Оценка влияния пестицидов на личинок одиночных пчел

Опылители играют важнейшую роль в экосистемных услугах современного глобального сельского хозяйства. В то время как медоносные пчелы (Apis mellifera; Перепончатокрылые: Apidae) традиционно считаются основными экономическими опылителями сельскохозяйственных культур, недавние исследования показывают, что Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) также очень важна для улучшения опыления для определенных культур, увеличения размера плодов и количества семян и уменьшения доли асимметричных плодов в коммерческих садах в разных частях мира¹. Osmia excavata считается идеальным видом для опыления яблок, в основном в Азии, например, в северном и северо-западном Китае и Японии ^2,3,4. Он может предоставлять услуги опыления для определенных культур с аналогичной или иногда с большей эффективностью. В этом отношении было показано, что они заменяют или работают в синергии с медоносными пчелами ^4,5,6.

Биологические особенности O. excavata уникальны по сравнению с социальными пчелами. Его одновольтная, одиночная и гнездовая активность происходит в основном весной и в начале лета. Гнезда O. excavata обычно встречаются в ранее существовавших ямах, как правило, в сухостоях, полых растениях, соломенных трубках и бамбуковом стебле в естественном состоянии³. Взрослая особь O. excavata выходит из своего кокона, чтобы спариваться, собирать пыльцу и строить гнездо для откладывания яиц, которые начинают вылупляться через неделю. Оплодотворенные яйца развиваются в самок, в то время как неоплодотворенные яйца развиваются в самцов³. Самки распределены в нижней части пчелиной трубки, и соответствующие положения более значимы. Напротив, самцы находились в непосредственной близости от выхода из трубы с незначительными положениями⁷, поэтому самцы выходят первыми, а самки выходят позже. Самка смешивает пыльцу с небольшим количеством нектара во влажную каплю, единственный источник пищи для каждой личинки в клетке⁸.

В нескольких исследованиях сообщалось об уменьшении популяции насекомых-опылителей^{на 9,10}. Широкое использование пестицидов было определено в качестве одного из основных факторов сокращения численности и разнообразия опылителей, а также может поставить под угрозу услуги по опылению^11,12. Для уменьшения и смягчения неблагоприятного воздействия пестицидов необходимо провести оценку риска пестицидов для опылителей. Некоторые страны создали нормативно-правовую базу для обеспечения безопасности пчел от пестицидов, используемых^13,14. Недавние исследования показали, что Осмия была более восприимчива к пестицидам, чем медоносные пчелы ^1,15.

Интересно, что большинство оценок риска были сосредоточены на взрослых медоносных пчелах^11,12; Мало исследований было проведено на O. excavata, особенно на личинках. Кроме того, смертность Осмии, непосредственно вызванная пестицидами, чаще всего считается¹⁶. Тем не менее, хронические токсичности, такие как увеличение веса личинок, продолжительность развития, модели кормления, способность к эклозии, последующее поведение взрослых и плодовитость, могут иметь тот же вред, что и острая смертельная токсичность, и часто игнорируются из-за отсутствия эффективного экспериментального метода для одиночных пчел¹⁷.

До настоящего времени для оценки воздействия пестицидов на личинок одиночных пчел использовались два метода: 1) соответствующее количество пестицида применялось в локализованном месте провизии без удаления яйца одиночных пчел 1,18,19,20; (2) замена положений искусственными пыльцево-нектарными смесями, содержащими определенное количество пестицида²¹. Тем не менее, существуют некоторые ограничения для вышеуказанных двух методов. Первый может измерять только острую токсичность, но не хроническую токсичность, потому что личинки проглотили всю дозу за короткий промежуток времени; последнее приведет к высокой смертности из-за манипуляций человека¹. Здесь описан метод погружения для изучения экотоксичности пестицидов для O. excavata в строго контролируемых исследовательских условиях путем моделирования поведения личинок, питающихся остаточным пестицидом в условиях реальной среды. Метод данного исследования решает недостатки двух вышеуказанных методов и подходит для измерения воздействия опасного вещества на острую и хроническую токсичность.