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Os fungicidas são frequentemente usados durante a floração dos frutos das árvores e podem ameaçar os insetos polinizadores.No entanto, pouco se sabe sobre como os polinizadores não-abelhas (por exemplo, abelhas solitárias, Osmia cornifrons) respondem aos fungicidas de contato e sistêmicos comumente usados em maçãs durante a floração.Esta lacuna de conhecimento limita as decisões regulatórias que determinam concentrações seguras e o momento da pulverização de fungicidas.Avaliamos os efeitos de dois fungicidas de contato (captana e mancozebe) e quatro fungicidas intercamadas/fitossistêmicos (ciprociclina, miclobutanil, pirostrobina e trifloxistrobina).Efeitos no ganho de peso larval, sobrevivência, proporção sexual e diversidade bacteriana.A avaliação foi realizada por meio de um bioensaio oral crônico no qual o pólen foi tratado em três doses com base na dose atualmente recomendada para uso em campo (1X), meia dose (0,5X) e dose baixa (0,1X).Todas as doses de mancozebe e piritisolina reduziram significativamente o peso corporal e a sobrevivência larval.Em seguida, sequenciamos o gene 16S para caracterizar o bacterioma larval do mancozebe, fungicida responsável pela maior mortalidade.Descobrimos que a diversidade e abundância bacteriana foram significativamente reduzidas em larvas alimentadas com pólen tratado com mancozebe.Nossos resultados laboratoriais indicam que a pulverização de alguns desses fungicidas durante a floração é particularmente prejudicial à saúde de O. cornifrons.Esta informação é relevante para futuras decisões de gestão relativas ao uso sustentável de produtos de proteção de árvores frutíferas e serve de base para processos regulatórios destinados a proteger os polinizadores.
A abelha solitária Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) foi introduzida nos Estados Unidos vinda do Japão no final dos anos 1970 e início dos anos 1980, e a espécie tem desempenhado um importante papel polinizador em ecossistemas gerenciados desde então.As populações naturalizadas desta abelha fazem parte de aproximadamente 50 espécies de abelhas selvagens que complementam as abelhas que polinizam pomares de amêndoas e maçãs nos Estados Unidos2,3.As abelhas Mason enfrentam muitos desafios, incluindo fragmentação de habitat, patógenos e pesticidas3,4.Dentre os inseticidas, os fungicidas reduzem o ganho de energia, o forrageamento5 e o condicionamento corporal6,7.Embora pesquisas recentes sugiram que a saúde das abelhas Mason é diretamente influenciada por microrganismos comensais e ectobáticos, 8,9 porque bactérias e fungos podem influenciar a nutrição e as respostas imunológicas, os efeitos da exposição a fungicidas na diversidade microbiana das abelhas Mason estão apenas começando a ser estudado.
Fungicidas de diversos efeitos (contato e sistêmico) são pulverizados nos pomares antes e durante a floração para tratar doenças como sarna da macieira, podridão amarga, podridão parda e oídio10,11.Os fungicidas são considerados inofensivos aos polinizadores, por isso são recomendados aos jardineiros durante o período de floração;A exposição e ingestão destes fungicidas pelas abelhas é relativamente bem conhecida, pois faz parte do processo de registro de pesticidas pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA e muitas outras agências reguladoras nacionais12,13,14.No entanto, os efeitos dos fungicidas em não abelhas são menos conhecidos porque não são exigidos pelos acordos de autorização de comercialização nos Estados Unidos15.Além disso, geralmente não existem protocolos padronizados para testar abelhas isoladas16,17, e manter colônias que forneçam abelhas para teste é um desafio18.Ensaios com diferentes abelhas manejadas estão sendo cada vez mais realizados na Europa e nos EUA para estudar os efeitos dos pesticidas nas abelhas selvagens, e protocolos padronizados foram recentemente desenvolvidos para O. cornifrons19.
