Frontiere în Știința Mediului

Pesticidele sunt din ce în ce mai utilizate în întreaga lume și, în același timp, este evident că acestea au efecte ecologice negative asupra biodiversității de organisme în cadrul peisajelor agricole., Cu toate acestea, pesticidele sunt, de asemenea, percepute ca un grup foarte reglementat de substanțe chimice în ceea ce privește riscul lor pentru mediu. Scopul acestui subiect de cercetare este de a oferi o imagine de ansamblu asupra stadiului de cunoștințe privind efectele non-țintă ale pesticidelor și de a identifica lacunele de cunoștințe. Am adunat în total 14 lucrări scrise de 61 de autori, dintre care opt sunt lucrări de cercetare originale și șase sunt recenzii. Multe lucrări s-au ocupat de efectele erbicidelor și insecticidelor. Efectele glifosatului și neonicotinoidelor au fost abordate pentru diferite grupuri de organisme., Dar, de asemenea, fungicidele, precum și rodenticidele au fost în centrul atenției cercetătorilor, iar unele s-au adresat mai multor clase de pesticide. Mai multe lucrări au făcut în mod explicit recomandări pentru modificarea abordărilor actuale de evaluare a riscurilor necesare reglementării pesticidelor.modul de acțiune al erbicidelor pe bază de glifosat nu este încă complet înțeles. Gomes și colab. inhibarea dependentă de glifosat testată a fotosintezei în salcie. Autorii au arătat că glifosatul promovează modificări ale aparatului fotosintetic care duc la scăderea fotochimiei., Pentru prima dată, au fost prezentate efectele de interconectare asupra căii shikimate, procesului fotosintetic și evenimentelor oxidative din plante. Această cercetare a documentat faptul că glifosatul induce o serie de evenimente interconectate care conduc la scăderea activității fotosintetice în plantele de salcie și indică modul în care toleranța la glifosat în plante se poate dezvolta prin activarea sistemelor antioxidante.efectele derivării erbicidelor în comunitatea plantelor cu marjă de câmp au fost puțin studiate până acum. Într-un proces de teren Nelemans și colab., efectele investigate ale unui erbicid (metsulfuron-metil) asupra comunităților de plante semănate. Derivarea erbicidului a afectat producția de biomasă, acoperirea plantelor și germinarea semințelor mai multor specii de plante. Studiul implică faptul că derivarea pulverizării duce la schimbări în compozițiile speciilor și la succesiunea vegetației în zonele off-culturi adiacente câmpurilor arabile.erbicidele nu pot afecta numai plantele din afara câmpului, ci și microorganismele din sol, așa cum au fost studiate de Artilde et al., Rezultatele lor arată că glifosatul a modificat nivelurile metabolitului în calea biosintetică a aminoacizilor aromatici din bacteria Pseudomonas din sol. Cea mai mare inhibiție a fost găsită pentru triptofan, un precursor important al metaboliților secundari. Autorii concluzionează că întreruperea specifică indusă de glifosat a biosintezei de novo a aminoacizilor aromatici însoțită de perturbări metabolice răspândite a fost responsabilă pentru efectele adverse observate dependente de doză., Descoperirile lor sugerează că bacteriile rizosferice pot fi mai puțin sensibile la efectele glifosatului datorită mediului cu conținut ridicat de carbon din rizosferă, cu o concentrație relativ mai mare de aminoacizi și zaharuri în raport cu solurile în vrac.rareori se consideră că speciile amfibiene care migrează prin câmpuri arabile pot fi expuse pesticidelor. Berger și colab. modele regionale de migrație evaluate și aplicații glifosat în agricultura Germană de peste 20 de ani., Rezultatele lor relevă cea mai mare creștere a coincidenței temporale cu aplicarea glifosatului atât pentru adulți, cât și pentru minori, tritonul mare (Triturus cristatus) și broasca de foc (Bombina bombina). Autorii cer ca evaluarea riscului pesticidelor să înceapă să ia în considerare expunerea potențială la amfibieni și să includă efectele rezultate în procedura de reglementare.efectele Interactive între erbicidele pe bază de glifosat și parametrii de mediu au fost studiate de Baier et al., Rezultatele acestui experiment de laborator au arătat că ouăle de broaște comune (Bufo bufo) erau mai sensibile la erbicide decât mormolocii. Interacțiunea dintre concentrațiile de erbicid și temperatură a dus la efecte mai pronunțate de glifosat la temperaturi mai scăzute. Acest lucru este remarcabil deoarece studiile ecotoxicologice pentru evaluarea riscului de reglementare nu evaluează temperatura ca un co-Factor de stres și, prin urmare, riscul real ar putea fi subestimat.în contribuția lor, Gomes și Juneau au analizat modul în care variațiile condițiilor climatice influențează toxicitatea erbicidelor în alge și cianobacterii., Acestea arată că răspunsurile la interacțiunile dintre lumină, temperatură și erbicide sunt specifice speciilor, ceea ce face dificilă stabilirea unui singur model al modului în care schimbările climatice vor afecta toxicitatea erbicidelor pentru algele acvatice. Autorii solicită, de asemenea, includerea parametrilor de mediu atunci când evaluează riscul pesticidelor.în mini-recenzia sa, Stoner arată că evaluarea actuală a riscurilor neonicotinoide nu abordează în mod adecvat diferențele dintre albinele melifere (Apis mellifera) și bondarii (Bombus spp.)., Deoarece reginele bondarilor sunt solitare de ceva timp și se hrănesc pentru polen și nectar, expunerea lor la pesticide este mai mare decât pentru reginele albinelor, unde albinele lucrătoare furnizează hrană și, prin urmare, sunt potențial expuse la pesticide. Sunt necesare cercetări suplimentare care se concentrează asupra perioadelor critice din viața unei regine de albine și asupra riscului de expunere la pesticide și a efectelor conexe.

