Pflanzenschutzmittel schaden Insekten auch bei niedrigen Dosierungen

„Die Tatsache, dass 57 Prozent der Chemikalien irgendeine Art von Reaktion bei den Larven hervorrufen, bedeutet, dass sie die Chemikalien wahrnehmen können und versuchen werden, sie zu vermeiden. Dies kann Folgen für die Fitness der Larven haben und möglicherweise zu einer geringeren Reproduktion der Fliegen führen. Aber das wissen wir noch nicht. Aus dieser Studie ergeben sich viele neue Fragen, die zu Folgestudien führen können: Wie sieht es mit einer längeren (chronischen) Exposition aus? Hat die Exposition Auswirkungen auf die Fortpflanzungsleistung? Wie reagieren andere Arten? Gibt es Schwankungen in den chemischen Konzentrationen in der Umwelt, werden dadurch Zufluchtsorte für die Insekten geschaffen?“

„Dass Insektizide Insekten töten, ist natürlich keine Überraschung. Dafür sind sie ja schließlich da.“

„Diese Studie wurde an Taufliegen durchgeführt. Diese ist wahrscheinlich das am besten erforschte Insekt der Welt und lässt sich im Labor leicht züchten. Daher war es meiner Meinung nach eine gute Wahl, diese Art für die Studie zu verwenden. Natürlich wissen wir noch immer nicht, wie andere Insekten auf diese Chemikalien reagieren. Es gibt über 30.000 Insektenarten in Deutschland, und es wäre unmöglich, sie alle zu testen. Nicht zuletzt, weil die meisten nicht im Labor gezüchtet werden können.“

„Diese Studie ist ein kleines, aber wichtiges Stück in dem großen Puzzle des Insektenrückgangs und zeigt, dass realistische Umweltkonzentrationen zu Verhaltensänderungen von Insekten führen können. Welche Folgen das für die Populationen und Lebensgemeinschaften haben wird, muss noch erforscht werden.“

„Die aktuelle Studie enthält umfangreiche Daten zu letalen und subletalen Effekten von Pflanzenschutzmitteln bei Larven der Fruchtfliege Drosophila melanogaster. Die Eignung der Fruchtfliegenlarven als Modellorganismen für die Bewertung des Risikos, das von Chemikalien für Mensch und Umwelt ausgeht, wurde zuvor in einer anderen Studie ausführlich beschrieben [1]. Wie für andere, auch etablierte Tests mit Modellorganismen in der Ökotoxikologie – zum Beispiel akute oder chronische Tests mit Zebrabärblingen oder Wasserflöhen, Leuchtbakterientests – lassen sich auch für die hier verwendeten Testmethoden Vor- und Nachteile finden, die gegeneinander abzuwägen sind beziehungsweise die als Unsicherheitsfaktoren bei der Bewertung des Risikos berücksichtigt werden müssen.“

„Von sehr großem Vorteil ist, dass das eingesetzte Testdesign erlaubt, Kurz- und Langzeiteffekte von sehr vielen Stoffen gleichzeitig auf Populationsebene (Fitness, Eiablage), der Ebene des Individuums (Mortalität, Verhalten) sowie auf physiologischer und molekularer Ebene zu analysieren. Auf der Basis eines hieraus resultierenden großen Datensatzes konnte deshalb durch die Studie wissenschaftlich fundiert untermauert werden, dass nicht nur Insektizide, sondern auch Fungizide und Herbizide zu negativen Effekten bei Insekten als Nicht-Zielorganismen führen, und deshalb für das bestehende weltweite Insektensterben mitverantwortlich sein können.“

