Frontiers in Environmental Science (Polski)

pestycydy są coraz częściej stosowane na całym świecie i jednocześnie pojawiają się dowody na to, że mają one szkodliwy wpływ ekologiczny na różnorodność biologiczną organizmów w krajobrazach rolniczych., Jednakże pestycydy są również postrzegane jako wysoce regulowana grupa chemikaliów pod względem zagrożenia dla środowiska. Celem tego tematu badawczego jest przedstawienie przeglądu stanu wiedzy na temat skutków pestycydów niebędących przedmiotem zwalczania oraz zidentyfikowanie luk w wiedzy. Zebraliśmy w sumie 14 prac napisanych przez 61 autorów, z których osiem jest oryginalnymi pracami badawczymi, a sześć recenzjami. Wiele prac dotyczyło wpływu herbicydów i insektycydów. Działanie glifosatu i neonikotynoidów zostało omówione w odniesieniu do różnych grup organizmów., Ale także fungicydy, a także Rodentycydy były w centrum zainteresowania naukowców, a niektóre dotyczyły więcej niż jednej klasy pestycydów. W kilku dokumentach wyraźnie sformułowano zalecenia dotyczące zmian obecnych metod oceny ryzyka wymaganych do regulacji pestycydów.

tryb działania herbicydów na bazie glifosatu nie jest jeszcze do końca poznany. Gomes i in. testowane glifosatowe hamowanie fotosyntezy w Wierzbie. Autorzy wykazali, że glifosat sprzyja zmianom w aparacie fotosyntetycznym, co prowadzi do zmniejszenia fotochemii., Po raz pierwszy przedstawiono wzajemne oddziaływanie na szlak shikimate, proces fotosyntetyczny i zdarzenia oksydacyjne u roślin. Badania te udokumentowały, że glifosat indukuje szereg powiązanych ze sobą zdarzeń, które prowadzą do zmniejszenia aktywności fotosyntetycznej w roślinach wierzbowych i wskazują, w jaki sposób tolerancja glifosatu w roślinach może rozwinąć się poprzez aktywację systemów przeciwutleniających.

wpływ herbicydów na środowisko roślin marginesu polowego nie był dotąd badany. W badaniu terenowym Nelemans i in., zbadano wpływ środka chwastobójczego (metsulfuron metylowy) na społeczności zasianych roślin. Dryf herbicydów miał wpływ na produkcję biomasy, pokrywę roślinną i kiełkowanie nasion kilku gatunków roślin. Badanie sugeruje, że znoszenie oprysków prowadzi do zmian składu gatunkowego i sukcesji roślinności na obszarach pozagrodowych sąsiadujących z polami uprawnymi.

herbicydy mogą nie tylko wpływać na rośliny polowe, ale także mikroorganizmy glebowe, jak badali Aristilde et al., Ich wyniki pokazują, że glifosat zmienia poziomy metabolitów w szlaku biosyntetycznym aminokwasów aromatycznych w bakterii glebowej Pseudomonas. Największe zahamowanie stwierdzono dla tryptofanu, ważnego prekursora metabolitów wtórnych. Autorzy doszli do wniosku, że wywołane glifosatem specyficzne zakłócenie biosyntezy aminokwasów aromatycznych de novo, któremu towarzyszyły rozległe zakłócenia metaboliczne, było odpowiedzialne za obserwowane działania niepożądane zależne od dawki., Ich odkrycia sugerują, że bakterie ryzosferyczne mogą być mniej podatne na działanie glifosatu ze względu na środowisko o wysokiej zawartości węgla w ryzosferze ze stosunkowo wyższym stężeniem aminokwasów i cukrów w stosunku do gleb luzem.

rzadko uważa się, że gatunki płazów migrujące przez pola uprawne mogą być narażone na działanie pestycydów. Berger i in. oceniono regionalne wzorce migracji i zastosowania glifosatu w niemieckim rolnictwie na przestrzeni 20 lat., Ich wyniki wykazują największy wzrost zbieżności czasowej z zastosowaniem glifosatu zarówno u dorosłych, jak i młodych traszki grzebieniastej (Triturus cristatus) i kumaka ognistego (Bombina bombina). Autorzy domagają się, aby ocena ryzyka stwarzanego przez pestycydy zaczęła uwzględniać potencjalne narażenie na działanie płazów i uwzględniała wynikające z tego skutki w procedurze regulacyjnej.

