Οι μέλισσες μπορεί να είναι μικροί, μόνο μια ίντσα μήκους, αλλά παίζουν τεράστιο ρόλο στη γεωργία παγκοσμίως. Περίπου το ένα τρίτο της παγκόσμιας παραγωγής τροφίμων εξαρτάται από επικονιαστές όπως οι μέλισσες. Ταυτόχρονα, αυτά τα σημαντικά έντομα αντιμετωπίζουν αυξανόμενη πίεση από φυτοφάρμακα και άλλες περιβαλλοντικές απειλές.
Τα σύγχρονα φυτοφάρμακα έχουν βοηθήσει τους αγρότες να προστατεύσουν τις καλλιέργειες και να αυξήσουν τις αποδόσεις, αλλά μερικά μπορούν να βλάψουν τους επικονιαστές που κάνουν πολλές συγκομιδές δυνατές. Μια τέτοια χημική ουσία είναι το sulfoxafluor, ένα εντομοκτόνο επόμενης γενιάς που εισήχθη το 2013 για την εξάλειψη των εντόμων που τρέφονται με χυμό όπως οι αφίδες σε καλλιέργειες, όπως η σόγια και το καλαμπόκι. Αν και το sulfoxfluor είναι αποτελεσματικό κατά των εντόμων, είναι επίσης γνωστό ότι είναι τοξικό για τις μέλισσες. Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν τώρα πώς ακόμη και η έκθεση σε χαμηλό επίπεδο μπορεί να επηρεάσει την αναπαραγωγή των μελισσών σε μοριακό επίπεδο.
Τα κοινά φυτοφάρμακα αλλάζουν τη γονιδιακή δραστηριότητα στις μέλισσες
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια βρήκαν στοιχεία ότι το σουλφοφθόριο μεταβάλλει τόσο τη γονιδιακή δραστηριότητα όσο και την αναπαραγωγική λειτουργία σε μέλισσες. Σε μελέτες που χρηματοδοτήθηκαν από το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ, οι βομβίνοι εργάτες εκτέθηκαν σε χαμηλά επίπεδα φυτοφαρμάκων πριν οι ερευνητές εξετάσουν τις αλλαγές στη γονιδιακή τους έκφραση.
Οι μεγαλύτερες αλλαγές παρατηρήθηκαν στον ιστό των ωοθηκών, υποδεικνύοντας ότι το φυτοφάρμακο μπορεί να επηρεάσει την αναπαραγωγική διαδικασία. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτές οι γενετικές αλλαγές μπορούν να μειώσουν τον αριθμό των απογόνων που παράγονται και να συμβάλουν στη μείωση του πληθυσμού των μελισσών με την πάροδο του χρόνου.
Για να διερευνήσει αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα έριξε φλας στους ιστούς των μελισσών και ανέλυσε το RNA τους για να μετρήσει πώς άλλαξε η δραστηριότητα των γονιδίων μετά την έκθεση σε φυτοφάρμακα. Χρησιμοποίησαν επίσης υπολογιστικά μοντέλα για να προσδιορίσουν τα βιολογικά συστήματα που επηρεάζονται περισσότερο από τη χημική ουσία.
«Αυτό που κάνει αυτή την έρευνα συναρπαστική είναι ότι συνδέει τις μοριακές αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση με τις πραγματικές συνέπειες για μεμονωμένες μέλισσες και τις αποικίες τους», δήλωσε ο καθηγητής της Σχολής Βιολογικών Επιστημών Michael Goodisman. «Τέτοιες συνδέσεις είναι σπάνιες και δίνουν μια πιο ξεκάθαρη εικόνα του πώς τα φυτοφάρμακα επηρεάζουν τις μέλισσες».
Εξισορρόπηση ελέγχου παρασίτων και προστασία από επικονιαστές
Τα ευρήματα υπογραμμίζουν μια συνεχιζόμενη πρόκληση για τη σύγχρονη γεωργία: την προστασία των καλλιεργειών από καταστροφικά παράσιτα χωρίς να βλάπτονται τα ωφέλιμα έντομα που βοηθούν στην παραγωγή τροφής.
«Χρειαζόμαστε φυτοφάρμακα για τον έλεγχο των παρασίτων των καλλιεργειών, αλλά μπορούν επίσης να βλάψουν ζωτικά έντομα, όπως τα σκαθάρια», είπε η Sarah Orr, η οποία ηγήθηκε της έρευνας ως μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Georgia Tech και τώρα είναι επίκουρη καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο της Τάμπα. «Ως επιστήμονας, στόχος μου είναι να εντοπίσω πρακτικές λύσεις που υποστηρίζουν τη διαχείριση παρασίτων, ενώ παράλληλα προστατεύουν τα ωφέλιμα έντομα και τα συστήματα τροφίμων που εξαρτώνται από αυτά».
Ο Orr τόνισε ότι η διατήρηση υγιών πληθυσμών μελισσών είναι απαραίτητη για την επιτυχή επικονίαση.
«Χρειαζόμαστε πολλές μέλισσες για επιτυχημένη επικονίαση», είπε ο Orr. «Αν δεν παράγουν αρκετούς απογόνους, η επικονίαση θα μειωθεί».
Οι μέλισσες αντιμετωπίζουν πολλαπλές απειλές
Τα φυτοφάρμακα είναι μόνο μία από τις πολλές προκλήσεις που επηρεάζουν τις μέλισσες. Η αύξηση της θερμοκρασίας και τα ολοένα και συχνότερα κύματα καύσωνα προσθέτουν περισσότερο άγχος στους πληθυσμούς των επικονιαστών.
Κατανοώντας καλύτερα πώς χημικές ουσίες όπως το σουλφοφθόριο επηρεάζουν τη βιολογία των μελισσών, οι ερευνητές ελπίζουν να αναπτύξουν γεωργικές πρακτικές που προστατεύουν τις καλλιέργειες καθώς και τους επικονιαστές από τους οποίους εξαρτώνται πολλά συστήματα τροφίμων.
