Frontiere in Scienze Ambientali

i Pesticidi sono sempre più utilizzati in tutto il mondo e, contemporaneamente, prove di montaggio che sono dannosi effetti ambientali sulla biodiversità dei microrganismi nel paesaggio agricolo., Tuttavia, i pesticidi sono anche percepiti come un gruppo altamente regolamentato di sostanze chimiche per quanto riguarda il loro rischio per l’ambiente. Lo scopo di questo argomento di ricerca è quello di fornire una panoramica dello stato delle conoscenze sugli effetti non target dei pesticidi e di identificare le lacune di conoscenza. Abbiamo raccolto in totale 14 documenti scritti da 61 autori, otto dei quali sono documenti di ricerca originali e sei sono recensioni. Molti documenti trattati con effetti di erbicidi e insetticidi. Gli effetti del glifosato e dei neonicotinoidi sono stati affrontati per vari gruppi di organismi., Ma anche fungicidi e rodenticidi erano al centro dell’attenzione dei ricercatori e alcuni hanno affrontato più di una classe di pesticidi. Diversi documenti hanno esplicitamente formulato raccomandazioni per le modifiche agli attuali approcci di valutazione dei rischi richiesti per la regolamentazione dei pesticidi.

La modalità di azione degli erbicidi a base di glifosato non è ancora completamente compresa. Gomes et al. testato inibizione glifosato-dipendente della fotosintesi nel salice. Gli autori hanno dimostrato che il glifosato promuove cambiamenti nell’apparato fotosintetico che porta a una diminuzione della fotochimica., Per la prima volta sono stati presentati gli effetti di interconnessione sulla via dello shikimato, sul processo fotosintetico e sugli eventi ossidativi nelle piante. Questa ricerca ha documentato che il glifosato induce una serie di eventi interconnessi che portano a una diminuzione dell’attività fotosintetica nelle piante di salice e indica come la tolleranza al glifosato nelle piante possa svilupparsi attraverso l’attivazione di sistemi antiossidanti.

Gli effetti della deriva del diserbante nella comunità della pianta del margine del campo sono stati poco studiati finora. In una prova sul campo Nelemans et al., effetti studiati di un erbicida (metsulfuron-metile) sulle comunità vegetali seminate. La deriva degli erbicidi ha interessato la produzione di biomassa, la copertura vegetale e la germinazione dei semi di diverse specie vegetali. Lo studio implica che la deriva dello spruzzo porta a cambiamenti nella composizione delle specie e alla successione nella vegetazione nelle aree fuori coltura adiacenti ai campi arabili.

Gli erbicidi possono non solo influenzare le piante fuori campo ma anche i microrganismi del suolo come studiato da Aristilde et al., I loro risultati mostrano che il glifosato ha alterato i livelli di metaboliti nella via biosintetica degli amminoacidi aromatici nel batterio del suolo Pseudomonas. La più grande inibizione è stata trovata per triptofano, un precursore importante ai metaboliti secondari. Gli autori concludono che l’interruzione specifica indotta dal glifosato della biosintesi de novo degli amminoacidi aromatici accompagnata da diffuse interruzioni metaboliche era responsabile degli effetti avversi dose-dipendenti osservati., I loro risultati suggeriscono che i batteri rizosferici possono essere meno sensibili agli effetti del glifosato a causa dell’ambiente ad alto tenore di carbonio nella rizosfera con una concentrazione relativamente più elevata di aminoacidi e zuccheri rispetto ai terreni sfusi.

Raramente si ritiene che le specie di anfibi che migrano attraverso i campi arabili possano essere esposte a pesticidi. Berger et al. modelli migratori regionali valutati e applicazioni di glifosato nell’agricoltura tedesca in 20 anni., I loro risultati rivelano il più alto aumento della coincidenza temporale con l’applicazione del glifosato sia per il tritone crestato adulto che giovanile (Triturus cristatus) e il rospo panciuto (Bombina bombina). Gli autori chiedono che la valutazione del rischio dei pesticidi inizi a considerare la potenziale esposizione agli anfibi e includa gli effetti risultanti nella procedura di regolamentazione.

