Back to top

Mikrobaközösségek rombolása a mezőgazdaságban - A peszticidek nem-szándékolt hatása a méhészetben

Az úgynevezett nem-antimikrobás, azaz nem a mikroorganizmusok ellen alkalmazott növényvédő szerek eddig rejtett baktérium- és/vagy gombaölő hatásával egyre többet foglalkozik a tudomány.

Rovarölő szerek, gombaölő szerek, gyomirtók tartoznak ide, amelyeket széles körben alkalmaz a mai mezőgazdaság, és amelyek károsíthatják a különféle nem-célszervezeteket, ezzel az élő környezetet. Bár az alacsony dózisok látszólag nem toxikusak a növényi szövetekre, viszont káros hatásuk az azokkal szoros kölcsönhatásban élő mikroorganizmusokra jelentős lehet. Egy idén januárban közzétett tanulmány (Daisley és mtsai) kritikai szemmel foglalja össze azokat a tudományos publikációkat, amelyek a növényélettanban fontos gyökér-mikroflórára, korszerű nevén rizoszféra-mikrobiomra, valamint a megporzó rovarok bélbaktériumaira (bél-mikrobiom) gyakorolt negatív hatásokkal foglalkoznak (1. ábra). A cikkből elsősorban a mézelő méhre vonatkozó lehetséges károkozás kérdéseit emeljük ki.

Méheink manapság folyamatosan ki vannak téve növényvédő szereknek, illetve azok krónikus hatásának, akár direkt módon az anyavegyület, akár a bomlástermékek hatásáról van szó, akár közvetve, idegrendszeri hatásként, a megváltozott viselkedésformák miatt.

Ma már vitathatatlan tény, hogy a földi élet minden egyes rendszere örökletes mikrobiológiai összetevőkkel rendelkezik, ami a helyi környezethez való alkalmazkodás elengedhetetlen feltétele, és így az élő közösségek túlélésének alapja. Legtágabb értelemben ez az „egy világ, egy egészség” (one world one health) ideológiája, ellentétben azzal az idejétmúlt felfogással, hogy a mikrovilág az élőlények önálló, független egysége lenne. Ezáltal válik nyilvánvalóvá, hogy az anyagcsere sok tekintetben a mikrobák működésétől függ, és az egyes fajok evolúciós változásában az emésztőcsatornájukban élő baktériumoknak alapvető szerepük lehetett. Találóan nevezik a bélflórát az „evolúció pórázának”.

Az utóbbi évszázad antropogén hatására utal, hogy az ember több mint 90 000 aktív szert alkalmaz a mezőgazdaságban, és ezzel legtöbbször nem szándékos, mindenesetre jelentős hatást gyakorol a környezet úgynevezett mikrobiális homeosztázisára, egyensúlyára.

A peszticidek több mint 95 százalékát növényvédő, rovarölő és gombaölő szerek alkotják, amelyeknek a mikrovilágra gyakorolt „mellékhatásait” eddig nem követték nyomon megfelelően. Így került a képbe a generációkon át tartó antibiotikum-terhelés következtében elszegényedett mikrokörnyezet, a „hiányzó mikrobák” hipotézis, vagy a fokozott fertőtlenítőszer-használat miatt kialakuló „higiénés betegség” (túlzott tisztaság) tünetcsoport, mint a baktériumok megcsappant változatosságának következménye. Bár kétségtelen, hogy az agrokémiai szerek használata az utóbbi évtizedek életminőségén világszerte javított, a globális járványokat és a nem fertőző anyagcsere-betegségek (az egyre gyakoribb irritációsbél-szindróma, a 2. típusú cukorbetegség, elhízás stb.) terjedését minden bizonnyal megkönnyítette, valamint számos rákfajta gyakorisága is ennek lehet a következménye (IARC – rákkeltő vagy azzal gyanúsítható anyagok – adatbázisában a Group 1 és 2B listán több mint 200 ilyen vegyület szerepel).

A „nem-antimikrobiális” peszticidek szabályozásának dilemmája

Engedélyezéskor a növényvédő szerek ökológiai hatását a nem-célszervezetekre általában csak a halakra, néhány vadon élő fajra és a méheknél vizsgálják (az LD50 akut toxicitás formájában), és nem foglalkoznak a mikroorganizmusokkal.

A peszticidek hogyan rombolják a gazda mikrobáit?

