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Quels autres comportements cognitifs chez les abeilles, en dehors de la navigation, sont affectés par les néonicotinoïdes

Quels autres comportements cognitifs chez les abeilles, en dehors de la navigation, sont affectés par les néonicotinoïdes


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Il est concluant que les néonicotinoïdes modifient la navigation chez les abeilles lors de la localisation des sources de nourriture. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0091364

Mais si oui, la cognition ne devrait-elle pas aussi être affectée ? Et s'il est affecté, l'effet sur la ruche ne serait-il pas encore plus prononcé en raison de danses d'abeilles inexactes et d'un retard/incapacité global à trouver une source de nourriture ? Cela ne devrait-il pas être concluant pour expliquer que les néonicotinoïdes contribuent au trouble d'effondrement des colonies ?


On suppose que cet effet du comportement de la locomotive EST un effet sur la cognition (1-4). La navigation nécessite une mémoire instantanée, un apprentissage et de l'attention (2-4). Vous avez demandé si cet effet des néonicotinoïdes sur la cognition se manifeste à travers d'autres comportements vitaux. La réponse courte, oui. Plus précisément, il a été démontré que les néonicotinoïdes affectent l'accouplement, le comportement de la reine et la recherche de nourriture sur de courtes et longues distances (5-7). Il est suggéré que les néonicotinoïdes contribuent à l'effondrement des colonies avec à la fois une méta-analyse et des preuves directes d'effets sur le comportement (5-8). Je pense que vous vous demandez davantage pourquoi les gens n'ont rien fait à ce sujet ou de manière plus définitive dans leur action contre l'effondrement des colonies. C'est plus une question politique. Étant donné que le pesticide n'a pas autant d'effets sur la santé humaine à des niveaux qui provoquent l'effondrement des abeilles, les politiques pour résoudre ce problème ne sont pas aussi claires. L'EPA a discuté des restrictions concernant l'utilisation des néonicotinoïdes, mais ils seront toujours utilisés. Cependant, ils ont en fait été interdits en France en raison de ces effets. J'espère que cela a répondu à votre question !

Sources

  1. Comportements des abeilles doi:10.1016/S1364-6613(00)01601-6
  2. Navigation et mémoire des abeilles doi: 10.1006/anbe.1997.0574
  3. Apprentissage et mémoire chez les abeilles doi : 1146/annurev.ne.19.030196.002115
  4. Neurosciences comportementales ISBN : 978-0-87893-092-0
  5. Abeilles, néonicotinoïdes et effets sur le comportement de danse doi : 10.1242/jeb.068718
  6. Abeilles, néonicotinoïdes et effets sur le comportement de recherche de nourriture DOI : 10.1046/j.1365-2435.2000.00443.x
  7. DOI sur les effets de la reine et des colonies : 10.1126/science.1215025
  8. DOI de la méta-étude Colony Collapse : 10.1007/s10646-010-0566-0

Une étude montre que l'exposition aux pesticides peut avoir un impact considérable sur les comportements sociaux des abeilles

Un bourdon (Bombus impatiens) qui se nourrit à l'extérieur, équipé d'une balise de suivi unique (BEEtag). Crédit : James Call

Pour les abeilles, être social est tout.

Qu'il s'agisse de chercher de la nourriture, de s'occuper des jeunes, d'utiliser leur corps pour produire de la chaleur ou pour ventiler le nid, ou de construire et réparer des nids, une colonie d'abeilles fait à peu près tout comme une seule unité.

Alors que des études récentes ont suggéré que l'exposition aux pesticides pourrait avoir des impacts sur le comportement de recherche de nourriture, une nouvelle étude, dirigée par James Crall, a montré que ces effets pourraient n'être que la pointe de l'iceberg.

Chercheur post-doctoral travaillant dans le laboratoire de Benjamin de Bivort, professeur agrégé Thomas D. Cabot de biologie organique et évolutive, Crall est l'auteur principal d'une étude qui montre l'exposition aux pesticides néonicotinoïdes, la classe de pesticides la plus couramment utilisée. dans l'agriculture - a des effets profonds sur une foule de comportements sociaux.

En utilisant une plate-forme robotique innovante pour observer le comportement des abeilles, Crall et ses co-auteurs, dont de Bivort et Naomi Pierce, professeur de biologie Sidney A. et John H. Hessel, ont montré qu'après une exposition au pesticide, les abeilles passaient moins de temps à allaiter. larves et étaient moins sociables que les autres abeilles. Des tests supplémentaires ont montré que l'exposition nuisait à la capacité des abeilles à réchauffer le nid et à construire des capuchons de cire isolants autour de la colonie. L'étude est décrite dans un article du 9 novembre dans Science.

En plus de Crall, de Bivort et Pierce, l'étude a été co-écrite par Callin Switzer, Ph.D. '18, Stacey Combes de UC Davis, anciens assistants de recherche en biologie organique et évolutionnaire Robert L. Oppenheimer et Mackay Eyster et Andrea Brown, premier cycle de Harvard, '19.

"Ces pesticides ont été utilisés pour la première fois vers le milieu des années 90 et constituent maintenant la classe d'insecticides la plus couramment utilisée dans le monde", a déclaré Crall. « En règle générale, ils agissent par traitement des semences – des concentrations élevées sont dosées sur les semences, et l'une des raisons pour lesquelles les agriculteurs et les fabricants de pesticides aiment ces composés est qu'ils sont absorbés de manière systémique par les plantes. L'idée est donc qu'ils offrent une résistance à la plante entière. Mais le le problème, c'est qu'elles apparaissent aussi dans le pollen et le nectar dont se nourrissent les abeilles. »

Au cours de la dernière décennie, a déclaré Crall, un certain nombre d'études ont établi un lien entre l'exposition aux pesticides et des perturbations de la recherche de nourriture, "mais il y avait des raisons de soupçonner que ce n'était pas le cas dans son ensemble".

"La recherche de nourriture n'est qu'une partie de ce que font les bourdons", a déclaré Crall. "Ces études reprenaient les effets importants de ces composés sur ce qui se passait à l'extérieur du nid, mais il y a tout un monde de comportements vraiment importants à l'intérieur. Et c'est une boîte noire que nous voulions ouvrir un peu. "

Suivi automatisé des ouvriers du nid dans une colonie de bourdons (Bombus impatiens). Crédit : James Call

Pour ce faire, Crall et ses collègues ont développé un système de paillasse unique qui leur a permis de suivre l'activité des abeilles dans une douzaine de colonies à la fois.

"Ce que nous faisons, c'est mettre une étiquette en noir et blanc avec un code QR simplifié, au dos de chaque abeille", a-t-il déclaré. "Et il y a une caméra qui peut se déplacer sur les colonies et suivre automatiquement le comportement de chaque abeille à l'aide de la vision par ordinateur. Cela nous permet donc de regarder à l'intérieur du nid."