Effetti interattivi tra erbicidi a base di glifosato e parametri ambientali sono stati studiati da Baier et al., I risultati di questo esperimento di laboratorio hanno mostrato che le uova di rospi comuni (Bufo bufo) erano più sensibili agli erbicidi rispetto ai girini. L’interazione fra le concentrazioni del diserbante e la temperatura ha provocato gli effetti più pronunciati del glifosato alle temperature più basse. Ciò è notevole in quanto gli studi ecotossicologici per la valutazione del rischio normativo non stanno valutando la temperatura come co-fattore di stress e quindi il rischio effettivo potrebbe essere sottovalutato.

Nel loro contributo, Gomes e Juneau hanno esaminato come le variazioni delle condizioni climatiche influenzano la tossicità degli erbicidi nelle alghe e nei cianobatteri., Mostrano che le risposte alle interazioni tra luce, temperatura ed erbicidi sono specie-specifiche, rendendo difficile stabilire un singolo modello di come il cambiamento climatico influenzerà la tossicità degli erbicidi per le alghe acquatiche. Gli autori chiedono anche l’inclusione di parametri ambientali nella valutazione del rischio di pesticidi.

Nella sua mini-recensione Stoner mostra che l’attuale valutazione del rischio neonicotinoide non affronta adeguatamente le differenze tra api mellifere (Apis mellifera) e bombi (Bombus spp.)., Poiché le regine dei bombi sono solitarie per qualche tempo e foraggiano il polline e il nettare stessi, la loro esposizione ai pesticidi è superiore a quella delle regine delle api mellifere, dove le api operaie forniscono cibo e sono quindi potenzialmente esposte ai pesticidi. Sono richieste ulteriori ricerche incentrate sui periodi critici nella vita di una regina di bombi e sul rischio di esposizione ai pesticidi e sugli effetti correlati.

I neonicotinoidi e i loro effetti sulle farfalle, inclusi anche gli endpoint subletali, sono stati affrontati in una revisione sistematica di Mulé et al., Gli insetticidi causano effetti negativi come il tasso di sopravvivenza ridotto, l’interruzione dell’alimentazione e l’alterazione del comportamento di deposizione delle uova. Il documento evidenzia che è stato impossibile determinare quale specie di farfalla è la più sensibile finora.

L’impatto degli insetticidi sugli ambienti acquatici è stato esaminato da Sánchez-Bayo et al. Il documento mostra una diffusa contaminazione acquatica da neonicotinoidi e identifica le comunità più a rischio., Le lacune nelle conoscenze derivano dalla difficoltà di ottenere dati sperimentali a lungo termine relativi agli effetti sui singoli organismi e agli impatti sulle popolazioni e sugli ecosistemi.

Gli effetti singoli e combinati delle medicazioni di semi di insetticidi e fungicidi e la successiva applicazione di erbicidi sul biota e sui processi del suolo sono stati studiati da van Hoesel et al. Le medicazioni di semi nel grano invernale hanno ridotto significativamente l’attività superficiale dei lombrichi senza alcuna differenza se sono stati utilizzati insetticidi o fungicidi., Gli autori concludono che gli effetti interattivi sul biota del suolo e sui processi di diverse classi di pesticidi sistemici dovrebbero ricevere maggiore attenzione.

Sebbene l’agricoltura domini gran parte del paesaggio europeo, non vi sono informazioni sull’attività delle bat in diverse colture e pertanto l’esposizione non può essere affrontata in modo appropriato. Stahlschmidt et al. indagato attività di foraggiamento di pipistrelli in un paesaggio agricolo in Germania. In 300 notti di campionamento accumulate sono state registrate un totale di 14 specie di pipistrelli., Gli alti livelli di attività dei pipistrelli sopra le colture, i relativi input di pesticidi e la disponibilità di insetti prede, rendono probabile un’esposizione dietetica dei pipistrelli. I pipistrelli e la loro esposizione verso i pesticidi non sono attualmente considerati nel regolamento UE sui pesticidi.

