Während Pestizide Pflanzen vor hungrigen Tieren, lästigen Insekten oder sogar mikrobiellen Infektionen schützen, wirken sie sich auch auf andere lebenswichtige Organismen aus, darunter Bienen und Regenwürmer. Jetzt recherchieren veröffentlicht In Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologie zeigt, dass Würmer von den relativ geringen Mengen an Chemikalien betroffen sind, die aus mit Pestiziden behandelten Samen austreten können. Die Exposition gegenüber nichttödlichen Mengen dieser Insektizide und Fungizide führte zu einer geringen Gewichtszunahme und einer Schädigung der mitochondrialen DNA (mtDNA) bei den Würmern.
Die Behandlung mit Pestiziden kann in verschiedenen Lebensphasen einer Pflanze erfolgen, entweder durch Abdecken der Samen vor der Aussaat oder durch Besprühen bereits angebauter Pflanzen. Oftmals werden verschiedene Chemikalien gleichzeitig angewendet, um ihre Wirksamkeit zu maximieren. Neonicotinoide, auch Neonics genannt, sind eine häufige Klasse von Insektiziden, die heute in den USA und anderen Ländern verwendet werden, obwohl viele von ihnen in der Europäischen Union verboten sind.
Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Insektizide und viele Fungizide im Grundwasser und im Boden verbleiben, wo Regenwürmer auf sie treffen können. Eine Möglichkeit, den Gesundheitszustand der betroffenen Würmer zu überwachen, besteht in Veränderungen des Gewichts der Organismen und Schäden an der mtDNA. Im Gegensatz zu DNA, die im Zellkern gespeichert ist, kann sich mtDNA nicht selbst reparieren und kann daher dazu beitragen, weniger offensichtliche, „abseits des Ziels“ liegende Auswirkungen eines bestimmten Umweltgifts anzuzeigen.
Chensheng (Alex) Lu und Kollegen wollten mit diesem Ansatz untersuchen, wie sich realistische Mengen und Kombinationen von Neonics und dem Fungizid Difenoconazol (DIF) auf Regenwürmer auswirken.
In Laborexperimenten setzte das Team Gruppen junger Regenwürmer (Eisenia fetida) einzelnen Pestiziden sowie Kombinationen aus Neonika und DIF in Konzentrationen aus, die Rückstände imitierten, die von mit Pestiziden behandelten Samen zurückblieben. Nach 30 Tagen wurden die Würmer gewogen und ihr mtDNA-Schaden untersucht. Während alle Würmer überlebten, nahmen die Regenwürmer in einem einzigen mit Pestiziden behandelten Boden in diesem Zeitraum 30 bis 80 % weniger an Gewicht zu als eine Kontrollgruppe, die in unbehandeltem Boden lebte.
Darüber hinaus nahmen die Würmer, die gleichzeitig einem der vier getesteten Neonicotinoide und DIF ausgesetzt waren, erheblich weniger an Gewicht zu als diejenigen, die einer einzelnen Verbindung ausgesetzt waren. Die Pestizidexposition führte auch zu einem deutlichen Anstieg der mtDNA-Schäden. Da Mitochondrien den größten Teil der Energie in den Zellen erzeugen, könnte eine Schädigung ihrer DNA die Zellfunktionen und andere Stoffwechselprozesse unterbrechen.
Die Forscher sagen, dass diese Ergebnisse einen Zusammenhang zwischen Neonics und Fungizidmischungen, die wahrscheinlich in der Umwelt vorhanden sind, und der Gesundheit von Regenwürmern herstellen, was Aufschluss über die unerwarteten Risiken der Verwendung von Neonics in der Saatgutbehandlung geben könnte.
Mehr Informationen:
Mitochondriale DNA-Schäden bei Regenwürmern: Eine Gefahr im Zusammenhang mit subletalen systemischen Pestizidexpositionen, Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologie (2024). DOI: 10.1021/acs.estlett.3c00914. pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.estlett.3c00914