Могут ли натуральные пестициды для уничтожения комаров непреднамеренно вредить лягушкам?

Вопрос о влиянии пестицидов на здоровье населения и окружающую среду вызывает большое внимание в Квебеке. Пестициды широко используются и часто попадают в природную среду.

Мы изучили косвенные последствия для здоровья лягушек от биопестицида, который используется несколько десятилетий, в основном для сокращения численности комаров.

Бактериальные белки как природные инсектициды

Bti — это один из пестицидов, используемых во всем мире для сокращения популяций кровососущих насекомых, размножающихся в водно-болотных угодьях. Этот биологический инсектицид состоит из природных токсинов бактерии Bacillus thuringiensis israelensis.

Эти токсины, синтезируемые в форме кристаллов, принадлежат к семейству белков Cry и нацелены на личинок кровососущих насекомых, таких как комары и мошки. После попадания в организм личинки кристаллы растворяются в пищеварительном тракте и превращаются в токсичные белки, разрушающие стенки кишечника, что приводит к гибели личинок.

В принципе, токсины Cry не должны влиять на кишечник позвоночных (млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб), поскольку условия пищеварения у этих видов не способствуют превращению кристаллов в разрушительные белки. По данным Health Canada, Bti не представляет высокого риска для других животных и людей.

Однако использование Bti остается спорным.

Токсические эффекты или их отсутствие у препаратов Bti?

Bti часто применяют непосредственно к небольшим водоемам, таким как болота, чтобы воздействовать на водных личинок комаров и мошек. Это может потенциально повлиять на другие виды водных животных, например, на головастиков лягушек, которые, как известно, чувствительны к загрязнителям.

Некоторые исследования показали, что препараты Bti могут быть непосредственно токсичны для лягушек, в то время как другие не выявили никаких эффектов.

Например, два аргентинских исследования сообщили, что коммерческий препарат Bti под названием Introban был токсичен для головастиков креольской лягушки. Однако наша работа показала, что препарат Bti под названием VectoBac не вызывал смертности у головастиков лесной лягушки и американской жабы.

Эти противоречивые результаты могут быть связаны с разными препаратами Bti, используемыми в разных странах, эффективностью продукта, видом лягушки или условиями окружающей среды во время экспериментов. Каждый коммерческий продукт Bti также содержит добавки, известные только их производителям, и чье влияние на головастиков неизвестно.

Метаморфоз и кишечная микробиота

Результаты нашего исследования, опубликованные в журнале Environmental Science & Technology, показали, что VectoBac может влиять на метаморфоз лягушек — переход от головастика к молодой лягушке.

У лесных лягушек и американских жаб два типа VectoBac изменяли время, необходимое головастику для метаморфоза: либо задерживая его почти на пять дней, либо ускоряя на один день, в зависимости от обработки. Исследования по экологии лягушек установили, что ранний метаморфоз снижает шансы лягушки на выживание, что в конечном итоге может сократить размеры популяции.

Кроме того, оба изученных типа VectoBac изменяли состав бактериального сообщества кишечника у подвергшихся воздействию молодых жаб. Действительно, при нормах применения, рекомендованных производителем, наблюдалось увеличение относительной численности некоторых семейств кишечных бактерий. Последствия этих изменений остаются неизвестными.

Исследование 2017 года, проведенное Джейсоном Рором из Университета Питтсбурга, показало, что нарушение микробиоты амфибий снижает устойчивость к паразитам в дальнейшей жизни. Наша команда сосредоточится на определении того, влияют ли вызванные Bti изменения микробиоты на физиологию лягушек в долгосрочной перспективе.

Принцип предосторожности

Следует ли применять принцип предосторожности, который гласит, что «вещество следует считать потенциально вредным для здоровья человека и окружающей среды, пока не доказано обратное», к местам обитания амфибий?

Наши результаты показывают, что воздействие коммерческих продуктов Bti на здоровье амфибий варьируется среди изученных нами видов, но наше понимание остается ограниченным. Препараты Bti содержат ингредиенты помимо природных токсинов, и мы еще не знаем, есть ли у них какие-либо эффекты на головастиков.

В результате мы рекомендуем, чтобы применение продуктов Bti в экосистемах, богатых амфибиями, было целенаправленным и минимальным, с учетом чувствительных периодов жизненного цикла лягушки, включая размножение и развитие от яиц до молодых лягушек.

Эти меры предосторожности следует применять до тех пор, пока не будут проведены исследования для оценки того, оказывают ли наблюдаемые изменения в метаморфозе и кишечной микробиоте негативное влияние на популяции амфибий.