En utilisant le système, Crall et ses collègues ont pu doser des abeilles individuelles spécifiques avec le pesticide et observer les changements dans leur comportement - moins d'interaction avec les compagnons de nid et passer plus de temps à la périphérie de la colonie - mais ces expériences sont limitées dans plusieurs moyens importants.

"L'un est physiologique", a déclaré Crall. "Même si nous donnions aux abeilles des doses réalistes de pesticides, boire votre dose quotidienne de café en cinq minutes sera différent de l'étaler au cours de la journée, donc donner une grosse dose pourrait ne pas être totalement réaliste. Le Un autre élément important est qu'une colonie d'abeilles est une unité fonctionnelle. Cela n'a pas de sens de traiter des individus, car ce que vous perdez lorsque vous faites cela, c'est la structure sociale naturelle de la colonie. »

Avec le système robotique, cependant, les chercheurs peuvent traiter une colonie entière comme une seule unité.

Chacune des 12 unités du système, a déclaré Crall, abrite une seule colonie où les abeilles ont accès à deux chambres, l'une pour imiter le nid et l'autre pour servir d'espace d'alimentation.

"Cela nous permet de faire de multiples expositions au niveau de la colonie et de faire une surveillance continue", a déclaré Crall. "Nous pensons que cela est beaucoup plus proche de la façon dont leur comportement naturel fonctionne, et cela nous permet également d'automatiser le suivi comportemental sur plusieurs colonies en même temps."

Tout comme dans les études précédentes, a déclaré Crall, les abeilles exposées ont montré des changements dans les niveaux d'activité et la socialisation, et ont passé plus de temps aux abords du nid, mais les tests ont également montré que les résultats étaient les plus forts du jour au lendemain.

"Les abeilles ont en fait un rythme circadien très fort", a expliqué Crall. "Donc, ce que nous avons découvert, c'est que, pendant la journée, il n'y avait pas d'effet statistiquement observable, mais la nuit, nous pouvions voir qu'ils s'effondraient. Nous ne savons pas encore si (les pesticides) perturbent la régulation des gènes circadiens ou si ce ne sont que quelques retours, peut-être physiologiques, mais cela suggère que, d'un point de vue pratique, si nous voulons comprendre ou étudier ces composés, il est très important d'examiner les effets du jour au lendemain. "

Alimentation manuelle d'un bourdon (Bombus impatiens) au cours d'essais d'exposition aiguë. Crédit : James Call

Des expériences supplémentaires, dans lesquelles des sondes de température ont été placées à l'intérieur de ruches extérieures, ont suggéré que les pesticides ont des effets profonds sur la capacité des abeilles à réguler les températures à l'intérieur du nid.

"Lorsque les températures chutent, les abeilles verrouillent leurs ailes et frissonnent leurs muscles pour générer de la chaleur", a déclaré Crall. "Mais ce que nous avons découvert, c'est que, dans les colonies témoins, même si la température fluctuait considérablement, elles étaient capables de maintenir la température dans la colonie à quelques degrés près. Mais les abeilles exposées perdent considérablement la capacité de réguler la température ."

En plus de perturber la capacité des abeilles à chauffer ou à refroidir directement le nid, l'expérience a également révélé que l'exposition aux pesticides avait un impact sur la capacité des abeilles à construire un capuchon de cire isolant sur la colonie.

"Presque toutes nos colonies de contrôle ont construit ce plafond", a déclaré Crall. "Et il semble être totalement anéanti dans les colonies exposées aux pesticides, donc elles perdent cette capacité à faire cette restructuration fonctionnelle du nid."

À l'avenir, a déclaré Crall, il y a quelques questions supplémentaires soulevées par l'étude qu'il espère aborder.

"Ces travaux, en particulier sur la thermorégulation, ouvrent une nouvelle série de questions, non seulement sur les effets directs des pesticides, mais aussi sur la manière dont ces pesticides nuisent à la capacité des colonies à faire face à d'autres facteurs de stress", a-t-il déclaré. "Ce travail suggère que, dans des environnements particulièrement extrêmes, nous pourrions nous attendre à ce que les effets des pesticides soient pires, donc cela change à la fois la façon dont nous procédons pour tester pratiquement les produits agrochimiques en général, mais cela soulève des questions spécifiques quant à savoir si nous pourrions voir plus fort décline dans certains environnements.

Pris ensemble, Crall pense que les résultats soulignent la nécessité d'une réglementation plus stricte des néonicotinoïdes et autres pesticides qui peuvent avoir un impact sur les abeilles.

"Je pense que nous sommes à un point où nous devrions être très, très préoccupés par la façon dont les façons dont nous modifions l'environnement réduisent et déciment les populations d'insectes qui sont importantes non seulement pour le fonctionnement de chaque écosystème. mais qui sont très important pour la production alimentaire », a-t-il déclaré. "Notre système alimentaire devient de plus en plus dépendant des pollinisateurs au fil du temps - aujourd'hui, environ un tiers des cultures vivrières dépendent des pollinisateurs, et cela ne fait qu'augmenter. Jusqu'à présent, nous avons eu ce don naturel abondant de pollinisateurs faisant tout cela travailler pour nous, et maintenant nous commençons à réaliser que ce n'est pas acquis, donc je pense que nous devrions être très inquiets à ce sujet."


Un pesticide néonicotinoïde affecte la recherche de nourriture et les interactions sociales chez les bourdons

Dans une boîte en plastique découpée au laser, noircie avec de la peinture et éclairée à la lumière rouge, les bourdons ouvriers (Bombus impatiens) vaquent à leurs activités quotidiennes : interagir avec d'autres adultes, extraire de la nourriture des pots de miel, nourrir les larves et s'aventurer occasionnellement pour chercher du nectar . Bien que ce nid soit loin d'être normal, les abeilles qui y vivent se sont remarquablement bien adaptées à leur nouvel espace. Pourtant, tout ne va pas bien dans le nid, et pas à cause de sa forme étrange. Certaines abeilles ont abandonné leurs habitudes quotidiennes et passent plus de temps seules, en périphérie. D'autres passent moins de temps à s'occuper des larves totalement dépendantes qui deviendront la prochaine génération de bourdons.

Au sein du nid, le centre chaotique de la vie des bourdons, le comportement social et les interactions sont cruciaux pour la santé de la population d'abeilles et la production de jeunes. Lorsque le comportement social et la prise en charge des jeunes changent, les chiffres de la population deviennent plus susceptibles de décliner. James Crall, post-doctorant à la Planetary Health Alliance de l'Université Harvard, l'étudiant diplômé Callin Switzer et ses collègues ont lié ces changements de comportement social à une exposition sublétale au pesticide néonicotinoïde, l'imidaclopride.

