El impacto en el medio ambiente circundante por la exposición de las abejas melíferas a los pesticidas

Hoy compartimos en Notaspampeanas un artículo científico en crudo del National Institute for Environmental Studies, de Japón.

La disminución de las poblaciones de abejas se ha convertido recientemente en un problema importante, y se ha señalado a los pesticidas como una de las causas. Para reducir la exposición de las abejas a los plaguicidas, es crucial identificar aquellos entornos en los que las abejas silvestres se enfrentan a un mayor riesgo de exposición a los plaguicidas. Nuestro equipo de investigación de la División de Biodiversidad del Instituto Nacional de Estudios Ambientales, que incluye a Shumpei Hisamoto (afiliación actual: Universidad Meiji), Makihiko Ikegami, Koichi Goka y Yoshiko Sakamoto, midió las concentraciones de pesticidas en las colonias de abejas melíferas japonesas en 175 lugares de todo el país y analizó la relación entre los residuos de pesticidas y el uso de la tierra alrededor de las colonias. Encontramos que el riesgo de exposición a plaguicidas era mayor en las áreas agrícolas (especialmente arrozales y huertos) y urbanas, mientras que era menor en los bosques.
Estos hallazgos se publicaron en la edición del 22 de octubre de 2024 de la revista británica Nature Communications.

Puntos clave

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・Este estudio llevó a cabo un proyecto de ciencia ciudadana de una escala sin precedentes, con muestras recolectadas de colonias japonesas de abejas melíferas en 175 ubicaciones en todo el país. Utilizando técnicas de análisis de plaguicidas ultratraza, pudimos medir los niveles reales de exposición incluso a concentraciones muy bajas de plaguicidas de las abejas melíferas que habitan en diversos entornos.

・El estudio demostró que el riesgo de exposición a pesticidas es alto no sólo en las tierras agrícolas (arrozales y huertos), sino también en las zonas urbanas.

1. Antecedentes

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Las abejas¹ son polinizadores importantes que contribuyen al éxito reproductivo de muchas plantas silvestres y cultivos comerciales. Por lo tanto, la reciente disminución de su número es motivo de preocupación mundial. Aunque la disminución de las poblaciones de abejas tiene varias causas, la exposición a pesticidas se considera un factor de riesgo clave. Las abejas se alimentan dentro de un cierto rango geográfico, y si visitan un área donde se han aplicado pesticidas, pueden estar directamente expuestas a los pesticidas, o pueden recolectar polen y néctar contaminados con pesticidas que luego llevan a la colmena. Hasta ahora, las evaluaciones de la exposición a plaguicidas se han centrado principalmente en los campos de monocultivo tratados con plaguicidas específicos. Sin embargo, en los hábitats reales de las abejas silvestres, a menudo se cultivan múltiples cultivos en una distribución fragmentada, y es probable que las abejas estén expuestas a varios pesticidas simultáneamente. Además, debido a que los plaguicidas se utilizan no sólo en tierras agrícolas sino también en entornos urbanos y boscosos, las abejas que habitan en dichos entornos también pueden estar expuestas a los plaguicidas.

Para identificar hábitats de alto riesgo y obtener información importante para reducir la exposición de las abejas silvestres a los plaguicidas, es crucial medir la exposición real de las abejas a los plaguicidas en diferentes entornos. En este estudio, nos enfocamos en la abeja melífera japonesa (Apis cerana japonica), una subespecie de la abeja melífera oriental, y evaluamos cómo el ambiente circundante afecta la exposición a pesticidas de las colonias de esta especie.

2. Métodos

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Del verano al otoño de 2021, recolectamos miel y cera de abejas de colonias de abejas melíferas japonesas mantenidas en 175 lugares en todo el país y analizamos las concentraciones de pesticidas a niveles ultratraza. En nuestro análisis, incluimos solo colonias que (1) habían comenzado a anidar ese año y (2) no habían sido alimentadas. Se seleccionaron un total de 15 plaguicidas para el análisis, incluidos neonicotinoides y otras clases de insecticidas; un herbicida y su metabolito; y un fungicida².

A continuación, clasificamos la tierra dentro de un radio de 1000 metros de cada colonia por uso de tierra, considerando 14 categorías de uso de la tierra (más dos categorías de nivel superior). Calculamos la proporción de área de cada categoría de uso de la tierra alrededor de cada colonia, y luego analizamos las relaciones entre la presencia/ausencia y concentración de residuos de plaguicidas y los usos de la tierra.

