Połączony zespół naukowców z Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu i Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie pracuje nad preparatami naturalnego pochodzenia chroniącymi pszczoły. Jednym z pomysłów jest ekstrakt z konopi.
Pszczoły nie potrafią bronić się przed pestycydami i przy dużych stężeniach tych związków chemicznych masowo wymierają. Pestycydy to związki chemiczne, np. pochodne kwasu fenoksyoctowego, związki chloroorganiczne czy fosfoorganiczne, które mają zastosowanie głównie w rolnictwie i ogrodnictwie, jak również w leśnictwie, weterynarii i impregnacji materiałów tekstylnych. Oprócz substancji aktywnych w pestycydach obecne są emulgatory, środki konserwujące czy inne substancje pomocnicze, które nie pozostają obojętne dla środowiska. Spryskiwanie nasion nikotynoidami powoduje przenikanie takich związków do całej rośliny, w tym do kwiatów i pyłku. Pszczoły, zbierając pyłek i zanosząc go do ula, transportują truciznę, która wpływa nie tylko na owady pracujące poza ulem, ale także na te, które go nie opuszczają, w tym na królową.
Pestycydy zazwyczaj wpływają na układ nerwowy pszczół, zmieniając ich behawioryzm oraz obniżają ich odporność. Nie słyszałem o żadnych substancjach zabezpieczających pszczoły przed niekorzystnym działaniem insektycydów z grupy neonikotynoidów – tłumaczy dr hab. Daniel Załuski, prof. UMK z Katedry Botaniki Farmaceutycznej i Farmakognozji Collegium Medicum.
A jest przed czym bronić pszczół, bo pestycydy mogą na nie działać wielopłaszczyznowo. Środki kontaktowe uszkadzają ich układ nerwowy, co sprawia, że nawet chemikalia uznawane za nietoksyczne przez bezpośrednie działanie na pszczołę mogą ją zatruć. Pestycydy mogą się dostać do organizmu pszczoły wraz ze skażonym pokarmem, np. nektarem, pyłkiem, spadzią lub wodą. W zależności od stopnia toksyczności preparatu, pszczoły mogą zginąć od razu lub w ulu. Śmierć w ulu niesie ze sobą dalsze konsekwencje, ponieważ skażony pokarm zatruwa młode osobniki i zanieczyszcza pestycydem miód. Pszczoły nie mają mechanizmów obronnych przed pestycydami. Przy dużych stężeniach są bezbronne.
Dlatego zespół badawczy, w składzie którego oprócz prof. Załuskiego są też: dr hab. Aneta Ptaszyńska, prof. UMCS z Katedry Immunologii Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej oraz dr Rafał Kuźniewski z Katedry Botaniki Farmaceutycznej i Farmakognozji Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, rozpoczął badania nad opracowaniem preparatów naturalnego pochodzenia chroniącymi owady.
Jak to często bywa w nauce, podjęte badania i inicjatywy komercjalizacyjne zrodziły się z przypadku. Głównym przedmiotem mojej aktywności naukowej są surowce roślinne o działaniu adaptogennym, czyli zwiększające wydajność organizmu człowieka poprzez wpływ na układ immunologiczny, hormonalny czy nerwowy. Z kolei prof. Ptaszyńska rozpoczęła badania nad poszukiwaniem naturalnych substancji zwalczających nosemozę u pszczół miodnych. Pewnego dnia opowiedziała mi o tragicznej sytuacji pszczół i potencjalnym ich wyginięciu, co wzbudziło mój niepokój. Zgodnie stwierdziliśmy, że warto poszukać związków pochodzenia roślinnego, które mogą stymulować układ odpornościowy pszczół. Efektem wieloletnich badań było opracowanie preparatu zwalczającego nosemozę pszczół, który jest dostępny w ofercie rynkowej od 2018 r. – mówi prof. Załuski.
Współpraca nie zakończyła się na jednym projekcie. Naukowcy rozpoczęli badania nad roślinami z rodzaju konopie, które są przedmiotem zainteresowania dr. Kuźniewskiego. Nieoczekiwanie okazało się, że ekstrakty wodne i etanolowe zwiększają przeżycie pszczół w warunkach narażonych na obecność pestycydów. Esencje z liści, łodyg i korzeni badacze pozyskali metodą ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami z zastosowaniem wody i wodnych roztworów alkoholi jako rozpuszczalników. Następnie ekstrakty zostały zliofilizowane i użyte do badań sprawdzających przeżywalność pszczół w warunkach stymulowanych ekstraktem i pestycydem. Naukowcy rozpuścili esencję z konopi w pokarmie, czyli syropie glukozo-fruktozowym lub mieszaninie miodu z cukrem pudrem.
Model badawczy objął 30 standardowych klatek, w których umieszczono po 40 pszczół. Ekstrakt podawano przez osiem dni, siódmego dnia pszczoły zostały skażone odpowiednio imidakloprydem lub acatemiprydem i przez dwa dni karmione były pokarmem z ekstraktem. Przeżywalność pszczół w poszczególnych klatkach porównano z przeżywalnością pszczół w próbie kontrolnej, niestymulowanej preparatem. Tam też odnotowano najwięcej martwych pszczół – średnie arytmetyczne wyliczone z trzech klatek na koniec doświadczenia wynosiły odpowiednio pięć oraz siedem żywych pszczół. Natomiast najmniej martwych owadów było w grupach, którym podawano ekstrakt etanolowy lub wodny z liści konopi siewnych (Cannabis sativa L.) – liczba żywych pszczół na koniec doświadczenia wynosiła 19 i 16.
Zróżnicowanie chemiczne pestycydów jest bardzo duże, z tego względu należałoby przeprowadzić badania środowiskowe na obszarach charakteryzujących się rozwiniętą produkcją rolną opartą o polikultury, z czym wiąże się różnorodność stosowanych pestycydów. Takie badania trwają zazwyczaj dwa, trzy lata i wymagają sezonowego podawania pszczołom mieszaniny pokarmu i ekstraktu. W naszych doświadczeniach wykorzystywaliśmy dwa najczęściej stosowane pestycydy z grupy neonikotynoidów: imidaklopryd oraz acetamipryd – wyjaśnia prof. Załuski.
Nieoczekiwanie okazało się, że pozyskane wodnym roztworem alkoholu etylowego ekstrakty z korzeni, liści lub łodyg roślin z rodzaju Cannabis zarówno przedłużają życie pszczół narażonych na pestycydy z grupy nikotynoidów, jak i powodują spadek ilości zarodników chorobotwórczych grzyba Nosema spp, co znacznie ogranicza rozwój nosemozy u pszczoły miodnej. W kwietniu tego toku naukowcy złożyli dwa zgłoszenia patentowe w Polsce, a obecnie przygotowują międzynarodowe zgłoszenia patentowe. Jeśli znajdą licencjobiorcę, w okresie najbliższych dwóch-trzech lat produkt powinien pojawić się na rynku.
Marcin Behrendt, źródło: UMK