neonicotinoidele și efectele lor asupra fluturilor, inclusiv, de asemenea, obiectivele subletale, au fost abordate într-o revizuire sistematică de Mulé et al., Insecticidele provoacă efecte negative, cum ar fi rata de supraviețuire redusă, întreruperea hrănirii și modificarea comportamentului de ovipoziție. Lucrarea subliniază că a fost imposibil să se determine care specie de fluture este cea mai sensibilă până acum.impactul insecticidelor asupra mediilor acvatice a fost revizuit de Sánchez-Bayo et al. Lucrarea prezintă o contaminare acvatică răspândită cu neonicotinoide și identifică comunitățile cele mai expuse riscului., Lacunele în materie de cunoștințe rezultă din dificultățile de obținere a datelor experimentale pe termen lung referitoare la efectele asupra organismelor individuale și la impacturile asupra populațiilor și ecosistemelor.efectele unice și combinate ale pansamentelor de semințe insecticide și fungicide și aplicarea ulterioară a erbicidelor pe biota și procesele solului au fost studiate de van Hoesel et al. Pansamentele de semințe din grâul de toamnă au redus semnificativ activitatea de suprafață a râmelor, fără nicio diferență dacă au fost utilizate insecticide sau fungicide., Autorii concluzionează că efectele interactive asupra biotei solului și a proceselor din diferite clase de pesticide sistemice ar trebui să primească mai multă atenție.deși agricultura domină o mare parte din peisajul Europei, nu există informații privind activitatea bat în diferite culturi și, prin urmare, expunerea nu poate fi abordată în mod corespunzător. Stahlschmidt și colab. a investigat activitatea de culegere a liliecilor într-un peisaj agricol din Germania. În 300 de nopți de eșantionare acumulate, au fost înregistrate în total 14 specii de lilieci., Nivelurile ridicate de activitate a liliecilor deasupra culturilor, intrările de pesticide aferente și disponibilitatea insectelor de pradă fac posibilă o expunere dietetică a liliecilor. Liliecii și expunerea lor la pesticide nu sunt în prezent luate în considerare în Regulamentul UE privind pesticidele.un aspect adesea ignorat a fost abordat de Topping și Elmeros: expunerea prădătorilor de mamifere la rodenticide anticoagulante a fost investigată folosind un model spațio-temporal susținut de un studiu experimental., Lucrarea sugerează că șoferul incidenței rodenticidelor anticoagulante ridicate la prădătorii de mamifere mici care nu sunt vizați este probabil să fie legat de modelele de utilizare.

