Evaluación del efecto de los pesticidas en las larvas de las abejas solitarias

Summary

El presente protocolo explica un método para alimentar con provisiones contaminadas con pesticidas a las larvas de las abejas solitarias, Osmia excavata. El procedimiento examina la ecotoxicidad del pesticida para las larvas de las abejas solitarias.

Abstract

Las evaluaciones actuales del riesgo ecológico de los plaguicidas en polinizadores han considerado principalmente solo las condiciones de laboratorio. Para las larvas de abejas solitarias, la ingestión de provisiones contaminadas con pesticidas puede aumentar la tasa de mortalidad de las larvas, disminuir la tasa de recolección y la población de abejas solitarias adultas en el próximo año desde una perspectiva demográfica. Pero hay estudios limitados sobre los efectos de los pesticidas en las larvas de abejas solitarias. Por lo tanto, comprender cómo los plaguicidas influyen en las larvas de las abejas solitarias debe considerarse una parte integral de la evaluación del riesgo ecológico de los plaguicidas. Este estudio presenta un método para exponer las larvas de abeja solitaria, Osmia excavata, a dosis letales o subletales de pesticidas, rastreando el aumento de peso larval, la duración del desarrollo, la capacidad de eclosión y la conversión de la eficiencia del consumo de alimentos ingeridos. Para demostrar la efectividad de este método, las larvas de O. excavata fueron alimentadas con provisiones que contenían dosis letales agudas y subletales de clorpirifos. Luego, se investigaron los índices anteriores de las larvas tratadas. Esta técnica ayuda a predecir y mitigar el riesgo de pesticidas para los polinizadores.

Introduction

Los polinizadores desempeñan un papel fundamental en los servicios ecosistémicos de la agricultura mundial moderna. Mientras que las abejas melíferas (Apis mellifera; Hymenoptera: Apidae) han sido tradicionalmente considerados como los polinizadores económicos esenciales de los cultivos, investigaciones recientes sugieren que Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) también es muy importante para mejorar la polinización de ciertos cultivos, aumentar el tamaño de la fruta y el número de semillas, y reducir la proporción de fruta asimétrica en huertos comerciales en diferentes partes del mundo¹. Osmia excavata ha sido considerada una especie ideal para la polinización de manzanas, principalmente en Asia, como en el norte y noroeste de China y Japón ^2,3,4. Puede proporcionar servicios de polinización para ciertos cultivos con similares o a veces con mayor eficiencia. En este sentido, se ha demostrado que reemplazan o trabajan en sinergia con las abejas^{melíferas 4,5,6}.

Las características biológicas de O. excavata son únicas en comparación con las abejas sociales. Su actividad univoltina, solitaria y de anidación ocurre principalmente en primavera y principios de verano. Los nidos de O. excavata se encuentran generalmente en agujeros preexistentes, típicamente en madera muerta, plantas huecas, tubos de paja y tallo de bambú en la condición natural³. El adulto O. excavata emerge de su capullo para aparearse, recolectar polen y construir un nido para poner huevos, que comienzan a eclosionar una semana después. Los huevos fertilizados se convierten en hembras, mientras que los huevos no fertilizados se convierten en machos³. Las hembras se distribuyen en el fondo del tubo de abeja, y las disposiciones correspondientes son más significativas. En contraste, los machos estaban en la proximidad de la salida del tubo con provisiones menores⁷, por lo que los machos salen primero y las hembras salen después. La hembra mezcla el polen con una pequeña cantidad de néctar en una mancha húmeda, la única fuente de alimento para cada larva en la célula⁸.

Varios estudios han reportado una disminución en la población de insectos polinizadores ^9,10. El uso extensivo de plaguicidas ha sido identificado como uno de los principales factores para reducir la abundancia y diversidad de polinizadores y también puede poner en peligro los servicios de polinización^11,12. Para reducir y mitigar los efectos adversos de los plaguicidas, es necesario realizar una evaluación del riesgo de plaguicidas para los polinizadores. Algunos países han establecido marcos regulatorios para garantizar la seguridad de las abejas de los plaguicidas utilizados^13,14. Estudios recientes han demostrado que Osmia era más susceptible a los pesticidas que las abejas^{melíferas 1,15}.