A cikkben megtalálható szakirodalmi adatok alapján az 1. táblázatban feltüntetjük, hogy a kémiai szerek akut vagy krónikus hatásukban (ha fel tudnak halmozódni a szervezetben) hogyan befolyásolják a nem-célszervezetek sejtbiológiai folyamatait.

Egyik példa a neonikotinoid inszekticidek, amelyek neurotoxikus hatásuk révén gátolják az ingerületátvitelt, ami különösen veszélyes a beporzó rovarokra, köztük a méhekre. Ugyanakkor az emberi szervezet és a melegvérűek idegműködését nem befolyásolják. Jellegzetesen szisztémás peszticidek, felszívódnak a növényekben, és „megkímélve a környezetet”, közvetlenül a kártevőkhöz jutnak el.

A gyökerekben és a pollenben viszont felhalmozódnak, így a gyökérzóna baktériumai és a méhek bélbaktériumai krónikus, nem-célzott méreghatásnak vannak kitéve.

Bár a pontos mechanizmus egyelőre nem ismert, egyre több tudományos bizonyíték támasztja alá a klotianidin, a nitenpiram, a tiametoxam és más neonikotinoidok romboló hatását egyes növények gyökérflórájára. A laboratóriumi kísérletek nem mindig igazolják a baktericid hatást, különösen rövid, néhány napos behatás után. Ellentmondásosnak látszik, de hosszabb távon (például négy hét), kaptárban tartott méheknél, követő vizsgálatokban lényeges változásokat lehet észlelni a bélbaktériumok és gombák populációiban.

A mikrobarombolás hatása a viselkedésre és az ellenálló képességre

Furcsa összefüggést fedeztek fel az élővilágban (beleértve az embert is) az utóbbi években. Az agynak és az emésztőrendszernek eddig ismeretlen kapcsolatára találtak rá, pontosabban a bélben élő baktériumok befolyását írták le az idegrendszerre, illetve az immunműködésre, amit bél–agy tengelynek (gut-brain axis) neveztek el. Ennek a felismerésnek a fontosságára utal, hogy a kutatók már egyenesen peszticid-neuroimmun mechanizmusról beszélnek, utalva a bélben élő mikroorganizmusokkal összefüggő peszticidtoxicitásra. A modern kutatómódszerek lehetővé teszik, hogy az emésztőcsatornában élő mikroorganizmusokat rendszertani és funkcionális alapon is meg lehessen határozni, illetve annak változását nyomon lehessen követni. Ezzel nagy lépést tehet előre a tudomány olyan összetett kórképek hátterének tisztázásában, mint a szubletális peszticidmérgezések. [Hazai kutatócsoport széles körű vizsgálatokat végzett a közelmúltban a méhek bélbaktériumainak tanulmányozására, különböző hőmérsékleti és csapadékviszonyok mellett működő méhészetekben, amely adatok felhasználhatók lesznek a további kutatásokban. Az eredmények nemzetközi publikálása folyamatban van, amiről később itthon is be fognak számolni. − B. L.]

A megporzásban részt vevő rovarokon, így a mézelő méhen jól tanulmányozható a növényvédő szerek antimikrobiális hatása a viselkedésre.

A szociális rovarok dolgozói, bár egyedi tevékenységet folytatnak, a köztük meglévő sajátos kommunikációnak nagy jelentősége van a család szükségleteihez mért munkamegosztásban, a fiasítás nevelésének folyamatos fenntartásában.

A családorientált viselkedés, a hordás és raktározás a környezetből bekerülő idegen anyagok, mérgek koncentrálódásához vezet, és a koncentráció könnyen elérheti a toxikus szintet, ami létfontosságú viselkedésformákat képesek megzavarni (tanulás, memória, eltájolás stb.) Ezért a szociális rovarok, így a méhek is a neonikotinoidok és egyéb toxikus anyagok úgynevezett bioakkumulációjára rendkívül érzékenyek.

A peszticidek és bomlástermékeik hatása az élőlények létfontos molekuláira (biotranszformáció)

Példaként említhetjük a klórpirifoszt (szerves foszforészter), ahol bomlás során oxon és piridinol metabolitok keletkeznek, amelyek pleiotrop hatásként (egy gén nem csak egy tulajdonságért felelős) fokozott inszekticid hatást mutatnak, és erős antimikrobás aktivitással rendelkeznek a bélbaktériumokra.