As abelhas com chifres são monócitos e são usadas comercialmente nas culturas de carpa como suplemento ou substituto para as abelhas melíferas.Essas abelhas emergem entre março e abril, com os machos precoces emergindo três a quatro dias antes das fêmeas.Após o acasalamento, a fêmea coleta ativamente pólen e néctar para fornecer uma série de células de cria dentro da cavidade tubular do ninho (natural ou artificial)1,20.Os ovos são depositados no pólen dentro das células;a fêmea então constrói uma parede de barro antes de preparar a próxima cela.As larvas de primeiro ínstar estão encerradas no córion e se alimentam de fluidos embrionários.Do segundo ao quinto ínstar (pré-pupa), as larvas se alimentam de pólen22.Uma vez esgotado o suprimento de pólen, as larvas formam casulos, transformam-se em pupas e emergem como adultos na mesma câmara de criação, geralmente no final do verão20,23.Os adultos emergem na primavera seguinte.A sobrevivência dos adultos está associada ao ganho líquido de energia (ganho de peso) com base na ingestão alimentar.Assim, a qualidade nutricional do pólen, bem como outros fatores como o clima ou a exposição a pesticidas, são determinantes da sobrevivência e da saúde24.
Os inseticidas e fungicidas aplicados antes da floração são capazes de se mover dentro da vasculatura da planta em vários graus, desde efeitos translaminares (por exemplo, capazes de se mover da superfície superior das folhas para a superfície inferior, como alguns fungicidas) 25 até efeitos verdadeiramente sistêmicos., que podem penetrar na copa a partir das raízes, podem entrar no néctar das flores da macieira26, onde podem matar O. cornifrons adultos27.Alguns pesticidas também penetram no pólen, afectando o desenvolvimento das larvas do milho e causando a sua morte19.Outros estudos mostraram que alguns fungicidas podem alterar significativamente o comportamento de nidificação das espécies relacionadas O. lignaria28.Além disso, estudos laboratoriais e de campo que simulam cenários de exposição a pesticidas (incluindo fungicidas) demonstraram que os pesticidas afectam negativamente a fisiologia 22, a morfologia 29 e a sobrevivência das abelhas produtoras de mel e de algumas abelhas solitárias.Várias pulverizações fungicidas aplicadas diretamente nas flores abertas durante a floração podem contaminar o pólen coletado pelos adultos para o desenvolvimento larval, cujos efeitos ainda precisam ser estudados30.
É cada vez mais reconhecido que o desenvolvimento larval é influenciado pelo pólen e pelas comunidades microbianas do sistema digestivo.O microbioma das abelhas influencia parâmetros como massa corporal31, alterações metabólicas22 e suscetibilidade a patógenos32.Estudos anteriores examinaram a influência do estágio de desenvolvimento, dos nutrientes e do ambiente no microbioma de abelhas solitárias.Esses estudos revelaram semelhanças na estrutura e abundância dos microbiomas larvais e polínicos, bem como nos gêneros bacterianos mais comuns Pseudomonas e Delftia, entre espécies de abelhas solitárias.No entanto, embora os fungicidas tenham sido associados a estratégias para proteger a saúde das abelhas, os efeitos dos fungicidas na microbiota larval através da exposição oral direta permanecem inexplorados.
Este estudo testou os efeitos de doses reais de seis fungicidas comumente usados, registrados para uso em árvores frutíferas nos Estados Unidos, incluindo fungicidas de contato e sistêmicos administrados por via oral a larvas da mariposa da lagarta do milho provenientes de alimentos contaminados.Descobrimos que os fungicidas de contato e sistêmicos reduziram o ganho de peso corporal das abelhas e aumentaram a mortalidade, com os efeitos mais graves associados ao mancozebe e ao piritiopídeo.Em seguida, comparamos a diversidade microbiana de larvas alimentadas com dieta de pólen tratada com mancozebe com aquelas alimentadas com dieta controle.Discutimos os potenciais mecanismos subjacentes à mortalidade e as implicações para os programas de gestão integrada de pragas e polinizadores (IPPM)36.
