Как пчёлы помогают нам следить за загрязнением: от токсичных металлов до устойчивости к антибиотикам

Отследить распространение различных загрязнителей в городах сложно из-за смешения промышленной, жилой и иной деятельности. Это вызывает обеспокоенность, особенно с учётом растущих доказательств отсутствия «безопасного» предела воздействия многих химикатов.

Два новых исследования использовали медоносных пчёл для лучшего мониторинга загрязнения в городской среде.

Суть биомониторинга с помощью пчёл

Собирая нектар, пыльцу и воду, пчёлы постоянно поглощают загрязнители из окружающей среды. Зная их продолжительность жизни и примерный радиус полёта, химический анализ может дать снимок уровня загрязнения в этом районе в данный момент.

С помощью пчеловодов-любителей исследования, опубликованные в Environmental Science & Technology и Environmental Pollution, отследили токсичные металлы и гены устойчивости к противомикробным препаратам (AMR) в Сиднее (Австралия) и Нумеа (Новая Каледония).

Европейских медоносных пчёл давно используют как вид-индикатор для мониторинга вредителей, болезней и химикатов. С ростом популярности городского пчеловодства появилось больше работ по биомониторингу с их помощью для отслеживания металлов, пестицидов и PFAS («вечных химикатов») в мёде.

Как пчёлы помогают картировать загрязнение

Пчёлы могут выявлять незаметные иначе закономерности загрязнения.

• В Нумеа пчёлы помогли оценить влияние местного никелевого плавильного завода. Уровни связанных с ним металлов — никеля, хрома и кобальта — были повышены рядом с заводом и снижались с удалением. Сравнение данных пчёл с пробами почвы и пыли показало, что пчёлы были наиболее чувствительным и эффективным маркером этого загрязнения.
• В Сиднее картирование следовых металлов в пчёлах позволило выявить факторы, влияющие на загрязнение в радиусе их полёта. Для нейротоксичного свинца ключевыми оказались жилая и промышленная деятельность, особенно в густонаселённых районах центра. В менее населённых местах с парками или фермами были выше уровни марганца, вероятно, из-за естественных почвенных источников и пестицидов.
• Пчёлы также помогли изучить распространение генов AMR — серьёзную проблему в городах, вызванную злоупотреблением антибиотиками. Эти гены были широко распространены в Сиднее: 83% исследованных пчёл поглотили один или более генов. Их источник был слабо связан с промышленностью, но сильно коррелировал с площадью водоёмов, доступных пчёлам для водопоя. Вероятно, гены попадают в среду через сточные воды и поглощаются пчёлами.

Как загрязнители влияют на пчёл?

Анализы показали, что загрязнители накапливаются внутри пчелы со временем, а не на её поверхности. Концентрации металлов в вымытых и невымытых пчёлах не отличались. У старых, мёртвых пчёл в конце жизни концентрации были выше, чем у молодых.

Высокоточная визуализация обнаружила на поверхности пчёл только органические неметаллические частицы. Это может быть связано с отличными гигиеническими привычками пчёл, которые также защищают улей от паразитов и грибков.

Исследования показывают, что воздействие металлов и неоникотиноидных инсектицидов может ухудшать развитие, способность к сбору пищи и выживаемость пчёл.

А что в их мёде?

Хорошая новость: следовые металлы в мёде обнаружены в очень низких, не вызывающих опасений концентрациях.

• В Нумеа основной элемент от плавильного завода, никель, был более чем в 30 раз ниже в мёде, чем в пчёлах.
• В шахтёрском городе Брокен-Хилл (Австралия) уровень свинца в мёде был в 10 раз ниже, чем в самих пчёлах.

Пчёлы — не единственные биомониторы

Уроки этой работы побудили Управление по охране окружающей среды (EPA) Виктории, с которым связаны авторы, изучить использование биомониторов (медоносных пчёл, домовых воробьёв и хищных птиц) в своих исследованиях. Как научно обоснованный регулятор, EPA использует такие исследования для лучшего понимания присутствия, поглощения и распространения загрязнителей.

Перед планетой стоит множество взаимосвязанных экологических проблем, включая химическое загрязнение. Более комплексный мониторинг, включая наблюдение с помощью пчёл, позволит быстрее и эффективнее реагировать на вызовы в области здоровья окружающей среды.