Un aspetto spesso ignorato è stato affrontato da Topping e Elmeros: l’esposizione dei predatori di mammiferi ai rodenticidi anticoagulanti è stata studiata utilizzando un modello spazio-temporale supportato da uno studio sperimentale., Il documento suggerisce che il driver di alta incidenza di rodenticidi anticoagulanti nei piccoli predatori di mammiferi non bersaglio è probabile che sia correlato a modelli di utilizzo.

Nella loro recensione Römbke et al. sintesi degli effetti ecotossicologici dei pesticidi sugli enchitreidi (Oligochaeta) negli agroecosistemi. A causa del loro stretto contatto con l’acqua dei pori del terreno, un alto tasso di ingestione e una cuticola sottile, mostrano un’alta sensibilità a una vasta gamma di pesticidi., Gli autori raccomandano l’uso di enchitreidi nelle valutazioni del rischio di pesticidi a causa della loro diversità, importanza funzionale e semplice utilizzo in test standardizzati.

Nella loro recensione, Ittner et al. richiamare l’attenzione sui funghi acquatici come livello trofico non considerato, finora non affrontato nella valutazione regolamentare del rischio acquatico. I funghi d’acqua dolce sono un gruppo eterogeneo e svolgono importanti funzioni nelle dinamiche della rete alimentare degli ecosistemi delle acque superficiali., Gli autori concludono che lo sviluppo e la standardizzazione di diversi saggi biologici sui funghi sono necessari per proteggere efficacemente le reti alimentari negli ecosistemi acquatici.

Presi collettivamente, siamo grati a tutti i contributori per presentare una tale varietà di aspetti a diversi livelli di complessità dalla fisiologia al funzionamento dell’ecosistema. È anche diventato chiaro che distribuiamo enormi quantità di pesticidi che raggiungono diversi compartimenti degli ecosistemi nel paesaggio agricolo con poca conoscenza sui loro effetti non target., Di conseguenza, il drastico calo della biodiversità in insetti, uccelli e altri organismi è stato correlato all’inquinamento da pesticidi (Geiger et al., 2010; Beketov et al., 2013; Sánchez-Bayo e Wyckhuys, 2019). Questo ci dovrebbe allertare a sfidare radicalmente e rimodellare completamente le attuali procedure per la valutazione del rischio ambientale dei pesticidi, in quanto sono ovviamente inadeguate a proteggere la biodiversità e l’integrità degli ecosistemi.,f restanti lacune nelle conoscenze, tra loro ci sono (elenco non esaustivo):

• effetti degli additivi e dei tensioattivi contenuti nei preparati antiparassitari, piuttosto che principi attivi

• effetti realistici campo delle popolazioni e delle comunità, piuttosto che singole specie studi

• effetti di uno o più pesticidi derivanti dal serbatoio di miscele e di vita reale sequenze di applicazione

• il carry-over e legacy effects

• effetti di campi agricoli e vicini ecosistemi (e.,g., pesticidi drift)

• interazioni con fattori di stress ambientali come organismica concorrenza, fattori abiotici (temperatura, umidità), tipi di suolo (contenuto di humus), e i cambiamenti climatici

In conclusione, le priorità per il futuro lavoro di pesticidi e dei loro effetti dovrebbe concentrarsi sullo studio per la simulazione realistica del campo di situazioni, cioè, più applicazioni di pesticidi durante la stagione di crescita tra loro spaziale e temporale delle interazioni con la fauna e la flora.,

Contributi degli autori

Tutti gli autori elencati hanno dato un contributo sostanziale, diretto e intellettuale al lavoro, e lo hanno approvato per la pubblicazione.

Dichiarazione sul conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di relazioni commerciali o finanziarie che potrebbero essere interpretate come un potenziale conflitto di interessi.