O. cornifrons adultos que passaram o inverno em casulos foram obtidos no Fruit Research Center, Biglerville, PA, e armazenados entre -3 e 2°C (±0,3°C).Antes do experimento (600 casulos no total).Em maio de 2022, 100 casulos de O. cornifrons foram transferidos diariamente para copos plásticos (50 casulos por copo, DI 5 cm × 15 cm de comprimento) e lenços foram colocados dentro dos copos para promover a abertura e fornecer um substrato mastigável, reduzindo o estresse sobre o pedregoso abelhas37 .Colocar dois copos plásticos contendo casulos em uma gaiola de insetos (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) com alimentadores de 10 ml contendo solução de sacarose a 50% e armazenar por quatro dias para garantir o fechamento e o acasalamento.23°C, umidade relativa 60%, fotoperíodo 10 l (baixa intensidade): 14 dias.100 fêmeas e machos acasalados foram liberados todas as manhãs durante seis dias (100 por dia) em dois ninhos artificiais durante o pico da floração da macieira (ninho armadilha: largura 33,66 × altura 30,48 × comprimento 46,99 cm; Figura Suplementar 1).Colocado no Arboreto do Estado da Pensilvânia, perto de cereja (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), pêssego (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), pêra (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), macieira coronaria (Malus coronaria) e numerosas variedades de macieiras (Malus coronaria, Malus), macieira doméstica 'Co-op 30′ Enterprise™, macieira Malus 'Co- Op 31′ Winecrisp™, begônia 'Freedom', Begônia 'Golden Delicious', Begônia 'Nova Spy').Cada casinha de plástico azul cabe em cima de duas caixas de madeira.Cada caixa-ninho continha 800 tubos de papel kraft vazios (abertos em espiral, 0,8 cm de diâmetro x 15 cm de comprimento) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) inseridos em tubos de celofane opacos (0,7 DE, ver tampões de plástico (tampões T-1X) fornecem locais de nidificação .
Ambas as caixas-ninho estavam voltadas para o leste e foram cobertas com uma cerca de jardim de plástico verde (modelo Everbilt # 889250EB12, tamanho de abertura 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) para evitar o acesso de roedores e pássaros e colocadas na superfície do solo próximo ao solo da caixa-ninho caixas.Caixa-ninho (Figura 1a suplementar).Os ovos da broca do milho foram coletados diariamente, coletando 30 tubos dos ninhos e transportando-os para o laboratório.Usando uma tesoura, faça um corte na extremidade do tubo e desmonte o tubo espiral para expor as células da cria.Os ovos individuais e o seu pólen foram removidos utilizando uma espátula curva (kit de ferramentas Microslide, BioQuip Products Inc., Califórnia).Os ovos foram incubados em papel filtro úmido e colocados em placa de Petri por 2 horas antes de serem utilizados em nossos experimentos (Figura 1b-d suplementar).
Em laboratório, avaliamos a toxicidade oral de seis fungicidas aplicados antes e durante a floração da macieira em três concentrações (0,1X, 0,5X e 1X, onde 1X é a marca aplicada por 100 galões de água/acre. Alta dose de campo = concentração no campo)., Tabela 1).Cada concentração foi repetida 16 vezes (n = 16).Dois fungicidas de contato (Tabela S1: mancozeb 2.696,14 ppm e captan 2.875,88 ppm) e quatro fungicidas sistêmicos (Tabela S1: piritiostrobina 250,14 ppm; trifloxistrobina 110,06 ppm; miclobutanil azol 75,12 ppm; ciprodinil 280,845 ppm) toxicidade para frutas, vegetais e culturas ornamentais .Homogeneizamos o pólen usando um moedor, transferimos 0,20 g para um poço (placa Falcon de 24 poços) e adicionamos e misturamos 1 μL de solução fungicida para formar pólen piramidal com poços de 1 mm de profundidade nos quais os ovos foram colocados.Coloque usando uma mini espátula (figura complementar 1c, d).As placas Falcon foram armazenadas em temperatura ambiente (25°C) e 70% de umidade relativa.Nós as comparamos com larvas controle alimentadas com uma dieta homogênea de pólen tratada com água pura.Registramos a mortalidade e medimos o peso larval em dias alternados até que as larvas atingissem a idade pré-pupal usando uma balança analítica (Fisher Scientific, precisão = 0,0001 g).Finalmente, a proporção sexual foi avaliada abrindo o casulo após 2,5 meses.