Pour leur étude, Crall a développé un « système de suivi comportemental automatisé » qui permet à un ordinateur connecté à des caméras dans le nid de reconnaître les abeilles individuelles et de créer des points de données qui indiquent la position et la proximité des autres. "Les nids de bourdons ne sont pas la belle géométrie organisée de l'abeille domestique", a déclaré Crall. Au lieu de cela, "ils sont plus un méli-mélo de nourriture et de larves en tas au milieu de l'espace du nid". Ce système de suivi automatisé a permis à Crall de voir des "scènes individuelles désordonnées, complexes, réalistes" et pourrait être adapté pour une utilisation dans des environnements naturels.

Bien qu'il puisse sembler que la partie la plus difficile de cette expérience serait le développement d'un système de suivi, Crall a déclaré que le processus de marquage de chaque abeille était à la fois un art et une science, une "course contre la montre" pour coller les étiquettes avant que les abeilles ne se réveillent. , et "de loin la partie la plus difficile et la plus lente de l'expérience." Le marquage d'une colonie d'abeilles pouvait consommer des jours entiers, tandis que le mouvement des abeilles dans les nids n'était enregistré que pendant quelques heures. Après marquage, les abeilles ont été observées avant et après exposition à l'imidaclopride. Crall a ensuite évalué des millions de points de données pour évaluer les changements de comportement chez les abeilles traitées. Il a découvert que les abeilles exposées au pesticide réduisaient la fréquence des soins du couvain et avaient tendance à graviter vers le périmètre du nid, devenant moins sociales.

En dehors du nid, ce néonicotinoïde a également des effets significatifs sur la pollinisation et le comportement de recherche de nourriture. Callin Switzer, doctorant à l'Université Harvard, a travaillé pour étudier les effets de l'imidaclopride sur le comportement de pollinisation. Plus précisément, Switzer s'est concentré sur la pollinisation par buzz, la capacité des bourdons à se nourrir et à polliniser certains types de plantes, en utilisant des vibrations. Avant d'exposer les abeilles à l'imidaclopride, Switzer a enregistré le bruit des abeilles butinant les fleurs de tomate. Ces mêmes abeilles ont ensuite été exposées au néonicotinoïde et autorisées à reprendre leur butinage. Cependant, les abeilles exposées à l'imidaclopride, à des doses similaires à celles rencontrées en une seule journée, étaient moins susceptibles de reprendre la recherche de nourriture que les abeilles non exposées.

Imaginez que c'est l'été, et dans un champ au bord de la route, des rangées de plants de tomates attendent d'être pollinisées et de produire leurs délicieux fruits. Ces plantes se reproduisent davantage après la pollinisation par buzz, un service que les bourdons de l'Est sont particulièrement bien équipés pour fournir. Cependant, ces plants de tomates sont recouverts d'imidaclopride, et lorsque les bourdons butinent ici, ils sont exposés à des niveaux sublétaux de ce pesticide. Au fur et à mesure que la saison avance et que l'exposition à l'imidaclopride augmente, les abeilles sont toujours présentes, mais elles commencent à moins butiner, ne s'occupent pas aussi souvent de leurs petits et les interactions sociales changent. En dehors du nid, une diminution de la recherche de nourriture par les bourdons affectés pourrait contribuer à une diminution de la production agricole et de l'approvisionnement alimentaire de la colonie. Au sein du nid, des réseaux sociaux altérés et une diminution des soins apportés aux jeunes pourraient entraîner des déclins de population dans les générations futures. En tant qu'espèce de pollinisateur indigène la plus importante en Amérique du Nord, l'utilisation continue du néonicotinoïde imidaclopride pourrait avoir des effets considérables sur la survie du bourdon de l'Est et des plantes qu'il pollinise.

Callin Switzer et James Crall présentent leurs recherches séparément à la réunion annuelle 2017 de la Society for Integrative and Comparative Biology à la Nouvelle-Orléans, en Louisiane. Les recherches de Switzer ont été récemment publiées dans Écotoxicologie comme "Le pesticide néonicotinoïde, l'imidaclopride, affecte le comportement de sonication de Bombus impatiens (bourdon) lorsqu'il est consommé à des doses inférieures à la DL50."


2. MATÉRIELS ET MÉTHODES

2.1 Portée et stratégie de recherche

Nous nous sommes concentrés sur l'apprentissage olfactif et la mémoire, qui sont généralement évalués chez les abeilles à travers un paradigme réflexe d'extension du proboscis olfactif (ci-après PER). Au cours d'une expérience PER, une abeille harnachée apprend à associer une odeur auparavant non récompensée au saccharose. Les abeilles présentent initialement une extension de la trompe comme une réponse inconditionnée (UR) au contact antennaire avec le saccharose (le stimulus inconditionné US). Lorsque ce contact est associé à une odeur (le stimulus conditionné CS), l'abeille apprend à étendre sa trompe en réponse à l'odeur seule (une réponse conditionnée CR). En règle générale, les expériences basées sur le PER qui concernent les pesticides utilisent un paradigme de conditionnement absolu (où les abeilles apprennent à associer une seule odeur au saccharose) plutôt qu'un conditionnement différentiel (où une odeur est récompensée et une alternative n'est pas Stanley, Smith, & Raine, 2015 ). Bien que d'autres paradigmes pour tester l'apprentissage et la mémoire (par exemple, l'association en vol libre, l'apprentissage spatial, l'apprentissage aversif ou l'apprentissage tactile [Bernadou, Démares, Couret-Fauvel, Sandoz, & Gauthier, 2009 Tan et al., 2014 Samuelson, Chen- Wishart, Gill, & Leadbeater, 2016 Zhang & Nieh, 2015 ]) sont disponibles et largement utilisés dans la littérature cognitive, seul un très petit nombre d'études ont utilisé de telles méthodes pour évaluer comment les pesticides influencent les performances (voir Section 4 Bernadou et al. , 2009 Samuelson et al., 2016 Zhang & Nieh, 2015 ). En revanche, le paradigme PER est la méthodologie la plus couramment utilisée pour évaluer l'apprentissage et la mémoire des abeilles et constitue donc une cible évidente pour notre étude.

