stringtranslate.com

Пчелы и токсичные химикаты

Самец Xylocopa virginica (восточная плотничная пчела) на церцисе канадском ( Cercis canadensis )

Пчелы могут страдать от серьезных последствий от токсичных химикатов в их среде. К ним относятся различные синтетические химикаты, в частности инсектициды , а также различные природные химикаты из растений, такие как этанол, образующийся в результате ферментации органических материалов. Интоксикация пчел может возникнуть в результате воздействия этанола из ферментированного нектара, спелых фруктов, а также искусственных и природных химикатов в окружающей среде.

Воздействие алкоголя на пчел достаточно похоже на воздействие алкоголя на людей , поэтому медоносные пчелы использовались в качестве моделей этаноловой интоксикации человека. Метаболизм пчел и людей достаточно различен, чтобы пчелы могли безопасно собирать нектар с растений, содержащих токсичные для человека соединения. Мед , произведенный пчелами из этих токсичных нектаров, может быть ядовитым, если его потребляют люди. Кроме того, естественные процессы могут вносить токсичные вещества в мед, произведенный из нетоксичного нектара.

этанол

Эффекты опьянения

Пчела показывает свой хоботок

Введение определенных химических веществ, таких как этанол или пестициды или защитные токсичные биохимические вещества, вырабатываемые растениями, в среду обитания пчелы может привести к проявлению пчелой ненормального или необычного поведения и дезориентации. В достаточных количествах такие химикаты могут отравить и даже убить пчелу. Влияние алкоголя на пчел давно известно. Например, Джон Камминг описал эффект в публикации 1864 года о пчеловодстве . [1]

Когда пчелы опьяняются от потребления этанола или отравляются другими химикатами, их равновесие нарушается. Группа Чарльза Абрамсона в Университете штата Оклахома поместила пьяных пчел на беговые колеса, где у них проявляются трудности с передвижением. Они также поместили медоносных пчел в челночные ящики, которые использовали стимул для поощрения пчел к движению, и обнаружили, что они становились менее подвижными по мере того, как становились более опьяненными. [2]

Пчела в состоянии алкогольного опьянения часто вытягивает хоботок . Пчелы в состоянии алкогольного опьянения проводят больше времени в полете. Если пчела достаточно пьяна, она становится неспособной ходить. Пчелы в состоянии алкогольного опьянения, как правило, чаще попадают в летные происшествия. Некоторые пчелы, потребляющие этанол, становятся слишком пьяными, чтобы найти дорогу обратно в улей, и в результате погибают. [2] Божич и др. (2006) обнаружили, что употребление алкоголя медоносными пчелами нарушает их поведение при поиске пищи и социальное поведение, а также имеет некоторые эффекты, схожие с отравлением инсектицидами. [3] Некоторые пчелы становятся более агрессивными после употребления алкоголя. [4]

Воздействие алкоголя может иметь пролонгированный эффект на пчел, длящийся до 48 часов. [5] Это явление также наблюдается у плодовых мушек [6] и связано с нейромедиатором октопамином у плодовых мушек, который также присутствует у пчел. [7]

Пчелы как модели опьянения этанолом

В 1999 году Дэвид Сандеман предположил, что модели опьянения пчел могут быть полезны для понимания интоксикации этанолом у позвоночных, учитывая гомологию и конвергенцию нервных систем насекомых и позвоночных. [8]

Пчел кормят растворами этанола и наблюдают за их поведением. [2] Исследователи помещают пчел в упряжки и кормят их различными концентрациями алкоголя в растворах сахара. [2] [9] Проводятся тесты на локомоцию, поиск пищи, социальное взаимодействие и агрессивность; функционирование нарушается так же, как и у людей. [9] Также было протестировано взаимодействие пчел с антабусом (дисульфирамом, средством для лечения алкоголизма). [10]

Воздействие на пчел других токсичных и опьяняющих химических веществ

Синтетические химикаты

Пчелы могут быть серьезно и даже смертельно поражены пестицидами , [11] [12] [13] [14] удобрениями, [15] [16] [17] медным купоросом (более смертельным, чем спиносад ), [18] [16] и другими химикатами, которые человек внес в окружающую среду. [19]

