Effects of synthetic and biological pesticide exposure on honey bees and bumble bees

Abstract

The current thesis investigated whether different pesticide residues, and at which concentrations, can be found in different honey bee (Apis mellifera L.) colony components collected from different land use types (I, II). Also, effects of different pesticides and their mixtures on honey bees and bumble bees (Bombus terrestris L.) were investigated (III, IV, V). Results showed that different pesticide residues were found from different honey bee colony components (I, II). Although residues found were generally not correlated with landscape parameters or plant species visited, some positive correlations were observed between the proportion of oilseed rape in the landscape and residues detected (I). In addition, honey samples analysed were relatively free of pesticides; only some herbicide residues were found (II). Field realistic concentrations of the fungicide tebuconazole and the insecticide tau-fluvalinate had significant impacts on developing honey bee queens. Tebuconazole decreased queen cell acceptance and tau-fluvalinate increased queen weight significantly. Interestingly, no synergistic effects were observed, but rather an antagonism between the two pesticides was observed (III). The fungicide imazalil synergised the effect of three out of four insecticides tested on bumble bees, increasing mortality significantly. These included fipronil, thiamethoxam and cypermethrin. Despite the high concentrations used, imidacloprid’s lethal effect was not synergised by imazalil, and no mortality was observed (IV). In general, different microbiological preparations had similar effects on honey bee and bumble bee longevity and physiological parameters (V). Most of the used powders had similar effect on both bee species, however PrestopMix decreased only honey bee longevity significantly. There exist major behavioural and physiological differences between the two bee species studied here, as well as there are major differences between various pesticides. It must be taken into account that the effects of pesticides cannot simply be extrapolated from one species to another, nor can we extrapolated the effects of one pesticide to another, even within a specific class (e.g. neonicotinoids).

Käesoleva töö raames uuriti kas ja kui, siis millistes kogustes erinevaid pestitsiidide jääke võib esineda erinevates mesindussaadustes, mis olid kogutud erineva põllumajandusliku intensiivsusega aladelt (I, II). Lisaks hinnati pestitsiidide ja nende segude mõjusid meemesilase (Apis mellifera L.) ja karukimalase (Bombus terrestris L.) erinevatele parameetritele (III, IV, V). Tulemustest selgus, et kogutud proovidest leiti küll mitmete erinevate pestitsiidide jääke (I, II), kuid puudus korrelatsioon leitud pestitsiidijääkide, maakasutuse tüübi ja taimeliikide vahel. On tähelepanuväärne, et kuigi raps moodustas märkimisväärse osa kogutud õietolmu- ja meeproovidest, puudus korrelatsioon leitud pestitsiidijääkidega (I, II). Selgus ka, et kogutud meeproovid sisaldasid vaid väikestes kogustes herbitsiidide jääke, mis annab tunnistust Eesti mee puhtusest ja kvaliteedist ning ühtlasi ka tarbijale julguse eelistada eestimaist mett (II). Katsetulemustest selgus, et fungitsiidi tebukonasool ja insektitsiidi tau-fluvalinaat subletaalsed doosid mõjutasid oluliselt mesilasema kogu arengutsüklit. Tebukonasooliga töötlus vähendas oluliselt mesilasema kuppude vastuvõttu ja tau-fluvalinaat suurendas oluliselt koorunud mesilasemade kaalu. Nimetatud kahe pestitsiidi eeldatavate sünergeetiliste mõjude asemel täheldati hoopis nende antagonistlikke mõjusid, mis annab alust arvata, et erinevad pestitsiidide segud võivad üksteise mõjusid teatud juhtudel hoopis vähendada (III). Seda, et vastastikused toimed on liigispetsiifilised, näitas fungitsiid imasaliil, mis sünergeerus kolme kasutatud insektitsiidiga neljast, mille tulemusena karukimalase suremus suurenes oluliselt. Vaatamata kõrgele kontsentratsioonile ei mõjutanud neonikotinoid imidaklopriid üksiku ainena ega ka segus imasaliiliga kimalaste suremust oluliselt (IV). Erinevatel mikrobioloogilistel preparaatidel olid küll sarnased mõjud meemesilase ja karukimalase suremusele ja füsioloogilistele näitajatele, kuid kuna nende kahe liigi käitumuslikud ja füsioloogilised näitajad on sedavõrd erinevad, ei saa pestitsiidide katsetest saadud tulemusi ühelt liigilt teisele üle kanda (V).