Nous avons utilisé Web of Science et Google Scholar comme bases de données de recherche (recherche effectuée en avril 2018). Les critères de recherche utilisés dans Web of Science étaient (« pesticide* » OU « insecticide* » OU « néonicotinoïde* ») ET (« bourdon* » OU « bourdon* » OU « abeille* » OU « abeille* » OU « abeille*" OU "apis" OU "bombus») ET (« apprentissage » OU « mémoire » OU « PER » OU « cognition » OU « réflexe d'extension de la trompe » OU « réponse d'extension de la trompe »). Après la recherche Web of Science, nous avons utilisé les mêmes mots clés dans Google Scholar et vérifié les 200 premiers résultats, ce qui a donné trois articles supplémentaires (Figure S1). Vingt-trois articles sont restés éligibles après sélection du titre et du résumé, et application des critères d'inclusion (voir ci-dessous et tableau S1). Les listes de références des 23 articles ont été examinées et nous n'avons trouvé aucune donnée supplémentaire.

2.2 Critères d'inclusion, extraction des données et base de données finale

Pour être incluse dans la méta-analyse, une étude devait impliquer une exposition orale d'abeilles à un pesticide suivie d'un test d'apprentissage et/ou de mémoire via un paradigme de conditionnement PER. Les études ont été exclues si elles ne contenaient pas de groupe témoin (aucune exposition aux pesticides) ou si nous n'étions pas en mesure d'extraire les moyennes, les écarts types et les tailles d'échantillons pour les groupes de contrôle et de traitement. Certaines données brutes étaient disponibles en ligne (N = 3), mais dans la plupart des cas (N = 17) les moyennes et les écarts types peuvent être extraits de graphiques à l'aide de WebPlotDigitizer (https://automeris.io/WebPlotDigitizer/). Dans les cas où l'information n'était pas disponible, certains auteurs ont été contactés avec succès (N = 3). Nous avons exclu les groupes expérimentaux où les abeilles avaient été exposées à de multiples facteurs de stress (par exemple, à la fois des parasites et des pesticides), car nous ne pouvions pas être sûrs de quel facteur de stress était potentiellement à l'origine d'un effet. Dans toutes les études incluses dans l'analyse, les abeilles ont été testées soit directement, soit 24 h après l'exposition aux pesticides. Nous avons exclu une étude où la période de test post-exposition variait (avec des retards allant jusqu'à 11 mois, tableau S1). Après analyse de sensibilité (voir ci-dessous), les 23 articles inclus dans la base de données finale (voir tableau S1) ont donné 104 tailles d'effet pour l'influence des pesticides sur la capacité d'apprentissage à partir de 23 articles et 167 tailles d'effet à partir de 19 articles pour l'influence des pesticides sur la mémoire. Ces études ont été publiées entre 2009 et 2017.

Les expériences PER utilisent divers critères pour évaluer les performances d'apprentissage, y compris le nombre d'essais dans lesquels l'abeille a répondu à la CS, le premier essai dans lequel elle a répondu ou les performances moyennes dans un lot d'essais spécifié. Par exemple, Stanley, Smith et al. ( 2015 ) ont utilisé 15 essais d'apprentissage (essais dans lesquels l'UR et le CS sont appariés) par condition, tandis que Piiroinen, Botías, Nicholls et Goulson ( 2016 ) ont testé leurs abeilles sur 10 essais. Pour permettre une comparaison directe, nous avons redéfini l'apprentissage entre les études comme la proportion d'abeilles qui ont répondu positivement à la CS lors de l'essai d'apprentissage final (moyenne d'intervalle entre les essais = 8,17 ± 5,6). De même, nous avons rassemblé les données de mémoire (le nombre d'abeilles répondant au CS) de toutes les durées signalées (plage : 10 min à 48 h) en deux catégories qui se rapprochent de la mémoire à court et à long terme (voir ci-dessous). Notez que ces timings reflètent des processus neurologiquement distincts chez les abeilles, la transition de la mémoire à court terme à la mémoire à long terme étant dépendante de la traduction (revue dans Menzel, 2012).

2.3 Modérateurs potentiels

Des modérateurs sont utilisés dans les méta-analyses pour étudier les sources de variation des tailles d'effet entre les études (Koricheva et al., 2013). Notre méta-analyse a inclus les éléments suivants comme modérateurs potentiels de l'ampleur de l'effet que l'exposition aux pesticides a eu sur l'apprentissage et la mémoire : régime d'exposition aux pesticides (chronique ou aiguë), dosage (terrain réaliste ou supérieur), type de pesticide (néonicotinoïde ou autre), et genre (Apis ou Bombus). Pour les données de mémoire, nous avons également inclus la rétention de mémoire à court (<24 h) et à long terme (≥24 h) comme modérateur potentiel (voir ci-dessous pour les modèles complets). Le traitement était considéré comme aigu lorsque les abeilles étaient exposées à une dose de pesticide et chronique lorsque les abeilles étaient exposées à plusieurs reprises sur une période prolongée, qui variait entre les expériences de 4 jours (Williamson & Wright, 2013 Yang, Chang, Wu, & Chen, 2012 ) à 24 jours (Stanley, Smith, et al., 2015 ).

La définition d'une dose réaliste sur le terrain est très controversée et la toxicité des différents pesticides varie. Pour standardiser cela, nous avons classé les dosages comme réalistes sur le terrain ou supérieurs en fonction des concentrations de pesticides dans le nectar, le pollen, le miel et le pain d'abeille extraits des sources suivantes : Bonmatin et al. ( 2015 ), Glaberman et White ( 2014 ), Sanchez-Bayo et Goka ( 2014 ). Lorsque plusieurs estimations étaient disponibles pour un pesticide donné, nous avons pris la valeur moyenne (voir le tableau S2 pour les pesticides individuels). Pour les doses aiguës, les données sur la concentration de pesticides dans le nectar ont été combinées avec la quantité moyenne de nectar que les abeilles sont capables d'ingérer au cours d'une période de recherche de nourriture (40 ng pour les abeilles domestiques 37,7 ng pour les bourdons Tableau S3) pour calculer la dose réaliste sur le terrain (Cresswell, 2011 Samuelson et al., 2016 ). Des doses supérieures aux seuils ci-dessus ont été considérées comme non réalistes sur le terrain.

2.4 Méta-analyse

Toutes les analyses ont été réalisées en R (version 1.0.136) en utilisant le package métafor (Viechtbauer, 2010). Les données pour l'apprentissage et la mémoire ont été analysées séparément. Nous avons utilisé la différence moyenne standardisée de la capacité d'apprentissage ou de la mémoire des abeilles entre les groupes de contrôle et les groupes de traitement (Hedges d) comme mesure de la taille de l'effet (calculée à l'aide de la fonction « escalc » dans métafor). Pour les deux ensembles de données, nous avons ajusté des modèles d'effets aléatoires pour calculer l'effet de la moyenne générale ainsi que les moyennes des groupes (par exemple, les effets de l'exposition aiguë par rapport à l'exposition chronique). L'approche du maximum de vraisemblance restreinte (REML) a été utilisée pour estimer les paramètres des modèles de méta-analyse. Pour chacun des deux ensembles de données, la méta-régression a ensuite été utilisée pour explorer les sources de variation des tailles d'effet en incluant tous les modérateurs (voir ci-dessus) dans un seul modèle. Le type de pesticide n'a pas été inclus dans ces modèles car un sous-ensemble d'études a exposé simultanément les abeilles à plus d'un pesticide (Williamson, Baker et Wright, 2013 Williamson et Wright, 2013), ce qui aurait conduit à ce que ces études soient supprimées des analyses ( pour la liste complète des pesticides dans la méta-analyse, voir le tableau S2). Par conséquent, nous avons analysé le type de pesticide dans un sous-modèle qui excluait ces études. « Étude » a été incluse en tant que facteur aléatoire dans tous les modèles pour contrôler la non-indépendance potentielle de plusieurs tailles d'effet de la même étude.

