophische Ebene aufmerksam, die bisher in der regulatorischen Wasserrisikobewertung nicht behandelt wurden. Süßwasser-Pilze sind eine sehr heterogene Gruppe und erfüllen wichtige Funktionen im Nahrungsnetz Dynamik von Oberflächen-Wasser-ökosysteme., Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Entwicklung und Standardisierung verschiedener Pilzbioassays erforderlich ist, um Nahrungsnetze in aquatischen Ökosystemen effektiv zu schützen.

Zusammengenommen sind wir allen Mitwirkenden dankbar, dass sie eine solche Vielfalt von Aspekten auf verschiedenen Komplexitätsebenen von der Physiologie bis zur Ökosystemfunktion präsentiert haben. Es wurde auch klar, dass wir enorme Mengen an Pestiziden einsetzen, die verschiedene Kompartimente der Ökosysteme in der Agrarlandschaft mit wenig Wissen über ihre Nichtzielwirkungen erreichen., Infolgedessen war ein dramatischer Rückgang der Biodiversität bei Insekten, Vögeln und anderen Organismen mit der Verschmutzung durch Pestizide verbunden (Geiger et al., 2010; Beketov et al., 2013; Sánchez-Bayo und Wyckhuys, 2019). Dies sollte uns darauf aufmerksam machen, die derzeitigen Verfahren zur Bewertung der Umweltrisiken von Pestiziden radikal in Frage zu stellen und vollständig umzugestalten, da sie offensichtlich nicht ausreichen, um die biologische Vielfalt und Integrität von Ökosystemen zu schützen.,f verbleibende Wissenslücken, darunter (nicht erschöpfend):

• Auswirkungen von Additiven und Tensiden in Pestizidformulierungen statt Wirkstoffen

• Auswirkungen auf realistische Feldpopulationen und-gemeinschaften anstelle von Einzelartstudien

• Auswirkungen von mehr als einem Pestizid aus Tankmischungen und realen Anwendungssequenzen