Заден план

семена

Птиците в селскостопанска среда претърпяват рязък спад в Западна Европа вече няколко десетилетия. Няколко проучвания, проведени в Обединеното кралство върху видове дивеч като сива яребица (Perdix perdix), вече посочиха преди години, че промените, преживени в земеделието през втората половина на 20-ти век, са довели до значително намаляване на изобилието на вида . Както броят на ловените птици всяка година, така и пролетните преброявания показват същите тенденции. Същата тенденция се наблюдава и при други видове не-дивеч, които обитават селскостопанска среда като валянка (Vanellus vanellus), обикновена чучулига (Alauda arvensis), каландрия (Melanocorypha calandra) или малката дрофа (Tetrax tetrax) В случая на червената яребица (Alectoris rufa) е трудно да се установи тенденцията на естествените популации поради многобройните освобождавания на отглеждани яребици, които затрудняват надеждно проследяване на развитието на популацията, но проучвания на FEDENCA показват, че намаляването при улов в райони, където няма повторно население, е бил между 40 и 100% по отношение на улова през 1980 г.

Трансформацията на околната среда е основното въздействие на интензификацията на селското стопанство върху птиците; Модификацията на земята за селскостопанска употреба води до намаляване на разнообразието на местообитанията (и следователно, на биологичното разнообразие, свързано с тези местообитания), намаляване на хранителните ресурси, загуба на размножителни площи и убежища и др. Въпреки това, едно от въздействията, свързани със селскостопанската дейност, чието значение на това ниво е придобило значителни нива, е използването на фитосанитарни продукти.

Основният и непосредствен ефект от употребата на фитосанитарни продукти се дължи на способността им да намаляват наличността на храна за птиците или тяхната плячка. В този смисъл проучвания, проведени в Обединеното кралство, показват, че контролът при прилагането на пестициди върху житни полета води до значително увеличение на репродуктивния успех на сивата яребица и оцеляването на пилетата се увеличава над минималните стойности, които биха осигурили поддържане на населението. Напротив, в полетата с конвенционално третиране с фитосанитарни продукти, репродуктивният успех и оцеляването на пилетата биха били твърде ниски, за да се гарантира стабилността на популациите.

Освен въздействието върху наличността на фуражи, пестицидите, използвани в селското стопанство, могат да имат неблагоприятни ефекти върху птиците, действащи по различен начин. Например, органофосфатните и карбаматните инсектициди или антикоагулантните родентициди имат висока остра токсичност, причинявайки незабавни ефекти след кратки периоди на експозиция. От друга страна, хлорорганичните инсектициди явно влияят върху репродуктивния успех на птиците, като променят образуването на черупката на яйцата. В днешно време, въпреки че по-голямата част от хлорорганичните инсектициди са забранени в Испания, има много други съединения в употреба от различни химически семейства, чиято активност е призната за ендокринни разрушители с неблагоприятни ефекти върху хормоналната система и промени в репродуктивната способност.

Цели и работен план

С този проект искаме експериментално да идентифицираме възможните неблагоприятни ефекти върху дивечовите птици, и по-специално върху червената яребица, на фитосанитарните продукти, използвани за екраниране на семената. Ще използваме същия начин на излагане, който съществува в естествената среда, т.е. фитосанитарът ще се прилага върху семена от пшеница, които по-късно ще се прилагат на яребиците като храна. За да се идентифицират ефектите на всеки пестицид поотделно, ще се използват зърна, третирани с един пестицид, въпреки че на полето могат да се използват смеси от фунгицид и инсектицид и следователно ще има синергии между тях.

За цялата тригодишна продължителност на проекта възнамеряваме да фокусираме изследването върху девет съединения (три съединения годишно), използвани за обработка на семена от зърнени култури (овес, ечемик, царевица и пшеница). От общия брой продукти, одобрени от MARM за тази употреба, ние избрахме тези, които са по-склонни да предизвикат ефекти на популационно ниво, като действат като ендокринни разрушители, като по този начин въздействат върху репродукцията, или като потискат имунната система, като по този начин улесняват развитие на болести, които в крайна сметка могат да доведат до епидемии или защото са по-остро токсични и следователно способни да причинят пряка смърт на птиците. Трябва обаче да отбележим, че регистрацията на фитосанитарни продукти се актуализира редовно и че някои одобрени днес съединения могат да бъдат забранени в близко бъдеще по същия начин, по който новопоявяващите се вещества могат да станат част от списъка на одобрените съединения за третиране на семената. Първата група експерименти, проведени от март 2010 г., се състои от анализ на ефектите на три съединения, два фунгицида (тирам и дифеноконазол) и инсектицид (имидаклоприд).