Nous avons initialement inclus dans l'analyse les résultats d'études où les abeilles ont été exposées à des pesticides sous forme de larves. Cependant, il y en avait très peu (trois études pour les données d'apprentissage et deux études pour les données de mémoire) et nous avons constaté que l'effet global des pesticides sur l'apprentissage des abeilles lorsque ces études étaient incluses dans l'analyse globale était beaucoup plus fort ( = -0,60, IC à 95 % = -0,90 à -0,30), alors que l'effet global des pesticides sur la mémoire des abeilles était similaire ( = -0,24, IC à 95 % = -0,28 à -0,20) par rapport aux effets basés sur l'analyse lorsque les données larvaires ont été exclues de l'analyse (voir la section 3 pour comparaison). Ainsi, pour éviter les biais, nous avons retiré ces études des analyses ultérieures. De plus, étant donné le petit nombre d'études menées sur les bourdons par rapport aux abeilles mellifères, nous avons mené une analyse de sensibilité avec des études utilisant uniquement des abeilles mellifères (voir Figure S2). Dans cette analyse, nous avons également comparé l'impact des pesticides entre les pays européens (Apis mellifera) et l'abeille asiatique (Apis cerana) (voir la figure S2). Nous avons également réexécuté l'analyse globale sans études utilisant plusieurs pesticides (apprentissage m = 2 et mémoire m = 2) et les résultats n'ont pas changé (voir matériel supplémentaire). Nous avons testé si le nombre d'essais d'apprentissage subis par les abeilles influençait les résultats et n'avons trouvé aucun effet significatif (p = 0,15) et nous n'avons donc pas inclus ce facteur dans le modèle global. Pour tester tout biais potentiel de publication, une technique de découpage et de remplissage a été utilisée à la fois sur les données d'apprentissage et de mémoire (Duval & Tweedie, 2000).


Les abeilles mellifères perdent le sommeil après avoir ingéré des pesticides, ce qui entraîne un stress accru et des taux de survie des ruches plus faibles

L'ingestion de néonicotinoïdes modifie les rythmes locomoteurs circadiens des butineuses d'abeilles mellifères dans la lumière/l'obscurité et l'obscurité totale. Actogrammes représentatifs d'abeilles butineuses montrant (A) une activité rythmique de contrôle, (B) une perte de rythme après ingestion de clothianidine (140 ppb) et des modèles de rythme locomoteur altérés après ingestion de (C) thiaméthoxame (140 ppb) et (D) clothianidine (140 ppb). Crédit : Université Vanderbilt

Les abeilles qui ingèrent des niveaux non létaux de pesticides populaires ressemblant à la nicotine, connus sous le nom de néonicotinoïdes, perdent le sommeil, selon une nouvelle recherche de l'Université Vanderbilt. Cette perturbation de leur rythme circadien fait que les abeilles mellifères perdent leur sens du temps et de la navigation, ce qui entraîne un stress plus important au sein des populations d'abeilles hautement sociales et des taux de survie des ruches plus faibles.

Il existe depuis longtemps un lien mystérieux entre les pesticides néonicotinoïdes et leur effet mortel sur les abeilles. Juste au moment où le public commençait à remarquer un déclin des populations d'abeilles, ces pesticides ont pris leur essor comme technique d'entretien des plantes. Bien que la relation semble logique, elle n'avait pas été prouvée. Les recherches menées par Doug McMahon, Stevenson Chair of Biological Sciences, ont cherché à explorer le lien.

L'article "Les néonicotinoïdes perturbent les rythmes circadiens et le sommeil des abeilles mellifères" a été publié dans la revue Rapports scientifiques le 21 octobre.

"Je pensais aux disparitions d'abeilles mellifères et ça a cliqué - si les pesticides tuent les abeilles indirectement mais nous ne savons pas exactement comment, c'est peut-être parce qu'elles se perdent physiquement", a déclaré Michael Tackenberg, chercheur postdoctoral au laboratoire McMahon dont l'intérêt a suscité le projet.

Rejointe par des collaborateurs, dont Manuel Giannoni-Guzmán, un autre chercheur postdoctoral du laboratoire McMahon, l'équipe a entretenu des ruches saines pour mener des expériences qui ont exploré comment un pesticide agricole largement utilisé vendu dans les magasins de rénovation domiciliaire empêche les abeilles d'obtenir le repos dont elles ont besoin pour prospérer. Une seule abeille peut polliniser jusqu'à 5 000 fleurs par jour. Leurs efforts combinés soutiennent un tiers de la production vivrière mondiale.

Dans une série d'expériences qui ont exposé les abeilles à une lumière constante, à une obscurité constante et à des cycles de lumière et d'obscurité, les chercheurs ont découvert un mécanisme surprenant par lequel le pesticide agit. Des conditions de lumière constante ont perturbé le rythme circadien chez 28 pour cent des abeilles. Lorsque les niveaux de pesticides communs dans le nectar des fleurs et le pollen ont été ajoutés à l'approvisionnement alimentaire des abeilles, le nombre a grimpé jusqu'à 46 pour cent. "Graphiquement, les rythmes circadiens normaux ressemblent à des ondes régulières", a déclaré Giannoni-Guzmán, co-premier auteur de l'article. "Lorsque nous avons observé des abeilles qui ont consommé des néonicotinoïdes pendant plusieurs jours, nous avons constaté une perte de vagues, des mouvements à des moments aléatoires ou des signes de sommeil quasi inexistant."

En explorant cette perturbation amplifiée grâce à la spectroscopie de masse, une technique qui identifie et mesure les composés chimiques dans les molécules, l'équipe a découvert que les néonicotinoïdes s'accumulent dans le cerveau des abeilles, perturbant les neurones de l'horloge circadienne.

