Распространенный пестицид может незаметно уничтожать будущие поколения шмелей

Современный пестицид может незаметно снижать способность шмелей к размножению, подвергая одного из важнейших опылителей в сельском хозяйстве еще большему риску. Credit: Shutterstock

Шмели могут быть маленькими, их длина составляет всего около 2,5 сантиметров, но они играют огромную роль в мировом сельском хозяйстве. Примерно треть мирового производства продуктов питания зависит от таких опылителей, как пчелы. В то же время эти жизненно важные насекомые испытывают растущее давление со стороны пестицидов и других угроз окружающей среде.

Современные пестициды помогли фермерам защищать урожай и повышать урожайность, но некоторые из них также могут наносить вред опылителям, которые делают возможным сбор многих урожаев. Одним из таких химических веществ является сульфоксафлор — пестицид нового поколения, представленный в 2013 году для уничтожения сосущих сок насекомых, таких как тля, на таких культурах, как соя и кукуруза. Хотя сульфоксафлор эффективен против вредителей, он также известен своей токсичностью для пчел. Сейчас ученые выясняют, как даже низкие уровни воздействия могут влиять на размножение пчел на молекулярном уровне.

Распространенный пестицид изменяет активность генов пчел

Исследователи из Технологического института Джорджии обнаружили доказательства того, что сульфоксафлор изменяет как активность генов, так и репродуктивную функцию у шмелей. В исследовании, финансируемом Министерством сельского хозяйства США, рабочие шмели подвергались воздействию низких доз пестицида, после чего ученые изучали изменения в экспрессии их генов.

Наибольшие изменения были обнаружены в тканях яичников, что позволяет предположить, что пестицид может влиять на репродуктивные процессы. По словам исследователей, эти генетические изменения могут сократить количество производимого потомства и со временем привести к сокращению популяции пчел.

Чтобы изучить эти эффекты, команда мгновенно заморозила ткани пчел и проанализировала их РНК, чтобы измерить, как изменилась активность генов после воздействия пестицида. Они также использовали вычислительные модели для выявления биологических систем, наиболее подверженных воздействию химического вещества.

«Что делает это исследование захватывающим, так это то, что оно связывает молекулярные изменения в экспрессии генов с реальными последствиями для отдельных пчел и их колоний», — сказал Майкл Гудисман, профессор Школы биологических наук. «Такая связь встречается редко и дает нам гораздо более четкую картину того, как пестициды влияют на пчел».

Баланс между борьбой с вредителями и защитой опылителей

Полученные данные подчеркивают текущую проблему для современного сельского хозяйства: защита урожая от разрушительных вредителей без вреда для полезных насекомых, поддерживающих производство продуктов питания.

«Нам нужны пестициды для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, но они также могут наносить вред важным нецелевым насекомым, таким как шмели», — сказала Сара Орр, которая руководила исследованием в качестве постдокторанта в Технологическом институте Джорджии, а сейчас работает доцентом в Университете Тампы. «Как ученый, моя цель — найти практические решения, которые поддерживают борьбу с вредителями, одновременно защищая полезных насекомых и продовольственные системы, которые от них зависят».

Орр подчеркнула, что поддержание здоровой популяции пчел необходимо для успешного опыления.

«Для успешного опыления нам нужно много пчел», — сказала Орр. «Если они не производят достаточно потомства, опыление сократится».

Шмели сталкиваются с множеством угроз

Пестициды — лишь одна из нескольких проблем, затрагивающих шмелей. Повышение температуры и все более частые волны тепла добавляют еще больше стресса популяциям опылителей.

Лучше понимая, как такие химические вещества, как сульфоксафлор, влияют на биологию пчел, исследователи надеются разработать методы ведения сельского хозяйства, которые защищают урожай, одновременно оберегая опылителей, от которых зависят многие продовольственные системы.

Источники:

Материалы предоставлены Технологическим институтом Джорджии.

Michael A. Catto, Jixiang Xu, Kayla A. Murray, Emma Leigh M. Bossard, Michael A.D. Goodisman, Sarah E. Orr. Integrative assessment of sulfoxaflor effects on gene expression, reproduction, and behavior in the bumblebee Bombus impatiens. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2026; 315: 120101 DOI: 10.1016/j.ecoenv.2026.120101