„Sehr positiv ist an dieser Arbeit zu bewerten, dass nicht nur Wirkungen von Einzelsubstanzen, sondern auch solche von repräsentativen und umweltrelevanten Stoffmischungen untersucht, Temperatureffekte berücksichtigt und exemplarisch auch andere Testorganismen – Stechmücken, Schmetterlinge – vergleichend betrachtet wurden. Für die Qualität der durchgeführten Studie spricht auch, dass die Sensitivität der eingesetzten Zuchtlinie der Fruchtfliegen auf ihre generelle Sensitivität für Pestizide zuvor geprüft wurde. Die Autoren beschreiben ihre Ergebnisse insgesamt sehr klar und belegen diese mit aussagekräftigen Abbildungen. Ihre – zum Teil auch vorsichtigen – Schlussfolgerungen sind sehr gut nachzuvollziehen.“

„Als Screeningverfahren in der ersten Phase der Stoffzulassung halte ich die Methodik für sehr geeignet, um mit relativ geringem Aufwand eine Vielzahl an Chemikalien auf ihre Toxizität hin überprüfen und Stoffe identifizieren zu können, die letale, vor allem aber auch subletale Effekte mit Gesundheits- beziehungsweise Populationsrelevanz bei Insekten hervorrufen. Auch Kombinationen aus Pflanzenschutzmitteln, die in der Landwirtschaft als Tankmischungen gemeinsam zum Einsatz kommen, sowie Interaktionen mit der Temperatur könnten auf kombinatorische Effekte relativ einfach überprüft werden. Zudem bietet das Testsystem die Möglichkeit, weiterführend auch Langzeiteffekte auf mehrere Generationen der schnell reproduzierenden Testorganismen zu untersuchen.“

„Der Einsatz der beschriebenen Tests könnte meines Erachtens einen Beitrag zu einer realitätsnäheren Risikobewertung von Pestiziden beitragen und würde einem nachhaltigeren Schutz unserer Umwelt dienen.“

„Die experimentelle Methodik der Studie halte ich für geradlinig und gut durchdacht. Der größte Wert liegt im beachtlichen Umfang der Studie. Mir ist nicht bekannt, dass letale und subletale Effekte – das heißt, Effekte außerhalb der Mortalität, die aber für Insektenpopulationen im Freiland durchaus relevant sein können – jemals in einem so beachtlichen Umfang an der gleichen Insektenart vergleichend getestet wurden. Die wichtigste Erkenntnis für mich ist, dass offenbar sogar mehr als jede zweite der getesteten Agrochemikalien – und darunter viele Substanzen, die gar keine Insektizide sind – das Verhalten und Überleben eines Nicht-Ziel-Insekts wie der Fruchtfliege im Labor beeinflussen kann.”

„Um die im Labor gewonnenen Ergebnisse in einen realistischen Kontext zu übertragen, wurden auch Mischungen von Pflanzenschutzmitteln getestet, wie sie in Deutschland tatsächlich in der Luft nachgewiesen wurden und in Konzentrationen, wie sie in der Umwelt durchaus plausibel sind. Dabei konnte gezeigt werden, dass ein realitätsnahes Expositionsszenario tatsächlich zu Fitnessverlusten bei Insektenpopulationen führen kann. Um die Rolle von Agrochemikalien als Ursache des Insektensterbens noch besser zu verstehen, sind sicherlich weitere Untersuchungen notwendig, die auch Feldstudien mit wildlebenden Insekten einschließen. Die Studie am Modellsystem Drosophila legt jedoch einen wichtigen Grundstein, da sie zeigt, dass mehr als jede zweite Agrochemikalie physiologische Effekte bei Insekten auslösen kann.“

„Verschiedene Insektenarten können sehr unterschiedlich auf Toxine reagieren. Dennoch funktionieren viele grundlegende physiologische Mechanismen sicherlich bei allen Insekten sehr ähnlich, so dass ich es für plausibel halte, von Drosophila als Modellorganismus bis zu einem gewissen Grad auf andere Insektenarten zu extrapolieren. Die Tatsache, dass mehr als 50 Prozent der getesteten Substanzen physiologische Reaktionen bei Drosophila auslösen – die ja gewissermaßen ‚zufällig‘ als Testsystem ausgewählt wurde – lässt stark vermuten, dass das Bild bei anderen Insektenarten ähnlich wäre. Darüber hinaus wurden in der Studie auch eine Stechmückenart und der Distelfalter als nicht oder nur entfernt verwandte Arten untersucht. Und auch hier konnte gezeigt werden, dass zum Beispiel ein Fungizid subletale Effekte hervorruft.“

