Nieuw onderzoek benadrukt de impact van een van 's werelds meest gebruikte insecticiden op macro-invertebratengemeenschappen in de context van klimaatverandering.

Het onderzoek is het eerste dat de gecombineerde effecten van het neonicotinoïde insecticide imidacloprid en verhoogde watertemperaturen als gevolg van klimaatverandering op experimentele stroomgemeenschappen bestudeert, met behulp van het bekroonde ExStream-systeem ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Otago.

Hoofdauteur Dr. Sam Macaulay, afgestudeerd aan de afdeling Dierkunde, zegt de gecombineerde effecten van het insecticide, verhoogde temperatuur en een tiendaagse natuurlijke hittegolf die tijdens het experiment plaatsvond, veroorzaakten een verschuiving in de stroom ongewervelde gemeenschap.

"Relatieve hoeveelheden van voor vervuiling gevoelige insectensoorten zoals eendagsvliegen, steenvliegen en kokerjuffers afgenomen, en de gemeenschappen werden in plaats daarvan gedomineerd door meer tolerante ongewervelde dieren zoals stroombewonende wormen, schaaldieren en slakken, " zegt Dr. Macaulay.

De studie beoordeelde de effecten van pesticiden en opwarming in snelstromende en langzaamstromende experimentele stromen, simulatie van de effecten van waterwinning op verminderde stroomsnelheid.

"Algemeen, we ontdekten dat gemeenschappen van ongewervelde zoetwaterdieren significant werden beïnvloed door ecologisch realistische concentraties van het gewone pesticide imidacloprid, en dat gemeenschappen die aanwezig zijn in snelstromende en onverwarmde experimentele stromen het meest negatief werden beïnvloed omdat ze een groter aantal soorten bevatten die gevoelig zijn voor vervuiling, " zegt Dr. Macaulay.

"Hoewel pesticiden op het land worden toegepast, veel lossen gemakkelijk op in water en worden weggespoeld in beken en rivieren waar ze waterinsecten kunnen doden die belangrijk zijn voor de gezondheid van beken en de omliggende ecosystemen die ze ondersteunen."

De studie, onlangs gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Global Change Biologie , suggereert dat instandhoudingsinspanningen daarom het meest effectief kunnen zijn wanneer ze worden toegewezen aan de bescherming van gezonde, verschillende systemen tegen blootstelling aan pesticiden.

"Om de biologische integriteit van stromen en de ecosystemen die ze ondersteunen te behouden, stromen met snelle stromen hebben adequate bescherming nodig tegen besmetting met pesticiden, evenals bescherming tegen overmatige wateronttrekking."

Het gebruik van pesticiden in Nieuw-Zeeland is hoog, gezien de economische afhankelijkheid van het land van de landbouw, met schattingen van de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties van meer dan 5, 000 ton per jaar toegepast.

Veel van deze bestrijdingsmiddelen zijn in water oplosbaar en kunnen in het grond- of oppervlaktewater terechtkomen. Echter, aangezien Nieuw-Zeeland geen regulier monitoringprogramma heeft voor oppervlaktewaterlichamen zoals beken en meren, er is zeer weinig bekend over de aanwezigheid of concentraties van pesticiden in deze zoete wateren.

Het onderzoek werd uitgevoerd aan de Kauru-rivier in Noord-Otago met behulp van het experimentele ExStream-systeem dat is ontwikkeld door de onderzoekers van de Universiteit van Otago, professor Christoph Matthaei en Dr. Jeremy Piggott, beide co-auteurs van de gepubliceerde studie.

Over een periode van zeven weken, het experiment simuleerde de effecten van pesticideninput en verhoogde watertemperatuur op ongewervelde gemeenschappen die representatief zijn voor snel en langzaam stromende microhabitats in beken.

Dr. Macaulay zegt dat terwijl het experimentele onderzoek verhoogde watertemperaturen simuleerde met klimaatverandering, het legde toevallig ook de effecten vast van een natuurlijke hittegolf die tegelijkertijd plaatsvond.

"De combinatie van de gesimuleerde klimaatopwarming en de natuurlijke hittegolf verminderde de populaties van hittegevoelige insectenlarven in onze experimentele gemeenschappen sterk, benadrukken hoe negatieve effecten kunnen worden verergerd wanneer meer dan één stressvolle factor een ecosysteem beïnvloedt."

Imidacloprid is een van de meest gebruikte insecticiden ter wereld. In Nieuw-Zeeland, het is het actieve ingrediënt in verschillende landbouwinsecticiden, en wordt ook gebruikt in toepassingen zoals vlooienbehandeling en sommige huishoudelijke insecticiden.

De zeer toxische effecten op niet-doelwitinsecten, waaronder bijen, hebben geleid tot een verbod op de meeste neonicotinoïde insecticiden (inclusief imidacloprid) voor gebruik buitenshuis in de Europese Unie sinds 2019. In Nieuw-Zeeland echter deze pesticiden blijven in gebruik en er is beperkte informatie beschikbaar over geïmporteerde hoeveelheden, verkocht of gebruikt.

Professor Matthaei zegt dat verdere onderzoeken van stromen in stroomgebieden nodig zijn waar pesticiden in bekende hoeveelheden worden gebruikt, omdat er weinig bekend is over de pesticideconcentraties in de zoetwateren van Nieuw-Zeeland.

"De enige regelmatige monitoring van pesticiden die in Nieuw-Zeeland wordt uitgevoerd, is een vierjaarlijks onderzoek van het grondwater, en bijgevolg is er zeer weinig bekend over de concentraties van pesticiden in de stroom, ' zegt professor Matthaei.

"Verontreiniging door pesticiden in zoet water is een wereldwijd probleem, en de prevalentie van het gebruik van pesticiden en de effecten die ze hebben op waterinsecten die cruciaal zijn voor het behoud van gezonde stroomecosystemen, vereisen dringende aandacht."