Łączny wpływ insektycydów na przeżywalność chrząszczy z rodzinnym biegaczowatych, Harpalus rufipes

Abstract

Pestycydy są główną przyczyną spadku liczby owadów na całym świecie, przy czym środki owadobójcze są najbardziej szkodliwe ze względu na ich nieselektywność, ponieważ działają na układ nerwowy szkodnika, który jest biochemicznie identyczny z układem stawonogów niebędących przedmiotem zwalczania („non-target arthropods”, NTA). Negatywny wpływ insektycydów na NTA został już wcześniej potwierdzony, ale literatura dotycząca wpływu mieszanin insektycydów i ich interakcji jest skąpa. Gdy w mieszaninie obecne są dwie lub więcej substancji toksycznych, mogą one oddziaływać między sobą, a ostateczna toksyczność mieszaniny może być silniejsza (synergizm) niż addytywna lub słabsza (antagonizm). W niniejszym badaniu chrząszcze z rodziny biegaczowatych, Harpalus rufipes, były topikalnie eksponowane na szereg stężeń (względem zalecanych stężeń aplikacyjnych; Recommended Application Concentration, RAC) insektycydu fosforoorganicznego (Dursban 480 EC z chloropiryfosem jako składnikiem aktywnym, s.a.), pyretroidu (Sherpa EC 100, s.a. cypermetryna) oraz neonikotynoidu (Mospilan 20 SP, s.a. acetamipryd), pojedynczo lub w mieszaninach, w celu oceny różnic w ich toksyczności oraz stwierdzenia, czy występują istotne interakcje. Szczególnie wysoką śmiertelność zaobserwowano u chrząszczy wystawionych na działanie Dursbanu przy 0,2 RAC po 24 h od ekspozycji, podczas gdy Sherpa wykazywał umiarkowaną toksyczność przy 4 RAC (chrząszcze przeżywały maksymalnie do 40 dni), zaś Mospilan nie miał znaczącego wpływu na przeżywalność chrząszczy nawet po zastosowaniu stężenia odpowiadającego 6 RAC. Najniższą wartość LT50 stwierdzono dla Dursbanu (2,24 dni przy 0,2 RAC), następnie dla Sherpy (12,65 dni przy 4 RAC) i Mospilanu (19,80 dni przy 6 RAC), przy czym ten ostatni wynik nie różnił się statystycznie od kontroli (20,31 dni). Nie stwierdzono interakcji między Sherpą i Mospilanem, podczas gdy między Sherpą i Dursbanem wystąpiło antagonistyczne oddziaływanie, co wskazuje, że łączne działanie tych dwóch insektycydów jest bezpieczniejsze niż stosowanie samego Dursbana. Wyniki tego badania sugerują, że: 1) Dursban stosowany nawet grupo poniżej RAC jest wysoce szkodliwy dla biegaczowatych, 2) Sherpa i Mospilan stosowane zgodnie z zaleceniami (1 RAC) są bezpieczne dla NTA, 3) interakcje między substancjami toksycznymi mogą rzeczywiście wystąpić, niezbędna jest więc ocena ich charakteru, aby uniknąć zarówno niedoszacowania, jak i przeszacowania ryzyka. W obecnym eksperymencie łączny efekt insektycydów nie był jednak silniejszy niż addytywny, a interakcja między Sherpą i Dursbanem była nawet antagonistyczna.Pesticides are the main driver of insects decline all over the world, with insecticides being the most harmful due to their non-selectivity, as they target the pest’s nervous system, which is biochemically identical to those of non-target arthropods (NTA). Negative effects of insecticides on NTA have been confirmed before but literature on effects of mixtures of insecticides and their interactions is scarce. When present in a mixture, two or more toxicants can interact with each other, and the final toxicity may be stronger (synergism) than additive, or lower (antagonism). We topically exposed the carabid beetles Harpalus rufipes to a range of concentrations (relative to recommended application concentrations, RAC) of an organophosphorus insecticide (Dursban 480 EC with chlorpyrifos as an active ingredient, a.i.), a pyrethroid (Sherpa EC 100, a.i. cypermethrin) and a neonicotinoid (Mospilan 20 SP, a.i. acetamiprid), either alone or in mixtures, to evaluate differences in their toxicity and to assess if interactive effects occur. High mortality was observed in Dursban-exposed beetles at 0.2 RAC after 24 h from exposure, while Sherpa had a moderate toxicity at 4 RAC (survival up to 40 days) and Mospilan had no significant effect on survival of beetles even when applied at 6 RAC. The LT50 of Dursban applied at its highest rate (0.2 RAC) was the shortest (2.24 days), followed by Sherpa (12.65 days at 4 RAC) and Mospilan (19.80 days at 6 RAC), with the last case not differing from control (20.31 days). No interaction occurred between Sherpa and Mospilan, while an antagonistic interaction was found between Sherpa and Dursban, demonstrating that combining these two insecticides is safer than using only Dursban. Results from this study suggest that: i) Dursban applied at only a fraction of RAC is highly harmful towards carabid beetles, ii) Sherpa and Mospilan applied at 1 RAC are both safe towards NTA species, iii) interactions between toxicants can indeed occur and it is essential to assess their nature to avoid over or under estimation of risks. In the present experiment the combined effect of insecticides was, however, not stronger than additive and the interaction between Sherpa and Dursban was even antagonistic