Interactive effects between glifosate-based herbicides and environmental parameters was studied by Baier et al., Wyniki eksperymentu laboratoryjnego wykazały, że jaja ropuch zwyczajnych (Bufo bufo) były bardziej wrażliwe na herbicydy niż kijanki. Interakcja między stężeniami herbicydów i temperaturą powodowała bardziej wyraźne efekty glifosatu w niższych temperaturach. Jest to niezwykłe, ponieważ badania ekotoksykologiczne dla oceny ryzyka regulacyjnego nie oceniają temperatury jako współstresora, a zatem rzeczywiste ryzyko może być niedoszacowane.

w swoim wkładzie Gomes i Juneau sprawdzili, w jaki sposób zmiany warunków klimatycznych wpływają na toksyczność herbicydów w glonach i sinicach., Pokazują one, że reakcje na interakcje między światłem, temperaturą i herbicydami są specyficzne dla danego gatunku, co utrudnia ustalenie jednego modelu wpływu zmian klimatu na toksyczność herbicydów dla glonów wodnych. Autorzy domagają się również uwzględnienia parametrów środowiskowych przy ocenie ryzyka stwarzanego przez pestycydy.

w swojej mini-recenzji Stoner pokazuje, że obecna ocena ryzyka neonikotynoidów nie uwzględnia odpowiednio różnic między pszczołami miodnymi (Apis mellifera) a trzmielami (Bombus spp.)., Ponieważ królowe trzmieli są samotne przez pewien czas i same żerują na pyłku i nektarze, ich narażenie na pestycydy jest wyższe niż w przypadku królowych pszczół miodnych, w których pszczoły robotnice dostarczają pokarm i dlatego są potencjalnie narażone na pestycydy. Wymagane są dodatkowe badania koncentrujące się na krytycznych okresach życia królowej trzmieli oraz ryzyku narażenia na pestycydy i związanych z nimi skutków.

neonikotynoidy i ich wpływ na motyle, w tym również podletalne punkty końcowe, zostały omówione w przeglądzie systematycznym dokonanym przez Mulé i wsp., Insektycydy powodują negatywne skutki, takie jak zmniejszona przeżywalność, przerwanie karmienia i zmiana zachowania jajeczkowania. W artykule podkreślono, że nie udało się ustalić, który gatunek motyla jest do tej pory najbardziej wrażliwy.

wpływ środków owadobójczych na środowisko wodne został oceniony przez Sánchez-Bayo et al. W pracy wykazano powszechne zanieczyszczenie wód przez neonikotynoidy i określono społeczności najbardziej zagrożone., Luki w wiedzy wynikają z trudności w uzyskaniu długoterminowych danych eksperymentalnych dotyczących wpływu na poszczególne organizmy na oddziaływanie na populacje i ekosystemy.

pojedyncze i połączone działanie środków owadobójczych i grzybobójczych opatrunków nasiennych, a następnie zastosowanie herbicydów na biotę glebową i procesy były badane przez van Hoesela i wsp. Opatrunki nasienne w pszenicy ozimej znacznie zmniejszały aktywność powierzchniową dżdżownic, bez różnicy, czy stosowano insektycydy czy fungicydy., Autorzy doszli do wniosku, że należy zwrócić większą uwagę na interaktywny wpływ na biotę glebową i procesy różnych klas pestycydów systemowych.

chociaż Rolnictwo dominuje w krajobrazie Europy, brak jest informacji na temat aktywności nietoperzy w różnych uprawach i dlatego nie można odpowiednio zająć się narażeniem. Stahlschmidt et al. badał aktywność żerową nietoperzy w krajobrazie rolniczym w Niemczech. W ciągu 300 nocy próbnych stwierdzono łącznie 14 gatunków nietoperzy., Wysoki poziom aktywności nietoperzy nad uprawami, związane z tym nakłady pestycydów i dostępność owadów drapieżnych, sprawiają, że narażenie pokarmowe nietoperzy jest prawdopodobne. Nietoperze i ich narażenie na pestycydy nie są obecnie uwzględniane w rozporządzeniu UE dotyczącym pestycydów.