Эта проблема стала предметом растущей обеспокоенности. Например, исследователи из Университета Хоэнхайма изучают, как пчелы могут быть отравлены воздействием дезинфицирующих средств для семян. [20] Во Франции Министерство сельского хозяйства поручило экспертной группе, Научно-техническому комитету по многофакторному исследованию пчел (CST), изучить опьяняющее и иногда фатальное воздействие химикатов, используемых в сельском хозяйстве, на пчел. [21] Исследователи из Научно-исследовательского института пчеловодства и Департамента пищевой химии и анализа в Чешской Республике размышляли об опьяняющем воздействии различных химикатов, используемых для обработки посевов озимого рапса . [22] Румыния пострадала от тяжелого случая широко распространенной интоксикации пчел и значительной смертности пчел от дельтаметрина в 2002 году. [23] Агентство по охране окружающей среды США опубликовало стандарты для тестирования химикатов на предмет интоксикации пчел. [24]

Натуральные соединения

На пчел могут существенно влиять природные соединения в окружающей среде, помимо этанола. Например, Дариуш Шлахетко из кафедры таксономии растений и охраны природы Гданьского университета наблюдал, как осы в Польше вели себя очень сонно (возможно, как пьяные) после употребления нектара, полученного из североамериканской орхидеи Neottia . [25]

Детцель и Винк (1993) опубликовали обширный обзор 63 типов растительных аллелохимических веществ и их воздействия на пчел. 39 химических соединений отпугивали пчел (в первую очередь алкалоиды , кумарины и сапонины ), в то время как три терпеновых соединения привлекали пчел. Они сообщают, что 17 из 29 аллелохимических веществ токсичны на некоторых уровнях (особенно алкалоиды, сапонины, сердечные гликозиды и цианогенные гликозиды ). [26]

Различные растения имеют пыльцу, токсичную для медоносных пчел, в некоторых случаях убивающую взрослых особей, как у Toxicoscordion ; в других случаях ослабляющую расплод, как у Heliconia . Другие растения с токсичной пыльцой включают Spathodea campanulata и Ochroma lagopus . И пыльца, и нектар калифорнийского конского каштана ( Aesculus californica ) токсичны для медоносных пчел. [27]

Опьянение пчел при опылении

Ведро орхидеи

Некоторые растения полагаются на использование опьяняющих химикатов для получения опьяняющих пчел и используют это опьянение как часть своей репродуктивной стратегии. Одним из растений, которое может делать это, является южноамериканская орхидея ковш ( Coryanthes sp.), эпифит . Орхидея ковш привлекает самцов пчел рода euglossine своим запахом, полученным из различных ароматических соединений. Пчелы хранят эти соединения в специальных губчатых мешочках внутри своих опухших задних ног, поскольку они, по-видимому, используют запах (или его производные) для привлечения самок. Цветок сконструирован таким образом, что за поверхность практически невозможно ухватиться, с гладкими, направленными вниз волосками; пчелы обычно поскальзываются и падают в жидкость в ковше, и единственный проходной путь наружу — узкий, сужающийся проход, который либо приклеивает « поллиний » (мешок с пыльцой) к их телу (если цветок еще не посещался), либо удаляет любой поллиний, который там находится (если цветок уже посещался). Проход сужается после того, как пчела проникла внутрь, и удерживает ее там в течение нескольких минут, позволяя клею высохнуть и закрепить поллиниум. Было высказано предположение, что этот процесс может включать опьянение пчел. [28] [29] [30] [31]

Ван дер Пийл и Додсон (1966) наблюдали, что пчелы родов Eulaema и Xylocopa проявляют симптомы опьянения после употребления нектара орхидей Sobralia violacea и Sobralia rosea . [32] [33]

