Welchen Einfluss haben Agrochemikalien auf den anhaltenden weltweiten Insektenrückgang? Biologen der Universität Konstanz haben herausgefunden, dass aversives Lernen bei Hummeln, die Glyphosat ausgesetzt sind, beeinträchtigt ist. Ihre Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft der gesamten Umwelt.
„Angesichts des besorgniserregenden globalen Rückgangs der Insekten müssen wir den Beitrag von Agrochemikalien genauer untersuchen und über die bloße Bewertung der Sterblichkeitsraten hinausgehen“, sagt Morgane Nouvian, Biologin und Fellow am Zukunftskolleg der Universität Konstanz.
Mit Anja Weidenmüller und James J. Foster untersuchte sie die Auswirkungen einer langfristigen Glyphosatexposition auf die Fortbewegung, die Phototaxis – also die Bewegung als Reaktion auf Licht – und die Lernfähigkeit von Hummeln. Für die Forscher sind nicht-tödliche Auswirkungen auf die Fitness für den Insektenschutz ebenso wichtig wie tödliche, da sie die Fortpflanzungs- und Überlebenschancen eines Individuums verringern können.
Vor einem Jahr hatte Weidenmüller herausgefunden, dass das kollektive thermische Verhalten von Hummelvölkern, die chronisch Glyphosat ausgesetzt waren, beeinträchtigt wird, wenn die Ressourcen knapp werden. Sie untersuchte ihre Fähigkeit, die Temperatur ihrer Brut zu regulieren, und stellte fest, dass diese Hummeln ihre Brut nicht so lange warm halten können. Und sie warnte davor, dass sich ihre Brut langsamer oder gar nicht entwickeln werde, wenn sie die notwendige Bruttemperatur nicht aufrechterhalten könnten.
Fehlen aversiven Lernens
In ihrer aktuellen Studie testeten die Biologen mehr als 400 Hummelarbeiterinnen. Die Konstanzer Wissenschaftler zeigen, dass Hummeln, die chronisch Glyphosat ausgesetzt sind, während einer differenziellen Lernaufgabe eine mögliche Bedrohung (aversiver Reiz) nicht mit einem visuellen Hinweis assoziieren können. „Soweit wir sehen, lernen sie überhaupt nicht mehr“, sagt Nouvian.
Im Gegensatz dazu zeigte eine Kontrollgruppe von Hummeln, die nicht Glyphosat ausgesetzt waren, gute aversive Lernfähigkeiten. „Die Fähigkeit, einen schädlichen Reiz mit bestimmten Hinweisen zu verknüpfen, ist eine grundlegende Überlebensvoraussetzung“, sagt Nouvian.
„Durch dieses adaptive Verhalten haben Tiere eine bessere Chance, Begegnungen mit Giften, Raubtieren und Parasiten zu vermeiden. Aus diesem Grund könnte die von uns nachgewiesene Lernbeeinträchtigung, die durch die Exposition gegenüber Glyphosat verursacht wird, die Sterblichkeitsrate von Futtersuchenden erheblich erhöhen. Eine solche Erschöpfung der Arbeitskräfte hätte offensichtliche Auswirkungen auf den Erfolg der Kolonie, obwohl dies noch experimentell bestätigt werden muss“, sagt sie.
Bei den Experimenten zur Fortbewegung und Phototaxis verringerte die Glyphosatexposition die Gehgeschwindigkeit der Hummeln leicht, allerdings nur während sie sich an das Trainingsgerät gewöhnten, und ließ den phototaktischen Antrieb weitgehend unberührt. Allerdings verringerte es die Anziehungskraft von ultraviolettem Licht im Vergleich zu blauem Licht.
In ihrer Studie warnen die Biologen, dass selbst eine geringfügige Veränderung der UV-Empfindlichkeit weitreichende Auswirkungen auf diese Bestäuber haben könnte und möglicherweise ihre Navigation und ihre Effizienz bei der Nahrungssuche beeinträchtigen könnte.
Risikobewertung auf dem Prüfstand
Glyphosat ist derzeit für die Verwendung in der EU bis zum 15. Dezember 2023 zugelassen. Dann soll die Entscheidung über den Antrag der Glyphosate Renewal Group (GRG) auf Erneuerung abgeschlossen sein, wie aus Informationen auf der Website der Europäischen Gemeinschaft hervorgeht.
Am 6. Juli 2023 veröffentlichte die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) eine Pressemitteilung, in der sie zu dem Schluss kam, dass sie „in ihrer Peer-Review der Risikobewertung des Wirkstoffs Glyphosat in Bezug auf das Risiko, das er für Mensch und Tier oder die Umwelt darstellt, keine kritischen Bereiche identifiziert hat, die Anlass zur Sorge geben.“ Gleichzeitig meldete die EFSA „einige Datenlücken“. […] als Probleme, die nicht abgeschlossen werden konnten, oder als offene Probleme […].“
Zum Abschluss ihrer Studie schlugen die Wissenschaftler ihren Test – das sogenannte yAPIS, ein vollautomatisches Hochdurchsatzgerät – als Methode vor, um die Auswirkungen von Agrochemikalien auf Insekten, insbesondere Bestäuber, systematischer zu untersuchen.
Insbesondere könnte dieser Ansatz die Sterblichkeitsratenbewertungen ergänzen, die derzeit zur Bewertung der Toxizität von Agrochemikalien verwendet werden, indem er Daten über ihre potenziellen nichttödlichen Wirkungen liefert.
Mehr Informationen:
Morgane Nouvian et al., Glyphosat beeinträchtigt aversives Lernen bei Hummeln, Wissenschaft der gesamten Umwelt (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165527