Neonicotinoide sind heute die weltweit am häufigsten verwendeten Insektizide und die am besten untersuchte Klasse von Insektiziden für Bienen . Sie wurden in den 1990er Jahren als Reaktion auf Schädlingsresistenzen entwickelt und können gegen verschiedene Schädlinge aus der Familie der Homoptera, Coleoptera und Lepidoptera eingesetzt werden. Aufgrund ihrer erhöhten Selektivität für Acetylcholinrezeptoren im Gehirn von Insekten sind sie außerdem weniger giftig für Wirbeltiere als herkömmliche ältere Insektizide. Diese Vorteile haben zu ihrem weit verbreiteten Einsatz in der Landwirtschaft und in Wohngebieten geführt; sie wurden jedoch aufgrund ihrer Persistenz im Boden, ihrer Fähigkeit, in die Umwelt zu sickern, ihrer hohen Wasserlöslichkeit und ihrer potenziell negativen Auswirkungen auf die Gesundheit von Nicht-Zielorganismen wie z. B. Bestäubern kritisch hinterfragt. Die widersprüchlichen Erkenntnisse über die Auswirkungen von Neonicotinoiden auf Honigbienen haben dazu geführt, dass sie ein sehr kontroverses Thema für politische Entscheidungen sind.
Dieser Abschnitt gibt nur einen kurzen Überblick über die wissenschaftlichen Erkenntnisse. Für detailliertere Informationen lesen Sie bitte die folgenden Übersichten oder die einzelnen Artikel, die in diesem Abschnitt zitiert werden:
The Task Force on Systemic Pesticides (2015). Worldwide integrated assessment on systemic pesticides. Environmental Science and Pollution Research 22: 1-305.
Neonicotinoide werden in über 120 Ländern eingesetzt und haben 140 verschiedene Verwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft. Sie können auf das Blattwerk gesprüht oder als Bodendünger ausgebracht werden, werden aber überwiegend als Saatgutbehandlung eingesetzt. Bei dieser Anwendung werden die Neonicotinoide von allen Teilen der Pflanze aufgenommen, während diese wächst. Das bedeutet, dass diese systemischen Insektizide in Pollen und Nektar vorhanden sind, mit denen Bestäuber bei der Futtersuche in Kontakt kommen können. Darüber hinaus wurden sie auf benachbarten Blumen und Gräsern gefunden (sogar in höheren Konzentrationen als die Pflanzen, auf die sie ausgebracht wurden), in nahegelegenen Gewässern, und sie verbleiben über lange Zeiträume im Boden. Die Fähigkeit dieser Insektizide, in die Umwelt zu entweichen und Nicht-Zielorganismen zu beeinflussen, hat ein großes Forschungsinteresse an der Bewertung ihrer Auswirkungen und Risiken geweckt.
Es gibt 8 Neonicotinoide, die im Handel erhältlich sind: Imidacloprid, Thiacloprid, Clothianidin, Thiamethoxam, Acetamiprid, Nitenpyram, Dinotefuran und Sulfoxaflor (obwohl die Zulassung dieses letzten Neonikums, Sulfloxaflor, kürzlich von der EPA aufgrund fehlerhafter und begrenzter Daten aufgehoben wurde). Die Wirkung dieser verschiedenen Neonicotinoide variiert je nach ihrer chemischen Struktur. Nitro-haltige Neonicotinoide (Imidacloprid, Thiamethoxam, Clothianidin) sind im Allgemeinen giftiger für Bienen als cyano-haltige Neonicotinoide (Acetamiprid und Thiacloprid). Insgesamt zeichnet sich ab, dass Neonicotinoide für Bienen giftiger sind als andere Pestizide. Sanchez-Bayo und Goka bewerteten zum Beispiel das Risiko von 92 einzelnen Verbindungen (Insektizide, Fungizide, Mitizide, Herbizide) und drei Neonicotinoide gehörten zu den fünf Chemikalien, die als das höchste Risiko für Honigbienen und Hummeln gelten.
Insgesamt zeigt die Mehrheit der Labor- und Halbfeldstudien, dass Neonicotinoide für Honigbienen schädlich sein können; die Mehrheit der Feldstudien findet jedoch nur begrenzte oder keine Auswirkungen auf Honigbienen. Genau hier liegt die Kontroverse. Die überzeugendsten Beweise für die Wirkung dieser Pestizide stammen aus groß angelegten Feldstudien, die die realen Auswirkungen auf die Bienen bei der Bestäubung unserer landwirtschaftlichen Systeme untersuchen. Von dieser Art von Studien, die bisher mit der Honigbiene durchgeführt wurden (insgesamt neun), berichten nur vier über zumindest einige negative Folgen.
Die Auswirkungen von Neonicotinoiden auf Hummeln sind eher uneinig. Die Mehrheit der Labor-, Halbfeld- und Feldstudien berichtet über negative Auswirkungen von Neonicotinoiden. Von vier Feldstudien, die Hummeln untersuchten, berichten drei über solche Auswirkungen. Diese Bienen sind etwa 2-3 mal empfindlicher als Honigbienen gegenüber der Toxizität von Neonicotinoiden . Neonicotinoide verursachen auch mehr letale und subletale Effekte auf Hummeln im Vergleich zu anderen Pestiziden .