Az eddig csak részben feltárt élettani változásokat a következőkben lehet összefoglalni: 1. Az élőlények (növények, állatok) mikrobaközösségei eltérően reagálnak bizonyos peszticidekre. 2. A kémiai szerek által okozott mikrobiom-közvetítette változások baktériumölő anyagcseretermékeket hozhatnak létre. 3. A gazda-mikrobiom stratégiai megváltozása a peszticidhasználat kedvezőtlen mellékhatásaként jelentkezhet a mezőgazdaságban és a környezetben.

A peszticidhasználat és a baktériumrezisztencia összefüggése

Újabb vizsgálatok szerint a peszticidek ellen kialakuló rezisztenciában a mikrobiom-közösségeknek nagy szerepe van, ráadásul a baktériumrezisztencia általános terjedését is elősegítik. Egyre több bizonyíték kerül napvilágra arról, hogy a peszticidek az antibiotikumokhoz hasonlóan kémiai stresszt jelentenek a mikroorganizmusoknak, és azokat szelekcióra kényszerítik. Vagyis az élettanilag működőképes flórában jelentős változások állhatnak be amiatt, hogy a peszticidre érzékeny populáció csökken a rezisztensek előnyére. Így a méheket ért akár alacsony dózisú, enyhe, de folyamatos vegyszerterhelés lényeges változásokat okozhat az anyagcserében.

Következtetések a jövőre

  1. Az agrokémiai szerek használatának szabályozása jelenleg nem megfelelő, sürgős felülvizsgálatra szorul.
  2. A peszticidek toxicitásának meghatározására alkalmazott módszerek nem veszik figyelembe a krónikus hatásokat, a szerek kumulatív hatását a környezetre (növényekre és állatokra). Az engedélyezési folyamat során hosszú távú vizsgálatokban kell felmérni a mikroközösségek állapotát, azok változatosságát, összetételét, aktivitásának változását. Ennek tükrében kell mérlegre tenni a vegyszerhasználat kockázat, a hasznosság és az okozott kár egyenlegét.
  3. Az agrokémiai szerek bomlástermékeinek hosszú távú hatását is figyelembe kell venni, de nemcsak a növényekre, hanem az egyéb élőlényekre és azok mikrobiális közösségeire is.
  4. Mivel az antibiotikumrezisztencia világméretekben fenyeget, annak felismerése, hogy az agrokémiai szerek is hozzájárulhatnak a helyzet súlyosbodásához, rátereli a figyelmet arra, hogy nem egyedül az indokolatlan antibiotikumhasználatot terheli a felelősség.
  5. A létfontosságú beporzók világméretű pusztulása miatt a bél–agy tengely felismerése, az úgynevezett peszticid-neuroimmun kapcsolat a szociális rovarok és köztük a méhek bélbaktériumainak jelentőségére hívja fel a figyelmet.

A mézelő méh példáját is felhasználva, a szerzők végül leszögezik, hogy munkájukkal fel szeretnék hívni a figyelmet a kémiai szerek használatának azon veszélyforrásaira, amelyek számos módon rombolják a mikroökoszisztéma funkcióit. A feladat nem könnyű, mert a környezet mikrobiológiai rendszerei rendkívül bonyolultak. Szerencsére ma már rendelkezésre állnak azok a modern vizsgálati módszerek, amelyek segítségével egyre több oldalról sikerül megközelíteni a folyamatokat és hatásukat a gazdaszervezetekre. Ígéretesnek látszik az úgynevezett „gazda nélküli mikrobiom” modell, amellyel laboratóriumban lehetne tesztelni a peszticidek biztonságosságát a mikrokörnyezetre. Hazai tapasztalatok is arra mutatnak, hogy sokkal többször fordulhat elő méh­mérgezés, mint ahányszor ok-okozati összefüggést tud feltárni a hagyományos toxikológiai vizsgálat.

Reménykeltő változás, hogy az agrárminiszter módosította a növényvédelmi tevékenységről szóló rendeletet (45/2021. [XII. 1.] AM), amelynek lényege, hogy 2022. július 1-től kötelező lesz az elektronikus permetezési napló, valamint a terület növényvédelmi szakirányításáért felelős növényorvos nyilatkozata is.
A jogszabály hangsúlyozza, hogy a csávázott vetőmagok felhasználását is fel kell tüntetni.