Методология

Тъй като възнамеряваме да получим възможно най-пълна картина на ефектите, които възникват при поглъщане на токсични съединения от яребици, ние сме създали мониторинг на различни нива на реакциите, показани от изложени птици. От една страна е възможно някои индивиди да умрат в резултат на поглъщането на защитени семена, особено тези, изложени на най-токсичните пестициди, ако третирането и количеството погълнати семена са достатъчно високи. Не се очаква обаче токсичността на тези съединения, приложени в препоръчаните дози, да достигне летални нива, затова фокусирахме по-голямата част от нашето проучване върху анализа на сублеталните отговори, които с цялата сигурност са много по-показателни за това какво се случва в естествената среда, когато яребиците поглъщат бронирани семена. На Фигура 1 ние очертахме различните нелетални реакции, които възнамеряваме да анализираме. Съвместният анализ на всички тези променливи ще ни позволи да знаем с висока степен на прецизност как действат изследваните съединения, когато са погълнати от яребиците чрез третираните семена:

Резултати

Открихме значителна смъртност сред яребици, изложени както на тирам, така и особено на имидаклоприд (Фигура 2). Пристрастието в половете по отношение на честотата на смъртност е поразително. Сред жертвите, причинени от излагане на тирам, по-голямата част са мъже, за разлика от случилото се сред животните, умрели в резултат на излагане на имидаклоприд.

Сублетални ефекти (I): Фитнес

Както телесната маса, така и състоянието се държат по един и същи начин, като се наблюдава значителна загуба на тегло по време на периода на излагане на имидаклоприд и най-високата концентрация на тирам (Фигура 3). Петнадесет дни след края на експозицията ефектите от гледна точка на телесна маса и състояние бяха изчезнали, което може да се обясни по две причини: първо, животните с по-ниско тегло не успяха да се възстановят и продължиха да умират няколко дни след излагане се прекратява, което може да бъде потвърдено от факта, че некропсиите разкриват ясни симптоми на кахексия при повечето мъртви животни, и второ, спирането на експозицията води до възстановяване на животните, които са претърпели загуба на тегло в по-малка степен.

Както се очаква, промените в оцветяването на клюна и очния пръстен следват подобен модел на този, наблюдаван за състоянието на тялото, като отново са имидаклоприд и в по-малка степен тирам, което мотивира загуба в интензивността на червеникавото оцветяване. клюн и око. Подобни резултати бяха получени и при анализ на хематокрита, появяващи се признаци на анемия сред яребиците, изложени на най-високите концентрации на инсектицид и фунгицид.

Съвместният анализ на използваните четири индикатора за оксидативен стрес разкрива, че това не е бил основен ефект при яребиците, хранени с третирани семена. Само в два случая са открити конкретни разлики по отношение на окислителните щети при третираните яребици и при контролните яребици. Първо, имидаклоприд предизвиква ясно увеличение на дела на окисления глутатион, когато се прилага във високата му доза. И второ, тирамът причинява значително увеличение на концентрацията на супероксиддисмутаза. Поразително е, в този втори случай, че този ефект се проявява само при тези индивиди, изложени на ниска концентрация на тирам, а не при тези, изложени на висока концентрация. Не трябва обаче да забравяме, че смъртността, свързана с тези пестициди, разположени почти изключително при високи дози, означава, че броят на яребиците, върху които са анализирани сублеталните ефекти, е малък и следователно надеждността на съответните резултати за тези специфични експериментални групи не е толкова висока.

Способността да се развие клетъчен имунен отговор се влияе от излагането на най-високата концентрация на имидаклоприд, въпреки че този ефект се наблюдава само при анализ на първичния отговор (този, който се появява в резултат на първата среща с антигена), докато вторичният реакцията не е повлияна от никакви пестициди. В този случай това може да е свързано с факта, че споменатият отговор е измерен 14 дни след края на експозицията и че следователно индивидите вече са частично възстановени от токсичния ефект на инсектицида. Хуморалният имунен отговор обаче не е повлиян от излагане на нито един от анализираните фитосанитарни продукти, така че е в рамките на очакванията някои индивиди да поддържат функционалността на своята имунна система.

Сублетални ефекти (II): Възпроизвеждане

Не сме открили никакъв ясен модел, по който токсичните ефекти на анализираните фитосанитарни продукти да се проявяват върху процента на двойки, които са снесли яйца, или върху средния размер на клада на женска. Дори е забележително, че в някои случаи животните, изложени на най-токсичните съединения (тирам и имидаклоприд), показват по-добър отговор от контролите по отношение на тези променливи (например 100% от двойките, изложени на тирам, пристигнали живи в началото на репродуктивният период снася яйца, докато този дял остава в 67% от контролите). Това може да се дължи, както посочихме за някои от предишните променливи, на факта, че двойките, оцелели от експозицията, очевидно са успели да се възстановят от щетите, причинени от пестициди, въпреки че бъдещият анализ на нивата на хормоните може да ни помогне да интерпретираме тези резултати.

Въпреки това, както имидаклоприд, така и дифеноконазол повлияват по някакъв начин репродуктивните усилия, тъй като макар размерът на снасянето на една женска да не е бил намален по отношение на контролите, размера на яйцата и по-специално тяхната дължина, да, той е бил по-нисък сред изложените индивиди към тези две вещества в сравнение с яйцата, снесени от контролните жени (Фигура 4).