Ядовитый мед

Ряд растений вырабатывают алкалоиды , которые могут испортить мед, сделанный из их цветов, разными способами. Растение рода Coriaria производит ядовитый мед из-за токсина тутина . [34] Сообщалось о меде, содержащем морфин , в районах, где широко распространено выращивание опиумного мака . [35] Tecoma stans — нетоксичное растение, но мед из его цветов ядовит. [36] [37] Растения, включая рододендрон и вересковые ( Ericaceae ), вырабатывают нейротоксин грейанотоксин . Он токсичен для людей, но не для пчел. Мед из этих цветов может быть психоактивным или даже токсичным для людей. [38] Мед может бродить и производить этанол . Животные, такие как птицы, которые съели мед, забродивший на солнце, могут быть найдены в состоянии опьянения. [39]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Камминг, Джон (1864). Пчеловодство, пчеловод «The Times». стр. 144. отравление пчелами.
  2. ^ abcd Абрамсон, Чарльз И.; Стоун, Шерил М.; Ортез, Ричард А.; Луккарди, Алессандра; Ванн, Кайла Л.; Ханиг, Кейт Д.; Райс, Джастин (август 2000 г.). «Разработка модели этанола с использованием социальных насекомых I: исследования поведения медоносной пчелы ( Apis mellifera L.)». Алкоголизм: клинические и экспериментальные исследования . 24 (8): 1153–1166. doi :10.1111/j.1530-0277.2000.tb02078.x. PMID  10968652.
  3. ^ Божич, Янко; Абрамсон, Чарльз И.; Беденчич, Матея (апрель 2006 г.). «Снижение способности медоносных пчел (Apis mellifera carnica Poll.) к социальной коммуникации у пьющих этанол». Alcohol . 38 (3): 179–183. doi :10.1016/j.alcohol.2006.01.005. PMID  16905444.
  4. ^ Абрамсон, Чарльз И.; Плейс, Аарон Дж.; Акино, Итало С.; Фернандес, Андреа (июнь 2004 г.). «Разработка модели этанола с использованием социальных насекомых: IV. Влияние этанола на агрессию африканизированных медоносных пчел ( Apis mellifera L. )». Psychology Reports . 94 (3 Pt 2): 1107–1115. doi :10.2466/pr0.94.3c.1107-1115. PMID  15362379. S2CID  24341827.
  5. ^ Happy Hour Bees, Mythology and Mead, Кэролин Смагалски, BellaOnline, The Voice of Women, 2007 описывает длительный эффект от потребления этанола медоносными пчелами как нечто похожее на «похмелье».
  6. ^ Группа Ульрики Хеберляйн в Калифорнийском университете в Сан-Франциско использовала плодовых мушек в качестве моделей опьянения человека и даже идентифицировала гены, которые, по-видимому, отвечают за накопление толерантности к алкоголю (считается, что это связано с вейсалгией или похмельем), и создала генетически модифицированные штаммы, которые не развивают толерантность к алкоголю Мур, Моника С.; ДеЗаццо, Джим; Лук, Элвин Й.; Тулли, Тим; Сингх, Кэрол М.; Хеберляйн, Ульрике (1998). "Интоксикация этанолом у дрозофилы: генетические и фармакологические доказательства регуляции сигнальным путем цАМФ". Cell . 93 (6): 997–1007. doi : 10.1016/s0092-8674(00)81205-2 .