3. Resultados y discusión

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Los datos sobre plaguicidas y uso de la tierra se resumen en los Cuadros 1 y 2, respectivamente.

Nuestro análisis de las relaciones entre la proporción de cada uso de la tierra y la presencia o ausencia de cada plaguicida reveló una probabilidad relativamente alta de detección de plaguicidas en tierras agrícolas (especialmente arrozales y huertos) y también en áreas urbanas, mientras que la probabilidad tendía a ser menor en los bosques. Nuestros hallazgos indican que los usos de la tierra en el área alrededor de una colonia influyen fuertemente en la exposición de las abejas melíferas a los pesticidas (Fig. 1). Observamos una tendencia similar en la relación entre el uso del suelo y el número de insecticidas neonicotinoides diferentes detectados simultáneamente en muestras de miel de la misma colonia (Fig. 2). Sin embargo, la asociación entre las concentraciones de plaguicidas y la proporción de área de cada categoría de uso de la tierra no estaba clara.

En las tierras agrícolas, un aumento en la proporción de arrozales condujo a una mayor probabilidad de detección de diazinón y clorantraniliprol, mientras que un aumento en la proporción de huertos aumentó la probabilidad de detección de acetamiprid, dinotefuran, glifosato y etofenprox (Fig. 1). Sin embargo, debido a que los períodos de floración del arroz y los árboles frutales son limitados, es posible que las plantas silvestres dentro o alrededor de estas tierras actuaran como fuentes sostenidas de exposición a pesticidas. Sorprendentemente, ninguno de los plaguicidas mostró una alta probabilidad de detección en las tierras de cultivo. La agricultura a pequeña escala, en la que se cultivan diversos cultivos, que caracteriza a gran parte de la agricultura japonesa, puede explicar por qué los niveles de exposición a los plaguicidas individuales no fueron altos.

En las zonas urbanas, las probabilidades de detección de tres insecticidas neonicotinoides (clotianidina, dinotefuran y tiametoxam) fueron altas (Fig. 1), y el número de insecticidas neonicotinoides detectados en la misma colonia también aumentó (Fig. 2). La probabilidad de detección de glifosato, uno de los herbicidas más utilizados, también fue alta en las zonas urbanas. Estos neonicotinoides y glifosato se incluyen comúnmente en productos pesticidas utilizados para áreas urbanas residenciales, deportivas y recreativas. Por lo tanto, incluso en las zonas urbanas, las abejas están frecuentemente expuestas a estos pesticidas.

La probabilidad de detección de más de la mitad de los plaguicidas analizados fue baja en los bosques (Fig. 1). Aunque los plaguicidas se utilizan a veces para el control de plagas y la gestión de malezas en los bosques, muchos bosques no están contaminados por plaguicidas o están presentes sólo con baja frecuencia. Esto puede explicar por qué los niveles generales de exposición a pesticidas en las colonias donde las abejas se alimentan en los bosques son bajos.

Algunos de los resultados observados fueron inesperados. Por ejemplo, la probabilidad de detección de nitenpiram fue alta en los bosques naturales, mientras que la de fenobucarb fue alta en los bosques de plantaciones, pero no se ha encontrado una explicación satisfactoria para estos resultados. Además, la probabilidad de detección de diazinón fue alta en los arrozales, a pesar de que su uso para el arroz está prohibido desde 2008. La detección inesperada de ciertos plaguicidas, que pueden reflejar la deriva de otras áreas de uso de la tierra, residuos ambientales a largo plazo o el uso real, pone de relieve la necesidad de más información sobre la dinámica ambiental de los plaguicidas.

4. Perspectivas de futuro

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La concentración media de cada uno de los siete insecticidas neonicotinoides detectados en la miel en este estudio osciló entre 0,06 y 0,33 ng/g. Estas concentraciones observadas en este estudio son relativamente bajas en comparación con las obtenidas por una encuesta global de insecticidas neonicotinoides en miel, publicada por Science en 20173. La razón de esta diferencia no está clara en la actualidad; puede atribuirse a las diferentes preferencias de plantas entre la abeja melífera japonesa y las especies de abejas extranjeras, a las variaciones en el uso de plaguicidas entre países o a las diferencias en los entornos circundantes. Debido a que las muestras de este estudio se obtuvieron de colonias de abejas melíferas sobrevivientes, no se puede descartar la posibilidad de que las colonias expuestas a concentraciones más altas hayan muerto antes de ser muestreadas y, por lo tanto, no se hayan observado forzosamente. Tenemos registros del estado de supervivencia posterior de las colonias muestreadas y, en el futuro, planeamos evaluar los efectos de los niveles de exposición observados en este estudio en estas colonias de abejas melíferas japonesas.