По отношение на скоростта на оплождане и излюпване, трябва да се отбележи, че по време на писането на тази статия някои яйца все още са в инкубаторите, така че не знаем дали са оплодени или не. Следователно резултатите, съответстващи на тези две променливи, трябва да се приемат като предварителни. Наличните данни към днешна дата показват, че именно ниските дози тирам и имидахлолприд причиняват по-ниска степен на оплождане, което би контрастирало със 100% успеха на оплождането сред яйца от животни, третирани с високи дози от тези фитосанитарни продукти. (Фигура 5). Процентът на излюпване остава на доста приемливи нива при всички лечения, което изглежда показва, че проблемите ще се проявят главно през периода на чифтосване, а не толкова по време на ембрионалното развитие.

Заключение и приемственост

Не е изненадващо, че имидахлорпидът е най-вредният от трите съединения. Имидахлорпид е инсектицид, т.е. вещество, предназначено да убива животни, докато тирамът и дифеноконазолът са вещества, предназначени да убиват гъбички, така че не е изненадващо, че поради сходствата по отношение на целевите организми токсичните ефекти на имидахлорпид върху яребиците са по-големи от тези на двата фунгицида. Доказано е обаче, че тирам също може да повлияе на яребици, които ядат семена, третирани с това съединение с известна тежест. Няма съмнение, че съществуват механизми, чрез които поглъщането на защитени от тирам семена може да застраши здравето на яребиците. Остава да се изясни дали токсичните ефекти, проявявани както от имидаклоприд, така и от дифеноконазол, са преносими към това, което яребите изпитват в естествените местообитания, и в това отношение трябва да се вземат предвид редица въпроси.

На първо място, яребиците по време на опитите са били хранени изключително с обработени семена и, макар че при естествени условия, по време на сезона на сеитба семената със сигурност представляват по-голямата част от диетата, не знаем до каква степен консумацията на други видове храни могат да намалят токсичните ефекти на защитените семена или директно да се използват като алтернатива на консумацията на тези семена.

Второ, сеитбата на зърнените култури се извършва през есента, тоест месеци преди репродуктивния период, който се извършва през пролетта. Тъй като това проучване започна през март, беше необходимо незабавно да се започнат експериментите, за да се възползват от репродуктивния период през пролетта на 2010 г., което означава, че животните са били изложени на пестициди само за кратко време, преди да започнат да се размножават. Резултатите показват, че след като приемът на бронирани семена престане, яребиците имат способността да възвърнат някои от функциите си за кратко време. Ако администрирането на семената беше извършено през есента, се очаква оцелелите да са достигнали репродуктивния период при по-добри условия, отколкото при този експеримент. В тази връзка подходът за експериментите, които трябва да се провеждат оттук нататък, е логично да се съобрази с обичайния период на експозиция и, следователно, да се прилага защитеното семе през есента, с втора обработка в края на зимата, за да се симулира излагане на зърнени култури с кратък цикъл.

Трето, използването на доза, съответстваща на удвоената препоръчителна доза, се основава на хипотезата, че в някои случаи земеделските производители може да не спазват препоръчаните дози, но такава хипотеза ще трябва да бъде потвърдена, преди да се вземат предвид резултатите, получени при лечения с високи дози.

И накрая, ефектите от прилагането на екранирани семена върху популациите изискват, в допълнение към индивидуалната перспектива или перспективата родител-дете, прилагана досега, перспектива между поколенията. С други думи, трябва да преценим до каква степен индивидът, роден от майка, която е преживяла стреса от излагане на определено токсично съединение, достига зряла възраст и е способен от своя страна да се възпроизвежда с гаранции за успех. В тази връзка първата серия от експерименти ни предостави пилета, които в рамките на една година ще достигнат възрастта на зрялост, и след това ще можем да извършим изследването от тази гледна точка между поколенията.

Работна група

Проучването се финансира от Кралската испанска ловна федерация и от Националната ловна служба и се субсидира от Фондацията за биоразнообразие MMA. Координацията за спонсорите се осъществява от фондация FEDENCA, организатор на различните проекти преди изпълнението на материалите и организация, която е избрала Института за изследване на игровите ресурси (IREC) като център, където да се проведат тестовете. Изследователският екип, който го провежда, принадлежи на Института за научни изследвания за реални ловни ресурси в Сиудад, съвместен център на Висшия съвет за научни изследвания, Университета на Кастилия-Ла Манча и Общностния съвет на Кастилия-Ла Манча. Екипът се ръководи от д-р Рафаел Матео Сория, старши преподавател в UCLM, а също така е съставен от Ана Лопес Антиа (докторант), д-р Мануел Ортис Санталиестра (постдокторант) и д-р Франсоа Муже (старши учен на експерименталната станция на сухите зони на CSIC).

„Подозренията на ловците се потвърждават: ефектите на някои съединения (два фунгицида и инсектицид), използвани при екранирането на семената, са много вредни за нашите червенокраки“

маса 1: Списък на фитосанитарните продукти, регистрирани от Министерството на околната среда и селските и морските въпроси за третиране на семена от зърнени култури (актуализиран до юни 2010 г.).