    Текотт, Лоренс Х.; Хеберляйн, Ульрике (1998). «Y Do We Drink?». Cell . 95 (6): 733–735. doi : 10.1016/s0092-8674(00)81695-5 . ISSN  0092-8674.
  7. ^ Деген, Йорн; Гевеке, Майкл; Редер, Томас (2000). «Октопаминовые рецепторы в нервной системе медоносной пчелы и саранчи: фармакологическое сходство между гомологичными рецепторами отдаленно родственных видов». British Journal of Pharmacology . 130 (3). Wiley: 587–594. doi : 10.1038/sj.bjp.0703338 . ISSN  0007-1188. PMC 1572099 . 
  8. ^ Сандеман, Дэвид (3 августа 1999 г.). «Гомология и конвергенция в нервных системах позвоночных и беспозвоночных». Naturwissenschaften . 86 (8): 378–387. Bibcode : 1999NW.....86..378S. doi : 10.1007/s001140050637. PMID  10481825.
  9. ^ ab Пьяные медоносные пчелы могут подсказать ученым о поведении пьяного человека, Science Daily, 25 октября 2004 г.
  10. ^ Абрамсон, Чарльз И.; Феллоуз, Джина В.; Браун, Блейн Л.; Лоусон, Адам; Ортис, Ричард А. (2003). «Разработка модели этанола с использованием социальных насекомых: II. Влияние Антабуса® на потребительские реакции и усвоенное поведение медоносной пчелы ( Apis Mellifera L.)». Psychological Reports . 92 (2): 365–378. doi :10.2466/pr0.2003.92.2.365.
  11. ^ «Пчелы могут чувствовать электрическое поле цветка — если только удобрение не мешает жужжанию». Popular Science . 9 ноября 2022 г. . Получено 16 ноября 2022 г. .
  12. ^ «Пчелы могут чувствовать электрические поля цветов». nationalgeographic.com . 21 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 28 февраля 2021 г. Получено 16 ноября 2022 г.
  13. ^ Какуману, Мадхави Л.; Ривз, Элисон М.; Андерсон, Трой Д.; Родригес, Ричард Р.; Уильямс, Марк А. (16 августа 2016 г.). «Микробиом кишечника медоносной пчелы изменяется под воздействием пестицидов в улье». Frontiers in Microbiology . 7 : 1255. doi : 10.3389/fmicb.2016.01255 . PMC 4985556. PMID  27579024 . 
  14. ^ Грэм, Флора (31 января 2020 г.). «Ежедневный брифинг: Генетически модифицированные кишечные микробы могут защитить медоносных пчел». Nature . doi :10.1038/d41586-020-00282-3. S2CID  242243957.
  15. ^ Чорбинский, П.; Томашевская, Б. (1995). «Токсичность минеральных удобрений для медоносных пчел в лабораторных условиях. Ч.И. Токсичность минеральных удобрений для медоносных пчел. Пт. 1. Токсичность мочевины и сульфата аммония. Pszczelnicze Zeszyty Naukowe (на польском языке). 39 (2): 79–86.
  16. ^ аб Родригес, Клейтон Г.; Крюгер, Александра П.; Барбоза, Вагнер Ф.; Гедес, Рауль Нарцисо К. (июнь 2016 г.). «Листовые удобрения влияют на выживание и поведение неотропической безжалостной пчелы Friesella schrottkyi (Meliponini: Apidae: Hymenoptera)». Журнал экономической энтомологии . 109 (3): 1001–1008. дои : 10.1093/jee/tow044. ПМИД  27069099.
  17. ^ Хантинг, Эллард Р.; Инглэнд, Сэм Дж.; Кох, Куанг; Лоусон, Дэйв А.; Брун, Наджа Р.; Роберт, Дэниел (9 ноября 2022 г.). «Синтетические удобрения изменяют биофизические сигналы цветов и поведение шмелей при поиске пищи». PNAS Nexus . 1 (5): pgac230. doi :10.1093/pnasnexus/pgac230. PMC 9802097 . PMID  36712354. 
  18. ^ Кава, Рут (21 апреля 2016 г.). «Органическое удобрение отлично убивает пчел». Американский совет по науке и здравоохранению . Получено 16 ноября 2022 г.
  19. ^ Този, Симоне; Коста, Сесилия; Веско, Умберто; Куалья, Джанкарло; Гвидо, Джованни (2018). «Обследование пыльцы, собранной медоносными пчелами, выявило широко распространенное загрязнение сельскохозяйственными пестицидами». Science of the Total Environment . 615 : 208–218. doi :10.1016/j.scitotenv.2017.09.226. PMID  28968582. S2CID  19956612.
  20. ^ "Интоксикация медоносных пчел, вызванная дезинфицирующими средствами для семян", д-р сельскохозяйственных наук Клаус Валлнер, Университет Хоэнхайма. Доступ 17 июля 2009 г.