O DNA foi extraído de larvas inteiras de O. cornifrons (n = 3 por condição de tratamento, pólen tratado e não tratado com mancozebe) e realizamos análises de diversidade microbiana nessas amostras, especialmente porque no mancozebe a maior mortalidade foi observada em larvas.recebendo MnZn.O DNA foi amplificado, purificado usando o kit DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA (Zymo Research, Irvine, CA) e sequenciado (600 ciclos) em um Illumina® MiSeq™ usando o kit v3.O sequenciamento direcionado de genes de RNA ribossômico 16S bacteriano foi realizado usando o kit Quick-16S™ NGS Library Prep (Zymo Research, Irvine, CA) usando primers direcionados à região V3-V4 do gene 16S rRNA.Além disso, o sequenciamento 18S foi realizado utilizando 10% de inclusão de PhiX e a amplificação foi realizada utilizando o par de primers 18S001 e NS4.
Importe e processe leituras emparelhadas39 usando o pipeline QIIME2 (v2022.11.1).Essas leituras foram cortadas e mescladas, e as sequências quiméricas foram removidas usando o plugin DADA2 no QIIME2 (qiime dada2 noise pairing) .As atribuições das classes 16S e 18S foram realizadas usando o plugin classificador de objetos Classify-sklearn e o artefato pré-treinado silva-138-99-nb-classifier.
Todos os dados experimentais foram verificados quanto à normalidade (Shapiro-Wilks) e homogeneidade das variâncias (teste de Levene).Como o conjunto de dados não atendeu aos pressupostos da análise paramétrica e a transformação não conseguiu padronizar os resíduos, realizamos uma ANOVA não paramétrica bidirecional (Kruskal-Wallis) com dois fatores [tempo (trifásico 2, 5 e 8 dias pontos de tempo) e fungicida] para avaliar o efeito do tratamento no peso fresco das larvas, em seguida, comparações não paramétricas post hoc aos pares foram realizadas usando o teste de Wilcoxon.Utilizamos um modelo linear generalizado (GLM) com distribuição de Poisson para comparar os efeitos dos fungicidas na sobrevivência em três concentrações de fungicidas .Para análise de abundância diferencial, o número de variantes de sequências de amplicons (ASVs) foi reduzido em nível de gênero.Comparações de abundância diferencial entre grupos usando 16S (nível de gênero) e abundância relativa 18S foram realizadas usando um modelo aditivo generalizado para posição, escala e forma (GAMLSS) com distribuições familiares beta inflacionadas com zero (BEZI), que foram modeladas em um macro .no Microbioma R43 (v1.1).1).Remova espécies mitocondriais e cloroplastas antes da análise diferencial.Devido aos diferentes níveis taxonômicos de 18S, apenas o nível mais baixo de cada táxon foi utilizado para análises diferenciais.Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando R (v. 3.4.3., projeto CRAN) (Team 2013).
A exposição ao mancozebe, piritiostrobina e trifloxistrobina reduziu significativamente o ganho de peso corporal em O. cornifrons (Fig. 1).Esses efeitos foram consistentemente observados para todas as três doses avaliadas (Fig. 1a-c).A ciclostrobina e o miclobutanil não reduziram significativamente o peso das larvas.
Peso fresco médio de larvas da broca do caule medido em três momentos sob quatro tratamentos dietéticos (alimentação homogênea de pólen + fungicida: controle, doses de 0,1X, 0,5X e 1X).(a) Dose baixa (0,1X): primeiro momento (dia 1): χ2: 30,99, DF = 6;P < 0,0001, segundo momento (dia 5): 22,83, DF = 0,0009;terceira vez;ponto (dia 8): χ2: 28,39, DF = 6;(b) meia dose (0,5X): primeiro momento (dia 1): χ2: 35,67, DF = 6;P <0,0001, segundo ponto no tempo (primeiro dia).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;terceiro ponto no tempo (dia 8) χ2: 16,47, DF = 6;(c) Local ou dose completa (1X): primeiro momento (dia 1) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, segundo momento (dia 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;terceiro ponto no tempo (dia 8): χ2: 28,39, DF = 6;análise de variância não paramétrica.As barras representam média ± SE de comparações pareadas (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Na dose mais baixa (0,1X), o peso corporal das larvas foi reduzido em 60% com trifloxistrobina, 49% com mancozeb, 48% com miclobutanil e 46% com piritistrobina (Fig. 1a).Quando expostos a metade da dose de campo (0,5X), o peso corporal das larvas de mancozeb foi reduzido em 86%, a piritiostrobina em 52% e a trifloxistrobina em 50% (Fig. 1b).Uma dose de campo completa (1X) de mancozebe reduziu o peso larval em 82%, a piritiostrobina em 70% e a trifloxistrobina, miclobutanil e sangard em aproximadamente 30% (Fig. 1c).
