Современные пестициды повреждают мозг пчёл, мешая им двигаться по прямой

Испытание "пройти по прямой линии" используется не только полицией для проверки трезвости водителей, но и неврологами для диагностики таких расстройств, как атаксия, при которых нарушены части мозга, координирующие движение. Впервые исследователи применили "насекомую" версию этого теста, чтобы показать, что современные пестициды повреждают нервную систему медоносных пчёл, из-за чего им становится трудно идти по прямой. Результаты опубликованы в Frontiers in Insect Science.

"Мы показали, что широко используемые инсектициды, такие как сульфоксафлор и неоникотиноид имидаклоприд, могут серьёзно нарушать визуально управляемое поведение пчёл. Это вызывает беспокойство, поскольку способность пчёл адекватно реагировать на зрительную информацию критически важна для их полёта, навигации и, следовательно, выживания", — заявила ведущий автор доктор Рэйчел Паркинсон из Оксфордского университета.

Эти данные дополняют то, что Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) и Всемирная организация здравоохранения (WHO) назвали "быстро растущим массивом доказательств", которые "убедительно свидетельствуют, что существующий уровень загрязнения окружающей среды неоникотиноидными пестицидами вызывает масштабные негативные эффекты на пчёл и других полезных насекомых".

Оптомоторный ответ помогает насекомым держаться курса

У насекомых есть врождённый "оптомоторный ответ", позволяющий им вернуться на прямую траекторию, если они сбиваются с курса при ходьбе или полёте. Исследователи проверили этот ответ у идущих пчёл, показывая им видео с движущимися слева направо (или наоборот) вертикальными полосами на двух экранах. Это "обманывает" пчелу, заставляя её думать, что её снесло с курса, и ей нужно скорректировать поворот, чтобы вернуться на прямую. Здоровый оптомоторный ответ даст команду двигательной системе сориентироваться обратно к воображаемой прямой линии.

Эффективность ответа сравнивали у четырёх групп диких пчёл-сборщиц (по 22–28 особей в группе). В течение пяти дней каждая группа пила неограниченное количество 1.5 M раствора сахарозы: чистого или загрязнённого 50 ppb (частей на миллиард) имидаклоприда, 50 ppb сульфоксафлора или смесью 25 ppb имидаклоприда и 25 ppb сульфоксафлора одновременно.

Оптомоторный ответ ухудшился после воздействия пестицидов

Все пчёлы хуже реагировали на узкие или медленно движущиеся полосы (кажущиеся далёкими), чем на широкие или быстрые (кажущиеся близкими). Но при любой ширине и скорости пчёлы, потреблявшие пестициды, справлялись хуже контрольной группы. Например, они быстро поворачивали только в одном направлении, не реагировали на смену направления движения полос или демонстрировали отсутствие поворотных реакций. Асимметрия между левыми и правыми поворотами у подвергшихся воздействию пчёл была как минимум в 2.4 раза выше, чем у контрольных.

Незначительное повреждение мозга

Молекулярные методы также показали, что у пчёл, подвергшихся воздействию пестицидов, как правило, была повышена доля мёртвых клеток в частях зрительных долей мозга, важных для обработки визуальной информации. Также были нарушены экспрессии ключевых генов детоксикации. Однако эти изменения были относительно слабыми и сильно варьировались между особями, и вряд ли могут быть единственным объяснением наблюдаемого сильного нарушения оптомоторного ответа.

"Неоникотиноидные и сульфоксиминовые инсектициды активируют нейроны в мозге насекомых и не всегда выводятся достаточно быстро, чтобы предотвратить токсичность. Наблюдаемые нами эффекты могут быть связаны с перестройкой связей в мозге: для предотвращения повреждения нейронов за счёт снижения их чувствительности к этим соединениям", — пояснила Паркинсон.

По её словам, чтобы полностью оценить риск этих инсектицидов для пчёл, необходимо выяснить, наблюдаются ли описанные эффекты у свободно летающих пчёл. "Основное опасение заключается в том, что если пчёлы не смогут преодолеть эти нарушения в полёте, это может иметь глубокие негативные последствия для их способности собирать пищу, ориентироваться и опылять дикорастущие цветы и сельскохозяйственные культуры".