  21. ^ Последние проблемы, связанные с проблемами пчел во Франции. Архивировано 4 октября 2007 г. в Wayback Machine , JN Tasei, отчет Международному комитету по оценке здоровья пчел (IAHAC), Болонья, Италия, 6 мая 2004 г. В отчет включены результаты исследования токсического воздействия на пчел протравителей семян имидаклоприда и фипронила .
  22. ^ Камлер, Франтишек; Титера, Далибор; Пишкулова, Иржина; Хайшлова, Яна; Маштовская, Катерина (2003). «Интоксикация медоносных пчел химически обработанным озимым рапсом: проблема ее проверки» (PDF) . Вестник инсектологии . 56 (1): 125–7. Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2007 г.
  23. ^ Ника, Даниэла; Биану, Элизабета; Киовяну, Габриэла (2004). «Случай острой интоксикации дельтаметрином в пчелиных семьях в Румынии» (PDF) . Apiacta . 39 : 71–7. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 г.
  24. ^ Руководство по испытаниям на экологические эффекты OPPTS 850.3030: Токсичность остатков медоносных пчел на листве [ постоянная мертвая ссылка ] , EPA 712–C–96–148, апрель 1996 г.
  25. ^ Сингел, Нелис А. (2001). Атлас опыления орхидей: Америка, Африка, Азия и Австралия. ЦРК Пресс. п. 44. ИСБН 978-90-5410-486-5.
  26. ^ Детцель, Андреас; Винк, Майкл (март 1993 г.). «Привлечение, сдерживание или интоксикация пчел ( Apis mellifera ) аллелохимикатами растений». Chemoecology . 4 (1): 8–18. Bibcode : 1993Checo...4....8D. doi : 10.1007/BF01245891. S2CID  27701294.
  27. ^ "Школьные сады и природные зоны местных растений". California Native Plant Society. Архивировано из оригинала 17 августа 2007 года . Получено 26 апреля 2007 года .
  28. ^ Додсон, Калауэй; Фраймайр, Г. (ноябрь 1961 г.). «Естественное опыление орхидей». Бюллетень ботанического сада Миссури . 49 (9): 133–152.
  29. ^ Жоливе, Пьер (1998). Взаимосвязь между насекомыми и растениями. CRC Press. стр. 192. ISBN 978-1-57444-052-2. Первое перепончатокрылое, посетившее место, испытывает трудности с овладением ростреллюмом, но прилетевшие позже легко убегают, промокшие, пьяные и часто уже завершившие свою функцию опыления.
  30. ^ Статья на bumblebee.org о перепончатокрылых
  31. ^ Агоста, Уильям С. (2001). Воры, обманщики и убийцы: рассказы о химии в природе. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-00488-4.
  32. ^ Сингел, Нелис А. (2001). Атлас опыления орхидей: Америка, Африка, Азия и Австралия. ЦРК Пресс. ISBN 978-90-5410-486-5.
  33. ^ Ван дер Пийл, Леендерт; Додсон, Калауэй Х. (1966). Цветы орхидеи, их опыление и эволюция . Издательство Университета Майами. ISBN 978-0-87024-069-0.
  34. ^ "Справочная информация о токсичном меде". Новозеландское управление по безопасности пищевых продуктов . Получено 12 октября 2024 г.
  35. ^ Мак-Элпайн, Алистер (2002). Приключения коллекционера. Аллен и Анвин. ISBN 978-1-86508-786-3.
  36. ^ Ананд, Мукул; Басавараджу, Р. (январь 2021 г.). «Обзор фитохимии и фармакологического использования Tecoma stans (L.) Juss. ex Kunth». Журнал этнофармакологии . 265 : 113270. doi : 10.1016/j.jep.2020.113270. PMID  32822823.
  37. ^ Паллави, К.; Вишнави, Б.; Мамата; Пракаш, К. Ванита; Амрутаприянка, А. (2014). «Фитохимическое исследование и антимикробная активность Tecoma stans». Всемирный журнал фармацевтических исследований . 3 (2): 2070–2083.
  38. ^ Янсен, Сьюз А.; Клирекупер, Ирис; Хофман, Зонне LM; Каппен, Изабель ФПМ; Старый-Вайцингер, Анна; ван дер Хейден, Marcel AG (19 апреля 2012 г.). «Отравление греянотоксином:« болезнь безумного меда »и не только». Сердечно-сосудистая токсикология . 12 (3). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 208–215. дои : 10.1007/s12012-012-9162-2 . ПМК 3404272 . 
  39. ^ Кеттлвелл, Б. Д. (февраль 1945 г.). «История разврата природы». Энтомолог . 88 (1101): 45–47.

Дальнейшее чтение