Efeitos do herbicida Roundup® na sobrevivência e dinâmica de colônias de Apis mellifera

Abstract

A crescente redução dos polinizadores, principalmente das abelhas da espécie A. mellifera, traz graves consequências para o meio ambiente e na produção de alimentos. Conseiderados como bioindicadores ambientais, as abelhas estão sendo expostas a doses residuais de muitos produtos tóxicos, cuja sinergia com parasitas e patógenos, tem efeitos devastadores para estes insetos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do herbicida Roundup® na sobrevivência de colônias de A. mellifera a partir da contaminação de produtos da colmeia, da sinergia do herbicida com microsporídeo Nosema sp. e alterações das glândulas hipofaríngeas. As análises de resíduos indicaram a presença de glifosato nas amostras de mel das colmeias expostas experimentalmente ao herbicida (R1 8,45 ± 1,09 µg/g-1; R2 8,15 ± 2,14 µg/g-1; R3 23,90 ± 2,95 µg/g-1) após uma semana do fornecimento da última alimentação artificial. Em amostra de colmeia alimentada há mais de quatro semanas, o glifosato também estava presente, mesmo que em concentrações menores (3,12 ± 0,89 µg/g-1). A partir do método utilizado, não foi identificada a presença do metabólito do glifosato, o ácido aminometilfosfônico (AMPA), em nenhuma das amostras, dentro dos limites de detecção. Não foi possívem estabelecer um método robusto para determinar a presença de glifosato ou AMPA em amostras de pólen, a partir das técnicas utilizadas. Análies qualitativas revelaram que as colmeias do tratamento controle, onde não havia resíduos do herbicida, permaneceram em boas condições durante todo o període de avaliações, com presença de rainha e alta população de operárias. Porém, as colmeias submetidas a alimentação contendo Roundup® apresentaram redução significativa na população de indivíduos adultos e na área de cria, além de ausência de rainha sem a construção de realeiras pelas operárias. Para os bioensaios onde foi avaliado a interação entre o Roundup® e o microsporídeo Nosema sp. em condições de laboratório, os resultados indicaram que estes agentes extressores exercem efeito aditivo sobre as abelhas, contribuindo significativamente para a redução da sobrevivência de operárias adultas de A. mellifera, com aumento do consumo de alimento. A partir destes resultados, é possível determinar que em condições naturais, essa interação pode comprometer a sobrevivência da colônia, como foi observado no bioensaio a campo. Os resultados das avaliações nas glândulas hipofaríngeas indicam que o Roundup® promoveu alterações na ultraestrutura celular destas glândulas, promovendo sua degeneração precoce, com desestruturação do retículo endoplasmático rugoso e mudanças morfológicas e estruturais nas mitocôndrias, compatíveis com eventos celulares associados a depleção de ATP. A quantidade de geleia real produzida não apresentou redução significativa, embora sejam necessários estudos adicionais para determinar possíveis alterações qualitativas da mesma, que poderiam comprometer a nutrição de vários indivíduos da colônia, principalmente a rainha e larvas de até três dias de vida. Este é o primeiro estudo que avaliou o efeito do Roundup® na sobrevivência de colônias de A. mellifera, sob diferentes aspectos, os quais estão diretamente relacionados com a estabilidade das colmeias, que são a interação com patógenos e alterações das glândulas produtoras de geleia real.

Abstract : The increasing reduction of pollinators, especially bees of the species A. mellifera, has crucial consequences for the environment and food production. Considered as environmental bioindicators, bees are being exposed to residual doses of many toxic products, whose synergy with parasites and pathogens has devastating effects on these insects. The objectives of this work were to evaluate the effects of the Roundup®, a glyphosate based herbicide, on the survival of colonies of A. mellifera from the contamination of hive products, the synergy of the herbicide with microsporidium Nosema sp. and changes in the hypopharyngeal glands. The residue analyzes indicated the presence of glyphosate in honey samples from hives experimentally exposed to the herbicide (R1 8,45 ± 1,09 µg/g-1, R2 8,15 ± 2,14 µg/g-1, R3 23,90 ± 2,95 µg/g-1) after one week of the last artificial feeding. In a hive sample fed for more than four weeks, glyphosate was also present, even at lower concentrations (3,12 ± 0,89 µg/g-1). In addition, the presence of the glyphosate metabolite, aminomethylphosphonic acid (AMPA), was not identified in any of the samples within the limits of detection of the method used. Nevertheless, it was not possible to establish a robust method to determine the presence of glyphosate or AMPA in pollen samples from the techniques used. Qualitative analyzes revealed that control hives, where there was no herbicide residues, remained in good condition throughout the assessment period, with the presence of queen and high worker population. However, the hives submitted to feeding containing Roundup® presented a significant reduction in the adult population and in the breeding area, besides the absence of queen without the construction of retreads by the workers. In laboratory bioassays involving both Roundup® and the microsporidium Nosema sp., the results indicated that the herbicide enhanced the effect of Nosema sp. on the bees, contributing significantly to the reduction of the survival of adult workers of A. mellifera, and increased food consumption as well. Based on these results, it is possible to determine that under natural conditions, this interaction may compromise the survival of the colony, as verified in the field bioassay. The Roundup® also triggered alterations in the cellular ultrastructure of hypopharyngeal glands, promoting their early degeneration, with ultrastructural changes of the rough endoplasmic reticulum, and morphological and structural changes in the mitochondria, compatible with cellular events associated with ATP depletion. The amount of royal jelly produced did not show significant reduction, although additional studies are necessary to determine its qualitative alterations by the exposure to the herbicide, which could compromise the nutrition of several individuals of the colony, especially the queen and larvae of up to three days of life. This is the first study that evaluated the effect of sub-lethal dose of Roundup® on the survival of colonies of A. mellifera, different cellular changes, interaction with pathogens and alterations of the royal jelly producing glands, which are directly related to the stability of the hives, which are the.