Exposure and Effects of Chemical Mixtures on Bees (MixToxBee) - Supporting Pesticide Monitoring and Bee Risk Assessment

In the MixToxBee project, we quantify environmental levels of exposure to pesticide mixtures for bees in agricultural landscapes and review, test and model effects of pesticide mixtures on bees at individual, colony and population levels. Our work aims to contribute new methods for pesticide monitoring in terrestrial environments and for assessing the risk of chemical mixtures to bees.

This is done by meeting four objectives that relate to the four work packages in the project:

1. Estimate exposure to pesticide mixtures for multiple bee species in intensively managed Swedish agricultural landscapes (WP1).
2. Review and experimentally test effects of environmentally relevant pesticide mixtures on bee individuals and colonies (WP2).
3. Evaluate effects on bee populations of exposure to pesticide mixtures using ecological models (WP3).
4. Synthesize implications for new monitoring of pesticides in terrestrial environments and risk assessment of chemical mixtures on bees (WP4).

Vi är en divers internationell grupp av forskare som samlas för att undersöka hur bin exponeras för och påverkas av blandningar av växtskyddsmedel. För att göra det använder vi litteraturgranskningar, miljöövervakning, experiment och modellering. Vår avsikt är att bidra med nya metoder för övervakning av växtskyddsmedelsrester i landmiljöer, något som saknas i dagens miljöövervakning, och för riskbedömning av kemikalieblandningar för bin, där dagens fokus är på korttidseffekter av enskilda ämnen på individer i labb. Den här typen av information är relevant för myndigheter som Kemikalieinspektionen och Jordbruksverket, men även för lantbrukare, biodlare och allmänheten. Projektet relaterar till miljömålet Giftfri miljö genom att 1) kvantifiera förekomsten av växtskyddsmedelsrester i miljön, 2) identifiera blandningar av växtskyddsmedel som är potentiellt skadliga för bin och 3) utveckla metoder för att öka kunskapen om miljöeffekter av kemikalieblandningar.

Växtskyddsmedel används i jordbruket bl.a. för att kontrollera skadegörare. Pollinerare, som humlor och andra bin, kommer i kontakt med växtskyddsmedel när de söker mat, pollen och nektar, vilket kan påverka deras hälsa och överlevnad. Man har funnit en cocktail av växtskyddsmedel i honungsbin och deras bon. Motsvarande kunskap för andra biarter är minimal. Bin samlar nektar och pollen i olika grad från blommande grödor, som raps, åkerböna, klöver, jordgubbe och äpple, och vilda blommor. Både grödor och vilda växter kan utsätta bin för växtskyddsmedel. Bin kan flyga flera kilometer för att samla mat, vilket gör att växtskyddet inte bara i den intilliggande åkern är relevant. Vissa biarter, som honungsbin och humlor, är aktiva från våren till sensommaren,
vilket gör att de sannolikt utsätts för flera olika växtskyddsmedel.

I vårt projekt undersöker vi hur tre grupper av bin: honungsbin, humlor och ensamlevande murarbin, utsätts för växtskyddsmedel från användning i tre blommande grödor: raps, äpple och klöver, och deras omgivande landskap. Det gör vi genom att mäta rester av växtskyddsmedel i nektar och pollen som bin samlat in. Vi använder och utvecklar modeller baserade på hur bin födosöker i landskapen runt deras bon, för att undersöka hur markanvändning och användning av växtskyddsmedel relaterar till de resthalter vi hittar i pollen och nektar. Vi undersöker om bin kan användas för miljöövervakning av växtskyddsmedel i landmiljöer. Idag övervakas rester av växtskyddsmedel i vatten och luft, men inte i något landbaserat material.

Dagens sätt att utvärdera hur bin påverkas av växtskyddsmedel baseras främst på korttidseffekter av enskilda ämnen i relativt höga koncentrationer på honungsbin i laboratorier. Laboratoriestudier med honungsbiet som modellart har dock visat sig vara mindre lämplig när man tar hänsyn till mer realistiska förhållanden utanför laboratoriet och till andra biarter. Till exempel så påverkas humlor mer negativt av växtskyddsmedel om de måste flyga för att hämta mat istället för att de blir matade direkt i boet. I verkligheten utsätts bin troligen under längre tidsperioder för låga halter av blandningar av olika växtskyddsmedel när de samlar pollen och nektar till sig själva och sina larver.

Eftersom det är omöjligt att testa hur alla tänkbara kombinationer av växtskyddsmedel påverkar bin, är det viktigt att identifiera de mest relevanta blandningarna. I vårt projekt kommer vi att använda växtskyddsmedelsrester i pollen och nektar, för att identifiera de huvudsakliga växtskyddsmedel som bin utsätts för i jordbrukslandskapet. Av dem kommer vi att välja tre blandningar som, baserat på dokumenterad giftighet för individuella ämnen, kan vara skadliga för bin. Vi kommer experimentellt testa hur dessa blandningar och de
enskilda ämnen påverkar larver och vuxna individer av honungsbin i laboratoriet och samhällen av humlor som får flyga fritt och födosöka. Vi har tidigare visat att humlesamhällen kan vara en känsligare modell än honungsbin för att undersöka påverkan av växtskyddsmedel på sociala bin. Vi utvecklar befintliga datormodeller, för att undersöka hur de eventuella effekter vi ser på individer och samhällen fortplantar sig på populationsnivå. Det är inte praktiskt genomförbart eller etiskt försvarbart att göra experiment på populationer. Detta är dock den relevanta nivån för att långsiktigt kunna bevara mångfalden av bin och garantera de pollineringstjänster olika biarter bidrar med i insektspollinerade grödor och vilda växter.