Auf die Frage, inwiefern die 16-stündige Fütterung die auftretenden Effekte unterschätzen könnte, da das fraß-intensive Larvenstadium mehrere Tage dauert und die Exposition in natürlichem Umfeld länger sein könnte:
„Es ist nicht unwahrscheinlich, dass die Effekte in der Umwelt bei längeren Expositionszeiten als in den Experimenten noch stärker wären. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass auch andere Parameter stark variieren und Insekten als wechselwarme Organismen in hohem Maße den Temperaturschwankungen der Umwelt ausgesetzt sind.“

„Da die Expositionsszenarien in der Umwelt so komplex sind und es so viele Insektenarten gibt, halte ich es für sehr anspruchsvoll, durch eine Risikobewertung wirklich sicherzustellen, dass konventionelle Pflanzenschutzmittel kein Risiko für Nicht-Ziel-Insekten in der Umwelt darstellen. Ein möglicher Schritt zur Risikominderung wäre vielleicht, mehr Nicht-Ziel-Insekten unter realistischen Freilandbedingungen zu berücksichtigen. Vor allem aber müssen wir uns als Gesellschaft des Risikos bewusst werden und dringend Alternativen zu konventionellen Pflanzenschutzmitteln entwickeln, um unsere landwirtschaftliche Produktion zu sichern und gleichzeitig die Biodiversität zu erhalten und zu fördern.“

„Die aktuelle Studie beleuchtet die Auswirkungen von kontaminierter Nahrung auf Insekten, ein bislang vernachlässigtes Thema in der Zulassung von Pestiziden. Dabei ist Wahl des Untersuchungsorganismus Drosophila melanogaster nur konsequent, da hier die meiste Information für ein Insekt aus einer Vielzahl von Disziplinen der Biologie vorliegt, und damit Effekte umfassend betrachtet und bewertet werden können. Die Ergebnisse – basierend auf Tests mit über 1.000 verschiedenen Pestiziden – zeigen deutlich, dass bereits niedrige umweltrelevante Konzentrationen erhebliche Auswirkungen auf die Eiablage von Insekten haben können, was letztlich zu einer Reduzierung der Populationen führt.“

„Besonders aufschlussreich sind die Verhaltensexperimente, die belegen, dass nicht nur Insektizide, sondern auch Unkrautvernichtungsmittel und Fungizide signifikante Effekte hervorrufen, und dass eine Temperaturzunahme um 4 Grad zur Verstärkung der negativen Effekte führt.“

„Dabei ist wichtig zu betonen, dass die Umweltrelevanz noch nicht vollständig abgedeckt ist. In den Experimenten wurden Insektenlarven lediglich 16 Stunden lang Pestiziden ausgesetzt, während Insektenpopulationen in der Agrarlandschaft das ganze Jahr über komplexen Mischungen aus niedrigen Konzentrationen verschiedener Pestizide ausgesetzt sind. Diese Erkenntnisse zeigen sehr deutlich, dass Pestizide eine Hauptursache für das beobachtete Insektensterben sind.“

„Dank der hier etablierten Forschungspipeline und genauerer Kenntnis der Zusammensetzung realer Pestizidmischungen können diese kritischen Schwachstellen in der Zulassung von Pestiziden nun effektiv untersucht werden. Die vorliegenden Ergebnisse verdeutlichen allerdings jetzt schon die Dringlichkeit, globale Ziele für die Pestizidreduktion schnell umzusetzen, um die Biodiversität und Stabilität von Insektenpopulationen zu erhalten.“