"Nous avons vu comment les néonicotinoïdes perturbent les horloges biologiques des abeilles mellifères de sorte que beaucoup n'ont plus de rythmes veille-sommeil réguliers", a déclaré McMahon. "Les abeilles qui ont des rythmes veille-sommeil irréguliers sont privées de sommeil et leur alignement dans le temps et dans l'environnement est faussé."

Comme les personnes qui ne dorment pas assez, les abeilles ne peuvent pas fonctionner aussi bien si elles sont fatiguées et désorientées. "Au-delà des perturbations du sommeil, nous savons que les abeilles se fient à leur sens interne du temps et à la position du soleil", a déclaré Tackenberg, également co-premier auteur de l'article. « S'ils ont une mauvaise perception du temps, leur capacité à naviguer efficacement est entravée. Il va de soi que si le sens interne du temps d'une abeille est perturbé ou altéré, cela pourrait affecter l'apprentissage, la mémoire et l'efficacité de la recherche de nourriture, même en dehors de la capacité réduite du sommeil. perturbations." Ce travail contribue à l'ensemble des preuves qui façonnent la façon dont les décideurs américains réglementent les industries agricoles et agricoles de plusieurs milliards de dollars, qui dépendent fortement de la capacité naturelle des abeilles à polliniser les cultures.

L'équipe a l'intention d'approfondir le niveau mécanistique de leurs découvertes en étudiant les circuits neuronaux des abeilles mellifères et l'influence des néonicotinoïdes au niveau moléculaire. "Puisque nous comprenons maintenant que l'effet perturbateur des pesticides se fait sentir sur le rythme circadien d'une abeille, il existe peut-être un moyen d'aider ces importantes créatures à renforcer et à maintenir leur fonction d'horloge face à ce défi", a déclaré McMahon.


Les services de pollinisation fournis par les abeilles sont d'une importance vitale pour le fonctionnement de l'écosystème et la production agricole. Cependant, au cours des dernières décennies, de nombreux rapports ont montré des pertes importantes de colonies d'abeilles mellifères et un déclin du nombre d'abeilles sauvages, avec des conséquences négatives pour les écosystèmes terrestres, l'économie et la sécurité alimentaire.

Ces pertes ont été attribuées à de nombreux facteurs de stress, notamment l'exposition aux pesticides, la perte ou la dégradation de l'habitat, les espèces envahissantes, les prédateurs, les parasites, les maladies et le changement climatique. Ces facteurs n'agissent pas seuls et présentent souvent des interactions synergiques difficiles à prévoir.

Dans ce numéro spécial, nous souhaitons publier des recherches originales, théoriques ou empiriques, des revues, des méta-analyses quantitatives ou des articles de perspective mettant l'accent sur la façon dont les facteurs de stress affectent la santé des abeilles domestiques et sauvages et sur les mécanismes de défense adoptés au niveau individuel et , dans le cas des espèces sociales, également au niveau de la colonie. Les sujets peuvent être liés à des aspects moléculaires, physiologiques, comportementaux et autres de la santé des abeilles domestiques et sauvages et s'étendre au déclin des abeilles et aux services de pollinisation.

Pr Alberto Satta
Dr Panagiotis Théodorou
Éditeurs invités

Informations sur la soumission du manuscrit

Les manuscrits doivent être soumis en ligne sur www.mdpi.com en s'inscrivant et en se connectant à ce site Web. Une fois inscrit, cliquez ici pour accéder au formulaire de soumission. Les manuscrits peuvent être soumis jusqu'à la date limite. Tous les articles seront évalués par des pairs. Accepted papers will be published continuously in the journal (as soon as accepted) and will be listed together on the special issue website. Research articles, review articles as well as short communications are invited. For planned papers, a title and short abstract (about 100 words) can be sent to the Editorial Office for announcement on this website.

Submitted manuscripts should not have been published previously, nor be under consideration for publication elsewhere (except conference proceedings papers). All manuscripts are thoroughly refereed through a single-blind peer-review process. A guide for authors and other relevant information for submission of manuscripts is available on the Instructions for Authors page. Insects is an international peer-reviewed open access monthly journal published by MDPI.

Please visit the Instructions for Authors page before submitting a manuscript. The Article Processing Charge (APC) for publication in this open access journal is 1600 CHF (Swiss Francs). Submitted papers should be well formatted and use good English. Authors may use MDPI's English editing service prior to publication or during author revisions.


Cannabis Extract As A Remedy for Dying Bees (Biology)

Bees are not able to protect themselves against pesticides and at huge chemical concentrations they die. Danel Załuski, Dr. habil. NCU professor from Collegium Medicum is a member of a team whose aim is to search for specimens of natural origin which protect insects.

“Help bees”, “Save bees”, “Save our bees”, “Be like Bee” are only some of online actions which are to protects our buzzing friends. What is all the fuss about? Albert Einstein was the one who already warned that “if bees disappear, human kind will soon follow their fate”, as the production of 75% of food in the world depends on the insects which pollinate flowers. And they are massively dying out. The reason is not only nosemosis or varroosis caused by excessive multiplications of the parasite Varroa destructor. Beekeepers are also concerned with the collapse of bee families outside beehives. Scientists have proved that the massive extinction of bees happens due to the use of insecticides on farm lands and in forests – insect-killing neonicotinoids, i.e., neuroactive substances from a pesticide group which disrupt bees’ orientation and communication.

Cannabis extract as a remedy for dying bees
fot. Nadesłane

Pesticides are chemical compounds, for instance derivatives of phenoxyacetic acid, organochlorine or organophosphate compounds, which are used mainly in agriculture and gardening, but also in forestry, veterinary sciences and textile materials impregnation. Apart from active substances, pesticides also contain emulsifiers, preservatives or other auxiliary substances which, for certain, are not indifferent to the environment. Spraying seeds with nicotinoids makes these compounds penetrate the whole plant, including flowers and pollen. Therefore, by collecting pollen and carrying it into the beehive, bees transport poison, which affects not only the insects working outside the beehive but also those which stay inside including the queen. – Pesticides usually affect bees’ nervous system, they change their behavior and decrease immunity – explains Daniel Załuski, Dr. habil, NCU professor, from the Department of Pharmaceutical Botany and Pharmacology of Collegium Medicum. – I have not heard of any substances which would protect bees against the negative influence of insecticides from the group of nicotinoids. Therefore, our research team have begun research on developing such substances of natural origin.

Dr hab. Daniel Załuski, prof. UMK fot. Nadesłane

There is a lot to protect bees against as pesticides may affect them on different layers. Contact substances affect their nervous system This may cause even chemicals which are considered to be nontoxic to poison a bee though direct contact. Pesticides may enter the bee’ organism with contaminated food, for example nectar, pollen, honeydew or water. Depending on the degree of toxicity of the formulation, bees may die instantly or in the beehive. Death in the beehive triggers off other consequences as the contaminated material poisons young bees and further contaminates honey with the pesticide. Bees do not have protective mechanisms against pesticides. At high concentration, they are defenseless.