Az összeállítás Daisley et al. „Deteriorating microbiomes in agriculture – the unintended effects of pesticides on microbial life” című cikke alapján készült (Microbiome Res Rep, 2022. jan. 6.).

Forrás: 
Méhészet
Ezt a cikkünket és a témában további cikkeket a Méhészet 2022/6 számában olvashat.

Népszerű agrárszaklapok

Ezeket olvasta már?

Zümmögnek a drónok

A méhek által végzett beporzás helyettesítésének lehetőségeit kutatja a szingapúri Polybee cég a Nyugat-Sydneyi Egyetemen. A Hort Innovation kutatás-fejlesztési program támogatásával megvalósuló 60 millió dolláros kísérlet során miniatűr drónokat fejlesztenek, és a dél- ausztráliai Perfection Fresh cég farmjain tesztelik őket.

Gabona alapú fehérjeinnováció élén

A klímastratégia az energiaellátás, az élelmiszer biztonság megerősítése és a minél nagyobb hozzáadott érték alkalmazása kerül előtérbe a jövőben. Ezekre a kihívásokra a világ vezető vállalatai folyamatosan keresik a megoldásokat. Európa legnagyobb biofinomítója, a Pannonia Bio is fejlesztésekkel és technológiák alkalmazásával biztosítja a vállalat és közvetve a magyar családok jövőjét is.

Most nyílik a szilva?!

Szeptember első felében virágzó szilvafákat és díszfákat – főleg vadgesztenyét – is láthattunk. Hogy lehetséges ez? Jó dolog és a hosszú őszt jelzi, vagy inkább káros jelenség? Esetleg mutat valamit, amit a termesztőnek nem szabad figyelmen kívül hagynia? Az őszi virágzás mindenképpen jelzésértékű, mégpedig elsősorban a fák gyenge erőnlétére utalhat. De több tényező együttes hatása ez a jelenség.

Megnyílt a KÁN Egyetemi napok

A magyar állattenyésztés megért számos hullámvölgyet és sikert, az állattenyésztők egyszerre optimisták és borúlátók, pedig az elmúlt 150 év bizonyítja, hogy mindennel képesek megbirkózni.

Mától folytatódik a földértékesítési program

Újabb, 10 hektárnál kisebb földterületeket hirdetett meg értékesítésre a Nemzeti Földügyi Központ. A szántókra, rétekre és legelőkre a korábbi eljárásokhoz hasonlóan, a jogszabályban foglalt feltételeket figyelembe véve lehet elektronikusan vételi ajánlatot tenni.

Ipari kenderrel a nitrogén- és metánkibocsátás csökkentéséért

Szántóföldi iparikender-termesztéssel csökkenteni lehetne a mezőgazdaság nitrogén-, metán- és CO2-kibocsátását, vagyis fontos szerepet játszhatna a kultúra a fenntartható mezőgazdaságban.

Ne a támogatás legyen az állattartó jövedelme!

A jövőben az állattenyésztésnek és az állattartásnak különböző feladatokra kell fókuszálnia. Erről Nagy István agrárminiszter beszélt a KÁN Egyetemi Napok nulladik napján, Kaposváron az Állattenyésztők napja alkalmából tartott tanácskozáson.

Az élelmiszerbiztonság első szereplője a fajtanemesítő

A Nemzeti Élelmiszerlánc-biztonsági Hivatal szántóföldi növényfajták okirat átadásával egybekötött ünnepséget tart tartott az idén 70 éves székkutasi Növényfajtakísérleti Állomáson. A jeles eseményen az új növényfajták nemesítőházainak képviselői vehették át a munkájuk elismeréséért járó okleveleket.

Fontos az őszi felkészülés

A kajszi és a szilva élettani betegségei, gyors pusztulása szerteágazó okokra vezethető vissza, az egyik a fák erőnléte, amiben nagy szerepe van a tápanyagellátásnak. Cegléden a fák őszi feltöltésének részleteiről esett szó, és a szilvafajta-gyűjtemény ígéretes egyedeit is láthattunk.

A LED fényforrások az otthonunk után a zöldségtermesztést is fenntarthatóvá teszik

A globális felmelegedés egyik felelősének tartják az élelmiszertermelés, de az üvegházhatású gázok kibocsátását csökkentő megoldások keresése mellett az innovatív technológiák használatára is nagyobb hangsúlyt kell fektetni.