Avaliando o efeito dos pesticidas nas larvas das abelhas solitárias

Summary

O presente protocolo explica um método para alimentar provisões contaminadas por pesticidas às larvas das abelhas solitárias, Osmia escavada. O procedimento examina a ecotoxicidade do pesticida para as larvas das abelhas solitárias.

Abstract

As avaliações atuais de risco ecológico de pesticidas em polinizadores têm considerado principalmente apenas condições laboratoriais. Para as larvas de abelhas solitárias, a ingestão de provisões contaminadas com pesticidas pode aumentar a taxa de mortalidade das larvas, diminuir a taxa de coleta e a população de abelhas solitárias adultas no próximo ano do ponto de vista demográfico. Mas há estudos limitados sobre os efeitos dos pesticidas nas larvas das abelhas solitárias. Portanto, compreender como os pesticidas influenciam as larvas das abelhas solitárias deve ser considerado parte integrante da avaliação do risco ecológico dos pesticidas. Este estudo apresenta um método para expor as larvas de abelhas solitárias, Osmia excavata, a doses letais ou subletais de pesticidas, rastreamento do ganho de peso larval, duração do desenvolvimento, capacidade de eclosão e conversão de eficiência de consumo alimentar de alimentos ingeridos. Para demonstrar a eficácia deste método, as larvas de O. excavata foram alimentadas com provisões contendo doses letais agudas e subletais de clorpirifos. Em seguida, foram investigados os índices acima das larvas tratadas. Essa técnica ajuda a prever e mitigar o risco de pesticidas para polinizadores.

Introduction

Os polinizadores desempenham um papel crítico nos serviços ecossistêmicos da agricultura global moderna. Enquanto abelhas (Apis mellifera; Hymenoptera: Apidae) têm sido tradicionalmente considerados como os polinizadores econômicos essenciais das culturas, pesquisas recentes sugerem que Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) também é muito importante na melhoria da polinização para determinadas culturas, aumento do tamanho das frutas e número de sementes, e na redução da proporção de frutas assimétricas em pomares comerciais em diferentes partes do mundo¹. A osmia excavata tem sido considerada uma espécie ideal para a polinização de maçãs, principalmente na Ásia, como no norte e noroeste da China e japão ^2,3,4. Pode fornecer serviços de polinização para determinadas culturas com similar ou às vezes com maior eficiência. Nesse sentido, mostraram-se substituir ou trabalhar em sinergia com as abelhas ^4,5,6.

As características biológicas de O. excavata são únicas em comparação com as abelhas sociais. Sua atividade univoltina, solitária e de aninhamento ocorre principalmente na primavera e início do verão. Os ninhos de O. excavata são geralmente encontrados em buracos pré-existentes, tipicamente em madeira morta, plantas ocas, tubos de palha e caule de bambu na condição natural³. A o. escavada adulta emerge de seu casulo para acasalar, coletar pólen e construir um ninho para colocar ovos, que começam a eclodir uma semana depois. Os óvulos fertilizados se desenvolvem em fêmeas, enquanto os óvulos não fertilizados se desenvolvem em machos³. As fêmeas são distribuídas na parte inferior do tubo de abelha, e as disposições correspondentes são mais significativas. Em contraste, os machos estavam nas proximidades da saída do tubo com provisões menores⁷, então os machos saem primeiro, e as fêmeas saem mais tarde. A fêmea mistura pólen com uma pequena quantidade de néctar em uma bolha úmida, a única fonte de alimento para cada larva na célula⁸.

Vários estudos têm relatado uma diminuição na população de insetos polinizadores ^9,10. O uso extensivo de agrotóxicos tem sido identificado como um dos principais fatores para a redução da abundância e da diversidade de polinizadores e também pode colocar em risco os serviços de polinização^11,12. Para reduzir e mitigar os efeitos adversos dos pesticidas, é necessário realizar uma avaliação do risco de pesticidas para polinizadores. Alguns países estabeleceram marcos regulatórios para garantir a segurança das abelhas dos pesticidas utilizados^13,14. Estudos recentes mostraram que Osmia era mais suscetível a pesticidas do que as abelhas ^1,15.

Curiosamente, a maioria das avaliações de risco foram focadas em abelhas adultas^11,12; pouca pesquisa tem sido realizada em O. excavata, especialmente as larvas. Além disso, a mortalidade de Osmia diretamente causada por agrotóxicos é mais comumente considerada¹⁶. Ainda assim, as toxicidades crônicas como ganho de peso larval, duração do desenvolvimento, padrões de alimentação, capacidade de eclosão, comportamento adulto subsequente e fecundidade podem ter o mesmo dano que as toxicidades letais agudas e muitas vezes são ignoradas por causa da falta de um método experimental eficaz para as abelhas solitárias¹⁷.

Até agora, dois métodos são utilizados para avaliar os efeitos dos pesticidas nas larvas de abelhas solitárias: (1) foi aplicada uma quantidade adequada de pesticida no local localizado de provisões sem a remoção do ovo de abelhas solitárias 1,18,19,20; (2) substituição de provisões por misturas artificiais de pólen-néctar contendo uma quantidade específica de pesticida²¹. No entanto, existem algumas limitações para os dois métodos acima. O primeiro só pode medir a toxicidade aguda, mas não a toxicidade crônica porque as larvas ingeriram toda a dose em um curto período de tempo; este último levaria a uma alta taxa de mortalidade por causa da manipulação humana¹. Aqui, o método de imersão foi descrito para estudar a ecotoxicidade dos pesticidas para o O. excavata sob condições de pesquisa altamente controladas, simulando o comportamento da alimentação larval em pesticidas residuais nas provisões no ambiente real. O método deste estudo resolve as desvantagens dos dois métodos acima e é adequado para medir os efeitos de uma substância perigosa na toxicidade aguda e crônica.

Protocol

1. Preparação do tubo de alimentação Faça um orifício (~0,3 mm de diâmetro) na tampa de um tubo de centrífuga de 2 mL usando um ferro de enrolamento elétrico (ver Tabela de Materiais). Use esse tubo de centrífuga para manter uma larva de escavadeira O . e sua massa de provisão. 2. Preparação de pesticidas Dissolva o pesticida de grau técnico (ver Tabela de Materiais) em acetona …

Representative Results

O conteúdo de pesticidas comumente utilizados, clorpirifos, imidacloprido, fendifenuron, phoxim, avermectina em provisões foi inferior ao limite de quantificação (0,01-0,02 mg kg-1) no grupo controle; esses resultados excluíram a influência dos resíduos de pesticidas em cada tratamento. Avaliou-se a mortalidade com e sem a remoção de larvas das provisões após 48h em grupos de controle; os resultados não apresentaram diferenças significativas (Tabela 1), indicando um pequeno erro h…

Discussion

Para polinizadores adultos, existem dois métodos principais para medir a ecotoxicidade dos pesticidas. Um deles é o método de contato, no qual o pesticida é aplicado ao protórax dos insetos adultos; o outro é o método de toxicidade gástrica, no qual os polinizadores adultos são alimentados com água de mel contendo pesticida^25,26. Nos últimos anos, verificou-se que o efeito de polinização e a taxa de eclosão de O. excavata são relativamente…

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