często ignorowanym aspektem zajmowali się Topping i Elmeros: ekspozycja ssaków drapieżnych na antykoagulujące Rodentycydy była badana przy użyciu modelu czasoprzestrzennego wspartego badaniami eksperymentalnymi., W artykule sugeruje się, że czynnik powodujący wysoką częstość występowania rodentycydów antykoagulacyjnych u niedocelowych drapieżników małych ssaków jest prawdopodobnie związany ze schematami stosowania.

w swojej recenzji podsumowanie ekotoksykologicznego wpływu pestycydów na enchytraeidy (Oligochaeta) w agroekosystemach. Ze względu na bliski kontakt z wodą z porów glebowych, dużą szybkość wchłaniania i cienki naskórek wykazują wysoką wrażliwość na szeroką gamę pestycydów., Autorzy zalecają stosowanie enchytraeidów w ocenie ryzyka pestycydów ze względu na ich różnorodność, znaczenie funkcjonalne i proste zastosowanie w standaryzowanych testach.

w swojej recenzji zwrócenie uwagi na grzyby wodne jako na lekceważony poziom troficzny, nieuwzględniony dotychczas w regulacyjnej ocenie ryzyka dla środowiska wodnego. Grzyby Słodkowodne stanowią zróżnicowaną grupę i pełnią ważne funkcje w dynamice sieci pokarmowej ekosystemów wód powierzchniowych., Autorzy doszli do wniosku, że opracowanie i standaryzacja różnych testów biologicznych grzybów jest niezbędna do skutecznej ochrony sieci pokarmowych w ekosystemach wodnych.

biorąc pod uwagę zbiorczo, jesteśmy wdzięczni wszystkim uczestnikom za przedstawienie tak różnorodnych aspektów na różnych poziomach złożoności, od fizjologii po funkcjonowanie ekosystemu. Stało się również jasne, że wprowadzamy ogromne ilości pestycydów, które docierają do różnych części ekosystemów w krajobrazie rolniczym, mając niewielką wiedzę na temat ich skutków innych niż docelowe., W konsekwencji dramatyczne spadki bioróżnorodności owadów, ptaków i innych organizmów były związane z zanieczyszczeniem pestycydami (Geiger et al., 2010; Beketov i in., 2013; Sánchez-Bayo i Wyckhuys, 2019). Powinno to ostrzec nas przed radykalnym wyzwaniem i całkowitym przebudowaniem obecnych procedur oceny ryzyka środowiskowego pestycydów, ponieważ są one oczywiście niewystarczające do ochrony różnorodności biologicznej i integralności ekosystemów.,f pozostałe luki w wiedzy, wśród nich są (nie wyczerpujące):

• wpływ dodatków i środków powierzchniowo czynnych w preparatach pestycydów, a nie składników aktywnych

• wpływ na realistyczne populacje terenowe i społeczności, a nie pojedyncze badania gatunków

• wpływ z więcej niż jednego pestycydu powstałego w wyniku mieszanin w zbiornikach i sekwencji stosowania w warunkach rzeczywistych

• efekty przeniesienia i dziedziczenia

• efekty na polach rolniczych i sąsiednich ekosystemach (np.,g., dryf pestycydów)

• interakcje ze stresorami środowiskowymi, takimi jak konkurencja organizmowa, czynniki abiotyczne (temperatura, wilgotność), typy gleby (zawartość próchnicy) i zmiany klimatu

podsumowując, priorytety przyszłych prac nad pestycydami i ich skutkami powinny koncentrować się na badaniu lub symulowaniu realistycznych sytuacji w terenie, tj. wielokrotnych zastosowań pestycydów w sezonie wegetacyjnym, w tym ich czasowych i przestrzennych interakcji z fauną i florą.,

wkład autora

wszyscy wymienieni autorzy wnieśli znaczący, bezpośredni i intelektualny wkład do pracy i zatwierdzili ją do publikacji.

Oświadczenie o konflikcie interesów

autorzy oświadczają, że badanie zostało przeprowadzone w przypadku braku jakichkolwiek relacji handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.