A mortalidade foi maior entre larvas alimentadas com pólen tratado com mancozebe, seguida por piritiostrobina e trifloxistrobina.A mortalidade aumentou com o aumento das doses de mancozebe e piritisolina (fig. 2; tabela 2).Contudo, a mortalidade da broca do milho aumentou apenas ligeiramente à medida que as concentrações de trifloxistrobina aumentaram;o ciprodinil e a captana não aumentaram significativamente a mortalidade em comparação com os tratamentos controle.
A mortalidade de larvas da broca foi comparada após ingestão de pólen tratado individualmente com seis fungicidas diferentes.Mancozeb e pentopiramida foram mais sensíveis à exposição oral a larvas de milho (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (linha, inclinação = 0,29, P < 0,001; inclinação = 0,24, P <0,00)).
Em média, em todos os tratamentos, 39,05% dos pacientes eram do sexo feminino e 60,95% do sexo masculino.Entre os tratamentos de controle, a proporção de mulheres foi de 40% nos estudos de dose baixa (0,1X) e de meia dose (0,5X), e de 30% nos estudos de dose de campo (1X).Na dose de 0,1X, entre as larvas alimentadas com pólen tratadas com mancozebe e miclobutanil, 33,33% dos adultos eram fêmeas, 22% dos adultos eram fêmeas, 44% das larvas adultas eram fêmeas, 44% das larvas adultas eram fêmeas.fêmeas, 41% das larvas adultas eram fêmeas e os controles eram 31% (Fig. 3a).Com 0,5 vezes a dose, 33% dos vermes adultos no grupo do mancozebe e piritiostrobina eram fêmeas, 36% no grupo da trifloxistrobina, 41% no grupo do miclobutanil e 46% no grupo da ciprostrobina.Esse número foi de 53% no grupo.no grupo captana e 38% no grupo controle (fig. 3b).Na dose 1X, 30% do grupo mancozebe eram mulheres, 36% do grupo piritiostrobina, 44% do grupo trifloxistrobina, 38% do grupo miclobutanil, 50% do grupo controle eram mulheres – 38,5% (Fig. 3c) .
Porcentagem de brocas fêmeas e masculinas após exposição a fungicidas em estágio larval.(a) Dose baixa (0,1X).(b) Meia dose (0,5X).(c) Dose de campo ou dose completa (1X).
A análise da sequência 16S mostrou que o grupo bacteriano diferiu entre larvas alimentadas com pólen tratado com mancozeb e larvas alimentadas com pólen não tratado (Fig. 4a).O índice microbiano de larvas não tratadas alimentadas com pólen foi superior ao das larvas alimentadas com pólen tratado com mancozebe (Fig. 4b).Embora a diferença observada na riqueza entre os grupos não tenha sido estatisticamente significativa, foi significativamente menor do que a observada para larvas que se alimentam de pólen não tratado (Fig. 4c).A abundância relativa mostrou que a microbiota das larvas alimentadas com pólen de controle era mais diversa do que a das larvas alimentadas com larvas tratadas com mancozeb (Fig. 5a).A análise descritiva revelou a presença de 28 gêneros nas amostras controle e tratadas com mancozeb (Fig. 5b).c A análise utilizando sequenciamento 18S não revelou diferenças significativas (Figura 2 suplementar).