En Japón, en virtud de la Ley de Control de Plaguicidas para los plaguicidas agrícolas, el riesgo de los plaguicidas utilizados en las tierras agrícolas para la fauna silvestre se evalúa principalmente en los organismos acuáticos mediante la predicción de las concentraciones de plaguicidas en los ambientes acuáticos. Sin embargo, dada la preocupación mundial por el impacto de los plaguicidas en los organismos terrestres, en particular las abejas polinizadoras, las evaluaciones convencionales de los riesgos para los entornos acuáticos son insuficientes para gestionar los riesgos de los plaguicidas. En los ambientes terrestres, es probable que la distribución espacial y temporal de los plaguicidas sea más compleja que en los ambientes acuáticos. Este estudio demostró que el riesgo de exposición a los pesticidas para las abejas melíferas varía significativamente según el entorno circundante. Particularmente en las áreas urbanas, donde generalmente se asume que el uso de pesticidas es mínimo, nuestros datos indican claramente que las abejas melíferas están en riesgo de exposición a pesticidas. Por lo tanto, se necesita urgentemente una comprensión sobre cómo se utilizan realmente los plaguicidas y su dinámica ambiental en las zonas urbanas.

Nuestro objetivo es seguir acumulando datos científicos detallados sobre la exposición a plaguicidas en las abejas melíferas que nos permitan comprender mejor los riesgos ecológicos de los plaguicidas en ambientes terrestres. También abogamos por un mayor fortalecimiento de los sistemas de gestión de riesgos de plaguicidas dentro de las agencias gubernamentales.

5. Tres elementos clave necesarios para lograr los objetivos de este estudio

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El primer elemento fue la adquisición de un amplio conjunto de datos que comprendía 175 colonias en 175 lugares. Para evaluar el impacto de los diversos usos de la tierra, es esencial contar con una gran cantidad de muestras. Por lo tanto, colaboramos con apicultores de todo Japón para recolectar muestras de una colonia en cada lugar, lo que nos permitió recopilar conjuntos de datos sustanciales tanto de residuos de pesticidas como de usos de la tierra circundante.

El segundo elemento fue la adquisición de miel natural y cera de abejas. Para evaluar la exposición de las abejas melíferas a pesticidas en el entorno natural, sería ideal analizar las colmenas silvestres. Sin embargo, es extremadamente difícil localizar una gran cantidad de Colmenas silvestres y obtener muestras de ellos de forma no destructiva. Por otro lado, las abejas melíferas japonesas son criadas tanto por aficionados como por profesionales, lo que hace que la toma de muestras sea relativamente fácil. Además, muchos apicultores sólo proporcionan espacio para las colmenas, sin ninguna otra intervención humana, como la alimentación, que comprometa el estado natural de las abejas. Por lo tanto, estas colonias son sujetos de investigación ideales.

El tercer elemento fue el análisis de plaguicidas a niveles ultra traza. En este estudio, el límite de detección cuantitativo para los insecticidas neonicotinoides osciló entre 0,01 y 0,03 ng/g. Creemos que este bajo límite de detección nos permitió obtener una mejor comprensión de los niveles de exposición de las abejas a bajas concentraciones de plaguicidas.

Financiación de la investigación

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Este trabajo recibió el apoyo financiero del Ministerio de Medio Ambiente de Japón a través del proyecto Estudio del impacto ambiental de los pesticidas en las abejas silvestres (YS, el representante) y de la subvención KAKENHI n.º JP20H00425 de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (a YS).

Información del artículo

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Título del artículo: The impact of landscape structure on pesticide exposure to honey bees. Autores: Shumpei Hisamoto, Makihiko Ikegami, Koichi Goka, Yoshiko Sakamoto* (Instituto Nacional de Estudios Ambientales, División de Biodiversidad) *Autor correspondiente. Nombre de la revista: Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-024-52421-3

Importante

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• Pueden acceder al artículo The impact of the surrounding environment on the exposure of honey bees to pesticides, en el sitio del Instituto Nacional de Estudios Ambientales

Notas al pie

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