„Diese Studie füllt eine wichtige Lücke zu den Auswirkungen von Pflanzenschutzmitteln auf Nicht-Ziel-Organismen und insbesondere zu den Langzeiteffekten unter niedrigen Konzentrationen. Das Autorenteam hat äußerst exakt und sowohl mit Modellorganismen (Drosophila) als auch mit weiteren Insektenarten (Stechmücken und Schmetterlingsraupen) gearbeitet.“

„Die Studie verwendet eine Vielzahl exakter Methoden und Messprotokolle, die in der Insektenforschung etabliert sind. Die verwendeten Methoden stammen zumeist aus der Drosophila-Forschung. Das Spektrum überprüfter Pflanzenschutzmittel ist herausragend und eine Studie wie diese wäre eigentlich schon lange nötig gewesen. Ganz allgemein kann man sagen, dass solche unabhängigen Studien eigentlich nur an Forschungsinstituten und Universitäten durchführbar sind. Die aktuelle Studie füllt hier eine wichtige Lücke, insbesondere da sie mit Originaldaten arbeitet und keine reine Zusammenschau bestehender Studien ist.“

„Überraschend sind sowohl die Vielzahl beobachteter Verhaltensänderungen bei Insektenals auch die Stärke der Effekte bei höheren Temperaturen. Ich rechne damit, dass diese Studie große Auswirkungen auf künftige Dosis-Wirkungsanalysen bei Pflanzenschutzmitteln haben wird.“

„Drosophila ist sicher einer der wenigen wirklich geeigneten Organismen, da er sich in ausreichend großer Zahl vermehren und halten lässt. Die Untersuchungen können dadurch sehr gut standardisiert werden. Zudem sind bei Drosophila das Genom, das Proteom (die Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen; Anm. d. Red.), das Verhaltensrepertoire sowie die Stoffwechselwege sehr gut bekannt, so dass man tiefer gehende Analysen machen kann als mit anderen Insektenarten. Das Autor(inn)enteam hat zudem auch noch zwei Nicht-Modellorganismen mit einbezogen. Welche Bedeutung die Studie für ‚Insekten allgemein‘ haben wird, wird sich dann in zukünftigen Experimenten zeigen lassen. Natürlich sind die Ergebnisse, da es sich um eine Laborstudie handelt, erstmal nicht auf das Freiland übertragbar. Da Insekten aber auch unter Freilandbedingungen einem subletalen Cocktail von allen möglichen Pflanzenschutzmitteln ausgesetzt sind – und oftmals vor allem die Larvenstadien besonders stark betroffen sind – liefert die Studie hier erste wichtige Hinweise auf Auswirkungen im Freiland.“

„Sicherlich hätten in der Studie auch noch weitere Konzentrationen und Expositionsdauern getestet werden können, aber für einen ersten robusten Hinweis genügen diese Ergebnisse allemal.“

„Generell muss darauf hingearbeitet werden, dass in den Testlaboren und auch bei den Herstellern von Pflanzenschutzmitteln endlich auch auf Kombinationen von Pestiziden getestet wird. Die Labore dort arbeiten sehr effizient und es sollte möglich sein, erweiterte Testprozeduren einzubauen. Die Berichte, die meist unter Verschluss bleiben, sollten zudem zugänglicher und transparenter gemacht werden. Für Deutschland gesehen brauchen wir zudem nun wirklich ein flächendeckendes Netz von Messpunkten für Pflanzenschutzmittel und ein Pestizid-Monitoring. Es ist unverständlich, warum diese Daten immer noch nicht verfügbar sind, obwohl Landwirt:innen diese ja sehr akribisch dokumentieren müssen.“

„Diese Studie ist eine der ersten ihrer Art, und das Autor(inn)enteam hat entsprechend vorsichtig formuliert – aber die Bedeutung der Ergebnisse unter Realbedingungen werden erst in zukünftigen Studien aufgezeigt werden können. Zunächst einmal liefert diese Studie wichtige erste Hinweise darauf, dass Pflanzenschutzmittel vielleicht doch noch mehr Nebenwirkungen haben könnten, als bisher vermutet. Es liegt also noch viel Arbeit vor uns.“