Os perfis SAV baseados em sequências 16S foram comparados com a riqueza de Shannon e a riqueza observada ao nível do filo.(a) Análise de coordenadas principais (PCoA) baseada na estrutura geral da comunidade microbiana em larvas não tratadas alimentadas com pólen ou controle (azul) e alimentadas com mancozebe (laranja).Cada ponto de dados representa uma amostra separada.A PCoA foi calculada usando a distância de Bray-Curtis da distribuição t multivariada.Os ovais representam o nível de confiança de 80%.(b) Boxplot, dados brutos de riqueza de Shannon (pontos) e c.Riqueza observável.Boxplots mostram caixas para linha mediana, intervalo interquartil (IQR) e 1,5 × IQR (n = 3).
Composição das comunidades microbianas de larvas alimentadas com pólen tratado e não tratado com mancozebe.(a) Abundância relativa de gêneros microbianos lidos em larvas.(b) Mapa de calor de comunidades microbianas identificadas.Delftia (odds ratio (OR) = 0,67, P = 0,0030) e Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);As linhas do mapa de calor são agrupadas usando distância de correlação e conectividade média.
Nossos resultados mostram que a exposição oral a fungicidas de contato (mancozeb) e sistêmicos (pirostrobina e trifloxistrobina), amplamente aplicados durante a floração, reduziu significativamente o ganho de peso e aumentou a mortalidade de larvas de milho.Além disso, o mancozebe reduziu significativamente a diversidade e a riqueza do microbioma durante a fase pré-pupal.O miclobutanil, outro fungicida sistêmico, reduziu significativamente o ganho de peso corporal das larvas nas três doses.Este efeito foi evidente no segundo (dia 5) e terceiro (dia 8) momentos.Em contraste, o ciprodinil e a captana não reduziram significativamente o ganho de peso ou a sobrevivência em comparação com o grupo controle.Até onde sabemos, este trabalho é o primeiro a determinar os efeitos das taxas de campo de diferentes fungicidas usados para proteger as culturas de milho através da exposição direta ao pólen.
Todos os tratamentos fungicidas reduziram significativamente o ganho de peso corporal em comparação aos tratamentos controle.O mancozeb teve o maior efeito no ganho de peso corporal das larvas, com uma redução média de 51%, seguido pela piritiostrobina.No entanto, outros estudos não relataram efeitos adversos de doses de fungicidas em campo nos estágios larvais44.Embora tenha sido demonstrado que os biocidas de ditiocarbamato apresentam baixa toxicidade aguda45, os bisditiocarbamatos de etileno (EBDCS), como o mancozeb, podem degradar-se em sulfeto de etileno de ureia.Dados os seus efeitos mutagénicos noutros animais, este produto de degradação pode ser responsável pelos efeitos observados46,47.Estudos anteriores mostraram que a formação de etileno tioureia é influenciada por fatores como temperatura elevada48, níveis de umidade49 e tempo de armazenamento do produto50.Condições adequadas de armazenamento de biocidas podem mitigar estes efeitos secundários.Além disso, a Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos manifestou preocupação com a toxicidade do piritiópido, que se demonstrou ser cancerígeno para o sistema digestivo de outros animais51.
A administração oral de mancozebe, piritiostrobina e trifloxistrobina aumenta a mortalidade de larvas da broca do milho.Em contraste, o miclobutanil, a ciprociclina e a captana não tiveram efeito na mortalidade.Esses resultados diferem dos de Ladurner et al.52, que mostraram que a captana reduziu significativamente a sobrevivência de adultos de O. lignaria e Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae).Além disso, descobriu-se que fungicidas como captan e boscalid causam mortalidade larval52,53,54 ou alteram o comportamento alimentar55.Estas alterações, por sua vez, podem afetar a qualidade nutricional do pólen e, em última análise, o ganho de energia da fase larval.A mortalidade observada no grupo controle foi consistente com outros estudos 56,57.
