Королевы шмелей предпочли жить в почве, полной пестицидов

Воздействие пестицидов — одна из главных причин сокращения численности насекомых во всем мире, в том числе шмелей. Об этом говорят авторы множества исследований (1,2,3,4), которые проводят их с конца прошлого века. Так, например, выяснилось, что за последние 30 лет количество шмелей снизилось примерно на 25 процентов.

Падение численности шмелей вызывает глубокую озабоченность у ученых, учитывая ту важную роль, которую эти насекомые играют в природе. Они опыляют различные растения, даже те, которые труднодоступны для других опылителей — медоносных пчел. Подавляющее большинство цветущих видов растений производят семена только благодаря перемещению пыльцы от тычинок к пестикам. Без работы опылителей многие растения не смогут образовывать семена и плоды.

В отличие от других опылителей, шмели довольно холодолюбивые благодаря особенностям терморегуляции и густому покрову из волосков на теле. Они могут забираться далеко на север, где вносят важнейший вклад в опыление растений. Например, шмель ледниковый Bombus glacialis встречается даже на Новой Земле и острове Врангеля, где нет других крупных насекомых с аналогичными свойствами.

Шмели строят гнезда в земле, используя брошенные норы грызунов и другие углубления. Осенью почти все шмели умирают, остаются только молодые оплодотворенные матки (королевы), которые уходят в спячку в одиночестве на несколько месяцев, пока длится зима. Весной королевы строят новые гнезда (собирают пыльцу и образуют новую колонию), и цикл повторяется. 

Аграрная индустрия использует пестициды для защиты растений от вредителей, поэтому ядохимикаты часто проникают в землю и негативно влияют на шмелей: помимо роста смертности, воздействие пестицидов может снизить у шмелей мотивацию к добыче нектара и сборы пыльцы.

Пестициды в целом вредны для шмелей, но как именно они влияют на зимующих королев — точно не известно. В этом вопросе решили разобраться канадские биологи из Гуэлфского университета. Результаты своего исследования они представили в журнале Science of The Total Environment.

Главной задачей, которую ставили перед собой ученые, было выяснить, могут ли шмели находить и избегать загрязненные пестицидами участки почвы, или же, наоборот, ядохимикаты их привлекают и насекомые выбирают для зимовки загрязненную почву. Чтобы ответить на этот вопрос, биологи провели эксперимент. В качестве испытуемых выступили шмели вида Bombus impatiens. 

В закрытых сеткой домиках биологи установили 36 ящиков с почвой, содержащей пестициды, а также контейнеры с «чистой почвой». Затем запустили шмелей с только что появившимися на свет шмелиными королевами, которые образовали четыре колонии за пределами домиков. Ученые оставили насекомых на пять недель. 

Для эксперимента выбрали пять действующих веществ пестицидов, наиболее часто встречающихся в сельскохозяйственных почвах: боскалид, хлорантранилипрол, клотианидин, циантранилипрол, дифеноконазол. Ядохимикаты использовали в двух концентрациях: низкой и высокой. Количество используемого яда ученые определили на основе замеров, сделанных на фермах и в яблоневых садах в Южном Онтарио.

Когда эксперимент закончился, ученые обнаружили, что те королевы, в домиках которых были установлены ящики с высокой концентрацией пестицидов в почве и контейнеры с «чистой почвой», всегда выбирали первый вариант. То есть насекомые предпочитали впадать в спячку в почве, полной пестицидов. В тех домиках, где были установлены ящики с низким содержанием ядохимикатов в почве и с обычной почвой, королевы шмелей выбирали первый вариант в большинстве случаев, а именно — в 1,3-2,4 раза реже выбирали почву, не содержащую ядохимикатов.

Авторы научной работы подытожили, что такое явное предпочтение загрязненной пестицидами почвы повышает вероятность негативного воздействия ядохимикатов на пчелиных маток во время спячки — важного и очень уязвимого периода их годового жизненного цикла. Например, шмелиные королевы могут не испытывать никаких последствий после выхода из спячки в почве с пестицидами, но потом им будет трудно добывать пищу, когда они создадут свои колонии. 

Почему королевы выбирают для спячки почву с ядохимикатами, пока остается загадкой. Одна из гипотез гласит, что яды убивают грибки и паразитов, которые живут на теле королев.

Во время другого эксперимента, результаты которого команда канадских биологов опубликовала в июле 2024 года в том же журнале, ученые выяснили, какие пестициды оказывают пагубное воздействие на шмелиных маток.

Под воздействием одного из соединений, встречающихся в пестицидах, — циантранилипрола — королевы реже выживали после спячки, начинали позже строить колонии, а их потомство появлялось на свет более мелким. Другие действующие вещества пестицидов — фунгицид и боскалид, — наоборот, повысили выживаемость маток после зимовки.