Nieprawidłowości w gospodarce wapniowej wewnątrzkomórkowej przyczyniają się do zaburzeń zachowania prowadzących do śmiertelności pszczół miodnych po ostrym kontakcie ze środkiem owadobójczym cyantraniliprole

Dlaczego to ma znaczenie dla pszczół i ludzi

Pszczoły miodne są kluczowymi partnerami w naszej produkcji żywności, zapylając wiele upraw, na których codziennie polegamy. Jednocześnie rolnicy coraz częściej stosują nowe generacje insektycydów w celu ochrony plonów. W tej pracy analizowano jeden z takich produktów — cyantraniliprole — i zadano proste, lecz pilne pytanie: co powoduje krótkotrwały kontakt skóry z tą substancją u pszczół i czy ten sam typ uszkodzeń może wystąpić również u ssaków? Śledząc zarówno zachowanie pszczół, jak i wewnętrzne mechanizmy ich komórek mięśniowych oraz porównując je z mięśniami myszy, autorzy ujawniają ukrytą formę toksyczności, której mogą nie wykrywać obecne testy bezpieczeństwa.

Nowy rodzaj środka owadobójczego na wzrost

Cyantraniliprole należy do rodziny nowoczesnych insektycydów zwanych diamidami antranilowymi. Związki te celują w specjalne kanały wewnątrz komórek, które uwalniają wapń — kluczowy sygnał kontrolujący ruch mięśni, aktywność nerwową i pracę serca. Ponieważ te kanały u owadów różnią się od tych u ssaków, produkty te były reklamowane jako wysoce selektywne i bezpieczniejsze dla kręgowców. Jednak ich stosowanie szybko się rozszerzyło, a rosnące dowody z wcześniejszych badań sugerowały już, że w niskich dawkach mogą zakłócać pracę serca, mięśni i nerwów pszczół miodnych. Niniejsze badanie koncentruje się na cyantraniliprole, obecnie powszechnie stosowanym w Europie, i bada zarówno śmiertelność dorosłych pszczół po kontakcie, jak i to, jak substancja zmienia ich ruch długo przed śmiercią.

Gdzie chemikalia dotykają pszczoły ma znaczenie

Autorzy aplikowali młodym robotnicom małe krople cyantraniliprole na różne części ciała: grzbiet odwłoka w pobliżu serca, czułki odpowiadające za węch i smak, górną część tułowia nad mięśniami lotnymi oraz spodnią stronę tułowia nad głównymi ośrodkami nerwowymi. Śmiertelność po pojedynczym kontakcie zależała silnie od miejsca zetknięcia kropli. Dawki rzędu kilkudziesięciu nanogramów na pszczołę były już wysoce toksyczne przy stosowaniu na odwłok, czułki lub spodnią stronę tułowia, podczas gdy tradycyjne miejsce testowe stosowane w regulacjach — górna część tułowia — było wyraźnie mniej wrażliwe. Nawet gdy pszczoły przeżywały pierwszy dzień po ekspozycji na tułów, wyższe dawki nadal zabijały wiele z nich później, wskazując na opóźnione efekty niewykrywane przez krótkoterminowe testy.

Bardziej powolne, słabsze i mniej zdolne do ruchu

Aby sprawdzić, jak ekspozycja subletalna zmienia codzienne funkcjonowanie, zespół rejestrował ruch pojedynczych pszczół przez 21 godzin w małych arenach. W warunkach kontrolnych młode pszczoły stopniowo stawały się bardziej aktywne i szybsze, co odzwierciedla normalny rozwój umiejętności chodzenia. Pszczoły, które otrzymały umiarkowane dawki cyantraniliprole na tułów, wykazały wyraźny, zależny od dawki spadek prędkości maksymalnej i całkowitej przebytej odległości, mimo że jadły normalnie i spędzały mniej więcej taką samą część czasu na ruchu. Gdy ta sama niska dawka była aplikowana na różne strefy ciała, problemy behawioralne były najbardziej wyraźne po ekspozycji na czułki, co zmniejszało całkowitą przebywaną odległość o około połowę. Sugeruje to, że dotknięte są nie tylko mięśnie, lecz także przetwarzanie sensoryczne i zdolność pszczoły do reagowania na sygnały z otoczenia, co może wpływać na żerowanie, nawigację i zadania w kolonii.

Wewnątrz komórek: zaburzone iskry wapniowe u pszczół i myszy

Na poziomie komórkowym badacze izolowali włókna mięśni szkieletowych z nóg pszczół i barwili je fluorescencyjnym barwnikiem, który świeci, gdy wzrasta stężenie wapnia wewnątrz komórki. Krótkie ekspozycje na rosnące stężenia cyantraniliprole wywoływały stopniowo większe gwałtowne uwalniania wewnętrznego wapnia, a przy najwyższym poziomie niektóre komórki kurczyły się nieprawidłowo. Zespół zapytał następnie, czy podobne zaburzenie występuje u ssaków. Wykonano równoległe eksperymenty na włóknach mięśniowych dorosłych myszy, w tym włóknach od szczepu myszy niosącego mutację naśladującą ludzkie schorzenie zwane złośliwą hipertermią, które sprawia, że mięśnie są wyjątkowo wrażliwe na wyzwalacze. W tych komórkach mysich zarówno cyantraniliprole, jak i jego starszy krewny chlorantraniliprole wywoływały skoki wapnia, a w mutantowych włóknach silne przykurcze. Chociaż do osiągnięcia efektu potrzebne były wyższe stężenia niż u pszczół, zasadniczy mechanizm — anarchiczne uwalnianie wapnia z wewnętrznych magazynów — był ten sam u obu gatunków.

Co to mówi o ryzyku

Podsumowując, wyniki pokazują, że cyantraniliprole jest bardziej niebezpieczny dla pszczół, niż sugerują obecne standardowe testy, które koncentrują się na jednym, stosunkowo niewrażliwym miejscu ekspozycji i głównie liczą zgony. Nawet krótkotrwały kontakt może cicho uszkodzić wewnętrzny system kontroli wapnia u pszczół, prowadząc do osłabienia ruchu i prawdopodobnego upośledzenia istotnych zadań na długo przed śmiercią osobników. Obserwacja, że podobne zaburzenia wapniowe występują w mięśniach myszy, zwłaszcza w modelu dziedzicznej ludzkiej choroby mięśniowej, rodzi pytania o bezpieczeństwo tych związków dla ssaków niosących mutacje w tym samym typie kanału. Autorzy argumentują, że diamidy antranilowe powinny zostać ponownie ocenione, uwzględniając bardziej realistyczne drogi ekspozycji oraz zwracając szczególną uwagę na subtelne zmiany behawioralne i na wrażliwe populacje ludzi i zwierząt.

Cytowanie: Charreton, M., Mutterer, J., Pélissier, M. et al. Intracellular calcium handling dysfunction contributes to behavioural deficits leading to mortality of honey bees after acute contact exposure to the insecticide cyantraniliprole. Sci Rep 16, 13281 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43110-w

Słowa kluczowe: pszczoła miodna, środek owadobójczy, cyantraniliprole, sygnalizacja wapniowa, zdrowie zapylaczy