În recenzia lor Römbke și colab. efectele ecotoxicologice rezumate ale pesticidelor asupra enchitraeidelor (Oligochaeta) în agroecosisteme. Datorită contactului lor strâns cu apa porilor solului, a unei rate mari de ingestie și a unei cuticule subțiri, acestea prezintă o sensibilitate ridicată la o gamă largă de pesticide., Autorii recomandă utilizarea enchytraeidelor în evaluările riscului de pesticide datorită diversității, importanței funcționale și utilizării simple în testele standardizate.

în revizuirea lor, Ittner și colab. atrageți atenția asupra ciupercilor acvatice ca un nivel trofic ignorat, care nu a fost abordat până în prezent în evaluarea riscului Acvatic de reglementare. Ciupercile de apă dulce sunt un grup divers și îndeplinesc funcții importante în dinamica rețelei alimentare a ecosistemelor de apă de suprafață., Autorii concluzionează că dezvoltarea și standardizarea diferitelor bioanalize de ciuperci este necesară pentru a proteja eficient straturile alimentare în ecosistemele acvatice.luate în mod colectiv, suntem recunoscători tuturor contribuitorilor pentru prezentarea unei astfel de varietăți de aspecte la diferite niveluri de complexitate, de la fiziologie la funcționarea ecosistemului. De asemenea, a devenit clar că implementăm cantități enorme de pesticide care ajung în diferite compartimente ale ecosistemelor din peisajul agricol, fără prea multe cunoștințe despre efectele lor nețintă., În consecință, scăderea dramatică a biodiversității la insecte, păsări și alte organisme au fost legate de poluarea cu pesticide (Geiger et al., 2010; Beketov și colab., 2013;Sánchez-Bayo și Wyckhuys, 2019). Acest lucru ar trebui să ne alerteze radical provocare și de a remodela complet procedurile actuale de mediu, evaluări de risc de pesticide, deoarece acestea sunt în mod evident inadecvate pentru a proteja biodiversitatea și integritatea ecosistemelor.,f rămase lacunele de cunoștințe, printre ei sunt (nu exhaustiv):

• efecte de aditivi și agenți tensioactivi în formulări de pesticide, mai degrabă decât de ingrediente active

• efecte realiste domeniul populații și comunități mai degrabă decât de singe specii de studii

• efectele de mai mult de un pesticidelor care rezultă din rezervor amestecuri și aplicare în viața reală secvențe

• reportarea și moștenirea efecte

• efecte în terenurile agricole și ecosistemele vecine (de exemplu.,g., pesticide drift)

• interacțiuni cu factori de stres de mediu, cum ar fi organismic concurența, factorii abiotici (temperatură, umiditate), tipuri de sol (conținutul în humus) și schimbările climatice,

În concluzie, prioritățile pentru activitatea viitoare cu privire la pesticide și efectele lor ar trebui să se concentreze pe cercetarea sau simularea realistă domeniu situații, de exemplu, mai multe aplicații de pesticide în timpul sezonului de creștere, inclusiv lor temporală și spațială interacțiuni cu fauna și flora.,

contribuții ale autorilor

toți autorii enumerați au adus o contribuție substanțială, directă și intelectuală la lucrare și au aprobat-o spre publicare.

Declarație privind conflictul de interese

autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.