Dr hab. Aneta Ptaszyńska, prof. UMCS fot. Archiwum NAWA/Alicja Szulc

Apart from professor Daniel Załuski, there are in the research team Aneta Ptaszyńska, Dr. habil, prof. of University of Maria Skłodowska-Curie in Lublin, and Rafał Kuźniewski, Dr., from the Department Pharmaceutical Botany and pharmacology of CM NCU. The problem of massive extinction of bees has been within the scientists’ interest since 2012. – As it often happens in science, the actions undertaken and commercialized initiatives came into life by accident – says professor Załuski. The main subject of my scientific activity are vegetable raw materials with adaptogenic affect, which increases the efficiency of a human organism through the influence on the immune, endocrine or nervous systems. Yet, professor Ptaszyńska has begun her research to seek natural substances which fight against nosemosis in honeybees. – Once, she told me about a tragic situation of bees and the possibility of their extinction, which causes my anxiety. We both agreed that it was worth looking for natural substances of plant origin which could stimulate the immune system of bees. The effect of many years of research is developing a formulation which fights against nosemosis in bees, and which has been on the market since 2018.

Dr Rafał Kuźniewski fot. Nadesłane

The cooperation has not ended with only one project. Scientists have begun research on plants like cannabis, which is the main subject of interest of doctor Kuźniewski. Unexpectedly it turned out that aquatic and ethanolic extracts increase survival of bees in conditions exposed to the presence of pesticides. The scientists obtained the essences from the leaf, stem and roots though the method of extraction supported with ultrasounds, and with application of water and water solutions of alcohols as solvents. Next, the extracts were lyophilizated and used in the tests which examined the survivability of bees in conditions stimulated with the extract and pesticide. The scientists solved the essence of cannabis in food, that is in high fructose corn syrup or a mixture of honey and powdered sugar.

The research model comprised 30 standard cages, each containing 40 bees. The bees were being given the extract for eight days, on the seventh day they were contaminated with imidacloprid or acetamiprid, and for two days they were given food with the extract. Survivability of the bees in particular cages was compared to survivability in the control sample, which was not stimulated with the formulation. It was also there that the bigger number of dead bees was recorded – arithmetic means calculated upon the three cages in the end of the experiment were respectively five and seven alive bees. The lowest number of dead bees was recorded in the groups which were provided with ethanolic or aquatic extract of cannabis leaves (Cannabis sativa L.) – the number of living bees in the end was 19 and 16.

Scientists find it relatively difficult to unequivocally answer the question if the cannabis extract may protect bees against a harmful impact of all pesticides or only selected ones.

Chemical differentiation of pesticides is huge, therefore environmental research should be done in the areas with highly developed agricultural production based on polycultures, which require application of various pesticides. – explains professor Załuski. – Such research usually takes two or three years, and it requires seasonal application of the mixture of food and extract to the bees. In our experiments, we usually used two most often applied pesticides from the group of neonicotinoids: imidacloprid and acetamiprid.

It turned out unexpectedly that the extracts of roots, leaves or stems of cannabis, which were obtained with aquatic solution of ethanol, both prolong the life of bees exposed to pesticides of nicotinoid group, and also decrease the amount of pathogenic spore of Nosema spp. This considerably limits nosemosis in bees.

In April 2020, the scientists made two patent applications, and currently they are preparing an application for an international patent. If they find a licensee, the product should enter the market in two or three years.


Résultats

Experiment 1: Acute exposure

The olfactory learning performance of 171 individual bees from 6 colonies was tested. Bees that extended their proboscis to fewer than 5 odour presentations when their antennae were touched were classed as unresponsive and excluded from further analyses (n = 29: Table S1), resulting in an average of 35.5 bees tested per treatment (34 in control, 37 in 250 ppb, 36 in 10 ppb and 35 in 2.4 ppb treatment groups). Pesticide treatment affected both the trainability and learning level of bees (Fig. 1, Table 1a). More bees were trainable to the conditioned odour in the control and 2.4 ppb groups compared to the 250 ppb treatment group (Fig. 1a). Control bees also displayed a higher learning level than those from both the 10 ppb and 250 ppb treatment groups (Fig. 1b, Table 1a). While there was no significant difference between control and 2.4 ppb groups, post-hoc comparisons revealed that 2.4 ppb treated bees showed a higher learning level than both the 250 ppb (Tukey, Z value = 5.694, p < 0.0001) and 10 ppb (Tukey, Z value = 3.479, p = 0.0028) groups (Fig. 1b). We found no difference in worker body size across treatment groups (linear mixed effects model, F3,164 = 0.28, p = 0.8396), although there was a significant effect of body size in some models as larger bees showed a higher overall learning level (Table 1).

Results from experiment 1: acute exposure.

(une) The mean proportion of bees in each acute treatment group that were trainable (trainability). (b) The mean number of conditioned responses of all acutely exposed bees per treatment group (learning level). (c) Acquisition curves showing the mean proportion of acutely exposed bees responding with a proboscis extension to the conditioned odour prior to reward over 15 conditioning trials. () Memory recall of the conditioned association (illustrated by mean proportion of bees that showed the conditioned response to the presented odour on trial 15 (dark grey bars) and 3 hours after the learning task in the memory test (light grey bars)) from trainable bees). Letters indicate significantly different pairwise comparisons from post-hoc tests (p < 0.05) and error bars indicate SE.

The learning ability of trainable bees (n = 78 bees in total: 23 bees in control, 24 in 2.4 ppb, 19 in 10 ppb and 12 in 250 ppb treatments) was not affected by treatment (Fig. 1). Control bees neither learned the task quicker (Table S2b), nor displayed the conditioned response more frequently (Fig. 1d), than the other treatment groups, with the average bee responding to the odour for the first time at trial 8 (Table S2, Electronic Supplementary Material (ESM)). Similarly, the performance of bees in the memory task was not significantly different after three hours compared to the end of the training period for any treatment group (compare dark and lighter grey columns in Fig. 1d, related samples Wilcoxon signed rank tests: 2.4 ppb p = 0.715 10 ppb p = 0.180 250 ppb p = 0.655 control p = 0.317), indicating there was no overall impact of acute pesticide exposure on memory performance.