Laborstudien
Laborstudien, die Honigbienen untersuchten, fanden heraus, dass Neonicotinoide mit den folgenden Ergebnissen in Verbindung stehen:
Laborstudien fanden auch heraus, dass Neonicotinoide Hummeln auf folgende Weise beeinflussen:
Laborstudien, die Wildbienen untersuchten, berichteten über die folgenden Auswirkungen:
- Mortalität
- Reduzierte Brutproduktion
- Veränderte Fortbewegung
Zusätzlich zu diesen Auswirkungen wählen Honigbienen und Hummeln bevorzugt eine mit Neonicotinoiden versetzte Saccharoselösung zu trinken im Vergleich zu einer Lösung ohne. Zusammengenommen zeigen diese Studien, dass Neonicotinoide unter Laborbedingungen schädlich für Bienen sein können. Sie bewerten, wie Neonicotinoide Beeinträchtigungen auf individueller Ebene verursachen. Diese Studien repräsentieren nicht die Neonicotinoid-Exposition in normalen landwirtschaftlichen Umgebungen. Honigbienen und Hummeln sind soziale Tiere, die in Kolonien leben, und sie ernähren sich von einer Vielzahl von Pflanzenquellen. Es könnte gepufferte Effekte durch das Leben in einer Kolonie und durch das Vorhandensein von anderen Pollen- und Nektararten geben, die in Laborstudien nicht berücksichtigt werden.
Feldstudien
Halbfeldstudien haben ein realistischeres Element. Die Bienen sind in der Lage, draußen zu suchen und befinden sich in der Umgebung von Bienenvölkern. In Halbfeldstudien manipulieren die Forscher immer noch die Pestizidbelastung der Bienen. Normalerweise füttern sie die Bienen mit Proteinpasteten oder Zuckersirupen, die Neonicotinoide enthalten, und setzen die Bienenvölker auf ein Feld.
Halbfeldstudien an Honigbienen zeigen, dass Neonicotinoide mit den folgenden Ergebnissen in Verbindung gebracht werden:
Halbfeldstudien an Honigbienen haben auch Auswirkungen auf die Brutproduktion, die Fortbewegung, die Langlebigkeit und den Wabenbau untersucht, aber keine hat negative Auswirkungen im Zusammenhang mit Neonicotinoiden gefunden. Insgesamt berichten viele Halbfeldstudien über negative Auswirkungen von Neonicotinoiden auf die Gesundheit von Honigbienen auf der Ebene des Individuums und des Bienenvolkes.
Es gibt zehn Feldstudien, die die Gesundheit von Honigbienen während und nach der Exposition mit Neonicotinoiden untersucht haben. Nur zwei Studien haben Auswirkungen auf die Sterblichkeit gefunden, während mehrere andere keinen Effekt gefunden haben. Es gibt widersprüchliche Berichte über die Auswirkungen auf das Futtersuchverhalten. Es gibt keine Berichte über Auswirkungen auf das Bienenvolkwachstum, die Brutproduktion, die Honigproduktion oder den Überwinterungserfolg. In Studien wurden jedoch Veränderungen der Acetylcholinesterase-Aktivität und eine Zunahme der Pathogeninfektion dokumentiert. Insgesamt finden die meisten Studien keine Auswirkungen auf der Ebene des Bienenvolkes, beobachten aber Auswirkungen auf der individuellen und subindividuellen Ebene.
Halb-Feldstudien mit Hummeln dokumentieren weiterhin negative Auswirkungen der Neonicotinoid-Exposition. Die folgenden Ergebnisse sind betroffen:
Feldstudien haben auch Auswirkungen auf die Brutproduktion und die Königinnenproduktion gefunden. Einige Studien finden negative Auswirkungen auf das Bienenvolkwachstum , während andere dies nicht tun. Darüber hinaus wurden in einer Studie keine Auswirkungen auf die Futtersuche oder das Heimfindeverhalten festgestellt.
Unterschiede zwischen Labor- und Feldstudien bei Honigbienen
Die Diskrepanz zwischen Labor- und Feldstudien wird langsam aufgedeckt. Eine groß angelegte Feldstudie in Frankreich ergab, dass die Exposition gegenüber Neonicotinoiden im Feld mit einer erhöhten individuellen Sterblichkeit verbunden ist. Die Bienenvölker sind jedoch in der Lage, diesen Verlust abzupuffern, so dass es keine nachweisbaren Veränderungen in der Leistung (z.B. in der Brut- und Honigproduktion) gibt. Insbesondere legt die Studie nahe, dass die Kolonien weniger Energie in die Drohnenproduktion investieren (die energetisch kostspielig ist), so dass sie die Honig- und Arbeiterinnenproduktion aufrechterhalten können.
Interaktionseffekte
Neonicotinoid-Pestizid
Interaktionseffekte zwischen Neonicotinoiden und Pyrethroiden wurden in Halbfeldstudien an Hummeln dokumentiert. Diese Kombination kann zu einer Beeinträchtigung der Futtersuche, erhöhter Arbeiterinnensterblichkeit und erhöhtem Kolonieversagen führen. Die Toxizität von Neonicotinoiden ist auch erhöht, wenn sie in Kombination mit Fungiziden auftreten. Zum Beispiel ist Thiacloprid toxischer, wenn es im Labor mit Fungiziden kombiniert wird, aber dieser Effekt wird in Halbfreilandversuchen nicht beobachtet. Negative Auswirkungen von Kombinationen von Imidacloprid mit Thiacloprid wurden sowohl bei Honigbienen als auch bei der bewirtschafteten Osmia cornifrons dokumentiert.
Neonicotinoid-Krankheit
Es gibt Dokumentationen über Wechselwirkungen von Neonicotinoiden mit Darmparasiten bei Hummeln. Die kombinierte Exposition von Neonicotinoiden und Crithidia bombii führt zu einer erhöhten Königinnensterblichkeit.