Curiosamente, la mayoría de las evaluaciones de riesgo se centraron en las abejas melíferas adultas ^11,12; se ha realizado poca investigación sobre O. excavata, especialmente las larvas. Además, la mortalidad de Osmia causada directamente por pesticidas se considera más comúnmente¹⁶. Aún así, las toxicidades crónicas como el aumento de peso larval, la duración del desarrollo, los patrones de alimentación, la capacidad de eclosión, el comportamiento adulto posterior y la fecundidad pueden tener el mismo daño que las toxicidades letales agudas y a menudo se ignoran debido a la falta de un método experimental efectivo para las abejas solitarias¹⁷.

Hasta ahora, se utilizan dos métodos para evaluar los efectos de los plaguicidas en las larvas de abejas solitarias: (1) se aplicó una cantidad adecuada de plaguicida en el lugar localizado de provisiones sin eliminar el huevo de abejas solitarias 1,18,19,20; 2) la sustitución de las provisiones por mezclas artificiales de polen y néctar que contengan una cantidad específica de plaguicida²¹. Sin embargo, existen algunas limitaciones para los dos métodos anteriores. El primero solo puede medir la toxicidad aguda, pero no la toxicidad crónica porque las larvas ingirieron toda la dosis en un corto período de tiempo; esto último conduciría a una alta tasa de mortalidad debido a la manipulación humana¹. Aquí, se describió el método de inmersión para estudiar la ecotoxicidad de los plaguicidas a O. excavata en condiciones de investigación altamente controladas mediante la simulación del comportamiento de la alimentación larvaria con plaguicida residual en las provisiones en el entorno real. El método de este estudio resuelve las desventajas de los dos métodos anteriores y es adecuado para medir los efectos de una sustancia peligrosa sobre la toxicidad aguda y crónica.

Protocol

1. Preparación de la sonda de alimentación Perfore un orificio (~ 0,3 mm de diámetro) en la tapa de un tubo centrífugo de 2 ml con una plancha de bobinado eléctrica (consulte la Tabla de materiales). Use un tubo de centrífuga de este tipo para mantener una larva de O. excavata y su masa de provisión. 2. Preparación del plaguicida Disolver el plaguicida de grado técnico (ver Tabla de Materiale…

Representative Results

El contenido de plaguicidas de uso común, clorpirifos, imidacloprid, fendifenurón, phoxim, avermectina en provisiones fue inferior al límite de cuantificación (0,01-0,02 mg kg-1) en el grupo de control; estos resultados excluyeron la influencia de los residuos de plaguicidas en cada tratamiento. Se evaluó la mortalidad con y sin eliminación de larvas de provisiones después de 48 h en grupos control; los resultados no mostraron diferencias significativas (Tabla 1), lo que indica un error…

Discussion

Para los polinizadores adultos, hay dos métodos principales para medir la ecotoxicidad de los pesticidas. Uno es el método de contacto, en el que el pesticida se aplica al protórax de los insectos adultos; el otro es el método de toxicidad gástrica, en el que los polinizadores adultos son alimentados con agua de miel que contiene el pesticida^25,26. En los últimos años, se ha encontrado que el efecto de polinización y la tasa de eclosión de O. excavat…

Materials

Abamectin	Jinan Lvba Pesticide Co. Ltd
Black-light lamps	Kanghua Medical Device Co., Ltd
Centrifugal tube box with 100 Wells	Shanghai Rebus Network Technology Co., Ltd
Centrifuge tube	Shanghai Rebus Network Technology Co., Ltd		2 mL;  Serve as bee tube
Electric soldering iron	Kunshan Kaipai Hardware Electromechanical Co., Ltd
Electronic scale	Sartorius Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd	3137510295
Graduated cylinder	Anhui Weiss Experimental Equipment Co. Ltd
Petri dishes (60 mm diameter)	Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD
Pollen provision	Yantai Bifeng Agricultural Science and Technology Co. Ltd
Soft brush	Wengang Wenhai painting material factory
Solitary bees	Yantai Bifeng Agricultural Science and Technology Co. Ltd