A proporção sexual favorável aos machos observada em nosso trabalho pode ser explicada por fatores como acasalamento insuficiente e más condições climáticas durante a floração, como sugerido anteriormente para O. cornuta por Vicens e Bosch.Embora as fêmeas e os machos do nosso estudo tivessem quatro dias para acasalar (um período geralmente considerado suficiente para um acasalamento bem-sucedido), reduzimos deliberadamente a intensidade da luz para minimizar o estresse.Contudo, esta modificação pode interferir involuntariamente no processo de acasalamento61.Além disso, as abelhas vivenciam vários dias de condições climáticas adversas, incluindo chuva e baixas temperaturas (<5°C), o que também pode impactar negativamente o sucesso do acasalamento4,23.
Embora nosso estudo tenha se concentrado em todo o microbioma larval, nossos resultados fornecem informações sobre possíveis relações entre comunidades bacterianas que podem ser críticas para a nutrição das abelhas e a exposição a fungicidas.Por exemplo, as larvas alimentadas com pólen tratado com mancozebe reduziram significativamente a estrutura e a abundância da comunidade microbiana em comparação com as larvas alimentadas com pólen não tratado.Nas larvas que consomem pólen não tratado, os grupos bacterianos Proteobacteria e Actinobacteria eram dominantes e eram predominantemente aeróbicos ou facultativamente aeróbicos.Sabe-se que as bactérias Delft, geralmente associadas a espécies de abelhas solitárias, possuem atividade antibiótica, indicando um potencial papel protetor contra patógenos.Outra espécie bacteriana, Pseudomonas, era abundante em larvas alimentadas com pólen não tratado, mas foi significativamente reduzida em larvas tratadas com mancozeb.Nossos resultados apoiam estudos anteriores que identificam Pseudomonas como um dos gêneros mais abundantes em O. bicornis35 e outras vespas solitárias34.Embora não tenham sido estudadas evidências experimentais do papel de Pseudomonas na saúde de O. cornifrons, esta bactéria demonstrou promover a síntese de toxinas protetoras no besouro Paederus fuscipes e promover o metabolismo da arginina in vitro 35, 65. Estas observações sugerem um papel potencial na defesa viral e bacteriana durante o período de desenvolvimento das larvas de O. cornifrons.Microbacterium é outro gênero identificado em nosso estudo que está presente em grande número em larvas de mosca-soldado negro em condições de fome66.Nas larvas de O. cornifrons, as microbactérias podem contribuir para o equilíbrio e a resiliência do microbioma intestinal sob condições de estresse.Além disso, Rhodococcus é encontrado em larvas de O. cornifrons e é conhecido por sua capacidade de desintoxicação67.Este gênero também é encontrado no intestino de A. florea, mas em abundância muito baixa68.Nossos resultados demonstram a presença de múltiplas variações genéticas em numerosos táxons microbianos que podem alterar os processos metabólicos nas larvas.No entanto, é necessária uma melhor compreensão da diversidade funcional de O. cornifrons.
Em resumo, os resultados indicam que o mancozebe, a piritiostrobina e a trifloxistrobina reduziram o ganho de peso corporal e aumentaram a mortalidade das larvas da broca do milho.Embora exista uma preocupação crescente sobre os efeitos dos fungicidas nos polinizadores, existe uma necessidade de compreender melhor os efeitos dos metabolitos residuais destes compostos.Estes resultados podem ser incorporados em recomendações para programas de gestão integrada de polinizadores que ajudem os agricultores a evitar a utilização de certos fungicidas antes e durante a floração das árvores de fruto, selecionando fungicidas e variando o momento da aplicação, ou incentivando a utilização de alternativas menos prejudiciais 36. Esta informação é importante para o desenvolvimento de recomendações.sobre o uso de pesticidas, como ajustar os programas de pulverização existentes e alterar o momento da pulverização ao selecionar fungicidas ou promover o uso de alternativas menos perigosas.Mais pesquisas são necessárias sobre os efeitos adversos dos fungicidas na proporção sexual, no comportamento alimentar, no microbioma intestinal e nos mecanismos moleculares subjacentes à perda de peso e à mortalidade da broca do milho.
Os dados de origem 1, 2 e 3 nas Figuras 1 e 2 foram depositados no repositório de dados figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 e https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.As sequências analisadas no presente estudo (Figs. 4, 5) estão disponíveis no repositório NCBI SRA sob o número de acesso PRJNA1023565.
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Horário da postagem: 14 de maio de 2024