Experiment 2: Chronic exposure

We tested the learning performance of 100 bees from 20 colonies (5 bees per colony), of which 5 unresponsive bees were removed from our analysis, resulting in 34 bees tested in control, 29 in 2.4 ppb and 32 in 10 ppb treatments (95 bees in total). We found no effect of pesticide exposure on either the number of bees that were trainable (Fig. 2a) or their learning level (Fig. 2b, Table S3). However, comparing only the performance of trainable bees (26 bees in control, 19 in 2.4 ppb and 19 in 10 ppb treatments: 64 bees in total), we found that control bees learnt the task faster than bees in both the 2.4 ppb (27% faster) and 10 ppb (38% faster) treatment groups (i.e. on average, the first response by control bees happened earlier in the experiment (mean = trial 6.9) than for pesticide treated bees, with average first responses at trial 8.7 for 2.4 ppb and 9.5 for 10 ppb (Table 2b), although final levels of task performance in terms of the proportion of bees responding to the conditioned odour and the learning level of these individuals was comparable across treatment groups after 15 trials (Fig. 2a, d, Table 2a)).

Results from experiment 2: chronic exposure.

(une) The mean proportion of bees in each chronic treatment group that were trainable (trainability). (b) The mean number of conditioned responses of all chronically exposed bees per treatment group (learning level). (c) Acquisition curves showing the mean proportion of chronically exposed bees responding with a proboscis extension to the conditioned odour prior to reward over 15 conditioning trials. () Memory recall of the conditioned association (illustrated by mean proportion of bees that showed the conditioned response to the presented odour on trial 15 (dark grey bars) and 3 hours after the learning task in the memory test (light grey bars)) from trainable bees). Letters indicate significant differences (p < 0.05) and error bars show SE.

The 3-hour period between the end of conditioning and the memory test had no significant impact on the proportion of control bees displaying conditioned responses to the odour (Related samples Wilcoxon signed ranked test, p = 0.317 Fig. 2d). However, the proportion of bees exposed to 2.4 ppb pesticide that showed the conditioned response to the odour was significantly lower after the 3 hour break compared to the end of the trial period (Related samples Wilcoxon signed ranked test, p = 0.027), showing an impact of pesticide on memory. Although the proportion of bees in the 10 ppb exposure group responding to the odour stimulus after 3 hours was lower than at the end of the trial period, this difference was not significant at the 5% level (Related samples Wilcoxon signed ranked test, p = 0.066). There were no significant differences in worker body size across treatment groups (Linear mixed effects model, F2,17 = 2.83, p = 0.0869, although there was a trend for 10 ppb treated bees to be smaller).


Professor suspects that hive collapses are caused by pesticides, which also could hurt human health

Lu has continued to investigate the possible links among neonicotinoids, bees, and human health, saying the honeybee is a good model organism for potential pesticide impact, as well as for potential effects across generations. Credit: Wikipedia

It's become something of a rite of spring. Every March, newspaper stories sprout about local beekeepers opening their hives to find an ongoing environmental mystery.

Instead of hungry bees ready for the first flights of spring, honeycombs that should be empty after a long winter are full, and instead the hives are empty. For some reason, during winter's coldest months, these bees chose to leave the hive to perish outside.

Colony collapse disorder, as the condition is known, remains a mystery with troubling implications for the fate of the human food supply, which depends, in part, on pollinators like the honeybee. Explanations that have been offered include pathogens, modern beekeeping practices, malnutrition, climate change, and pesticides.

It is that last possible cause that stands out to Harvard School of Public Health's (HSPH) Chengsheng (Alex) Lu, an associate professor of environmental exposure biology, who believes that the potential human health implications of colony collapse disorder extend beyond the drop in pollination—though that is worrisome enough—to the impact on humans of long exposure to low-level poisons like neonicotinoid pesticides, which have been suspected in the bee disorder. To Lu, it is an open question whether there are links between the pesticide and the recent increase in neurological conditions in children such as autism and ADHD.

To get to the bottom of the mystery, Lu has conducted pioneering research on the impact of neonicotinoid pesticides on honeybees. In a study published in 2012, he replicated colony collapse disorder experimentally, feeding bees sugar water with different levels of neonicotinoids over 13 weeks in the summer and watching what happened.

At first, nothing did. The hives seemed unaffected and healthy as they got ready for winter. Then, the week before Christmas, roughly three months after the neonicotinoid treatment was halted, hives began to fail. Eventually 15 of 16 hives collapsed, even those treated with the lowest dose.

The work was noted for providing a concrete link to neonicotinoids, which are the world's most widely used group of insecticides.

One particularly disturbing aspect of the work, which Lu described during a lunchtime "Hot Topics" talk on Aug. 12 at HSPH's Kresge Building, is that the bees that abandoned the hive during the collapse weren't the individuals that ate the sugar water laced with neonicotinoids. During summer's period of high activity, bees live just 35 days, so the colony that collapsed contained the next generation of bees, indicating that the effect may have been passed on between generations.

Lu has continued to investigate the possible links among neonicotinoids, bees, and human health, saying the honeybee is a good model organism for potential pesticide impact, as well as for potential effects across generations.

Neonicotinoids, chemicals similar to the nicotine produced by tobacco plants, have become widespread in part because of their ease of use, Lu said. Because they're water-soluble, the chemicals are taken up by a plant and spread throughout its tissues. Seed companies have made distribution even easier for farmers by coating seeds with the chemical, which ensures the plants sprouting from them contain the pesticide.

The chemicals are present not just in food plants, but are also widely represented in nursery stock, including plants sold at major garden retailers, Lu said. They're also found in the environment, and Lu said there are questions about their role in the loss of birds and aquatic invertebrates.

Lu described it as a race against time to save the bees, which are routinely transported around the country by commercial beekeepers to pollinate agricultural fields. He spoke to one blueberry farmer who said that before colony collapse disorder struck, he would pay $250,000 to have his fields pollinated. Today that figure stands at $750,000, and the cost is passed on to consumers.

Lu believes that the pesticide is fed to bees by unsuspecting beekeepers. The pesticide is widely used on corn, which is used to make high-fructose corn syrup. The corn syrup is mixed with water and routinely fed to bees by commercial beekeepers.

Affected bees, which include wild honeybees, Lu said, exhibit a range of neurological conditions, including disorientation, flying back to the wrong colonies, and abandoning colonies in winter.

"The [phrase] 'bee-line' is no longer valid," Lu said. "The question … is do these things also apply to human health?"


Remerciements

We thank Kate Vaughan-Williams for help with data collection Dara Stanley, Gemma Baron, Callum Martin, Mark Brown and Aaishah Manan for advice and technical assistance and Dave Goulson for providing worker size distribution data. E.L.’s contribution was partly funded by a Leverhulme Trust Early Career Fellowship. This study was funded by a London BBSRC DTP studentship to E.E.W.S. R.J.G.’s research is supported by the Grand Challenges in Ecosystems and the Environment Initiative at Silwood Park.


Voir la vidéo: Journal n 392 Les abeilles victimes des néonicotinoïdes et autres infos (Décembre 2022).