양봉 신열대 사회성 꿀벌 Scaptotrigona postica 의 중장과 뇌에 대한 플루피라디푸론의 영향 과 그 행동 효과
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신열대 사회성 꿀벌 Scaptotrigona postica 의 중장과 뇌에 대한 플루피라디푸론의 영향 과 그 행동 효과
소개
꿀벌은 재배 식물과 자연 생태계의 수분에 있어 기본적인 역할을 하며, 전 세계 꽃식물의 약 90%를 수분하는 매개체 역할을 할 수 있습니다(D'Avila, Marchini, 2005).
현존하는 벌과 중 Apidae는 종 다양성과 생태적 습성이 두드러집니다(Michener, 2007). 이 과에는 침이 없거나 약해진 침 때문에 명명된 침이 없는 사회성 벌(meliponids)로 구성된 Meliponini족이 있으며(Michener, 2007), 지구의 열대 및 아열대 지방에 서식합니다(Ayala et al., 2013). 예를 들어, '만다구아리(mandaguari)'로 널리 알려진 Scaptotrigona postica (Latreille, 1807)는 나무 구멍에 서식하는 meliponid종으로 멕시코에서 브라질까지 분포합니다(Nogueira-Neto, 1997). 캐슈, 딸기, 피탕가, 아사이 등과 같은 농작물의 수분을 담당합니다(Souza et al., 2015).
벌의 중요성에도 불구하고, 이 수분 매개자들은 서식지 감소, 기후 변화(Jaffé et al., 2019), 자원 경쟁(Hung et al., 2019) 등 다양한 요인으로 인해 여러 위협에 직면해 왔으며, 그 결과 전 세계적으로 개체 수가 감소했습니다(Hung et al., 2019, Jaffé et al., 2019). 또한, 살충제의 부적절한 사용과 결합된 인간의 행위는 이 곤충들의 생물다양성에 가장 큰 위협을 가하는 요인 중 하나입니다(Dudley and Alexander, 2017).
앞서 언급한 정보와 작물 수확량 보장의 중요성을 고려할 때, 살충제용 신규 합성 물질의 개발 및 발견에 있어 이는 필수적인 관심 사항입니다(Godfray et al., 2010). 예를 들어, 플루피라디푸론은 부테놀리드 계열의 화학 물질에 속하는 침투성 살충제입니다(Nauen et al., 2014). 네오니코티노이드계 및 설폭시민계와 마찬가지로, 이 살충제는 nACh 수용체에 작용하여 응애, 진딧물, 흰파리와 같은 농업 해충을 방제하는 데 사용됩니다(Nauen et al., 2014).
2014년 이후 플루피라디푸론은 50개국 이상에서 등록되었으며(EFSA 식물보호제품 및 잔류물 패널, PPR 외, 2022), 대두, 커피, 감귤류, 면화, 패션프루트, 고추, 가지, 후추 등 다양한 작물에 사용이 허가되었습니다(Nauen 외, 2014; Bayer, 2022). 다른 신경독성 살충제에 비해 더 안전하고 환경 독성이 적은 대안으로 여겨지지만, 플루피라디푸론이 수분매개자에 미치는 실제 영향을 이해하는 것은 여전히 필요합니다(Siviter 외, 2024). 꿀벌이 이 살충제의 농도에 노출되면 둥지 틀기 성공률 감소(Siviter et al., 2024), 채집 효율 저하(Hesselbach and Scheiner, 2019, Siviter et al., 2024), 사망률 증가(Al Naggar and Baer, 2019, Hesselbach and Scheiner, 2019, Siviter et al., 2024), 면역 및 해독 유전자 발현 변화(Al Naggar; Baer, 2019) 등 다양한 영향을 받을 수 있습니다.
또한 살충제 플루피라디푸론에 대한 많은 연구가 Apis mellifera를 사용하여 수행되었지만 (Tosi; Nieh, 2019), Scaptotrigona postica 와 같은 토종벌이 감귤류와 딸기와 같은 작물의 수분 중에 이 물질과 접촉했을 가능성이 있으며, 이 살충제를 사용할 수 있습니다(Bayer, 2022, Nauen et al., 2014, Souza et al., 2015).
더욱이, 플루피라디푸론이 수분 곤충에 미치는 영향은 아직 알려지지 않았습니다. 따라서 본 연구는 플루피라디푸론이 토종 침 없는 벌에 미치는 영향에 대한 지식의 공백을 메우고, 환경적으로 유의미한 농도의 살충제에 대한 만성 경구 노출이 스캅토트리고 나 포스티카(Scaptotrigona postica) 의 수명과 이동 행동에 미치는 영향을 평가하고 , 벌의 뇌와 장에 미치는 영향도 평가하는 것을 목표로 합니다.
섹션 스니펫
Scaptotrigona postica 일꾼 의 수집 및 태그 지정
스캅토트리고나 포스 티카(Scaptotrigona postica) 채집벌은 2023년 12월, 2024년 1월, 3월, 4월에 브라질 소로카바(남위 23°34'58", 서경 47°31'27")에 위치한 관리되고 건강한 군집 입구에서 채집되었습니다. 채집벌만 채집하기 위해 군집 입구를 자체 왁스로 막은 후, 벌들이 군집 입구에 모여 250mL 용량의 투명한 플라스틱 용기에 채집을 위한 위치를 정했습니다. 코비큘라에 꽃가루가 없는 벌들은
활착
살충제 플루피라디푸론의 존재는 벌 생존율에 부정적인 영향을 미치지 않았습니다(콕스 회귀 분석 - 계수 = 0.017; p = 0.857), 위험비(HR) = 1.017, 95% 신뢰구간(CI): 0.844–1.226). 따라서 살충제에 노출된 벌들은 대조군과 비교했을 때 총 생존 시간에 유의미한 차이를 보이지 않았습니다(그림 1). 따라서 두 군 모두 유사한 생존 기간을 보였고, 대조군의 평균 치사 시간(LT50)도 8일로 유사했습니다.
논의
본 연구의 결과를 통해 환경적으로 관련 있는 농도의 플루피라디푸론(FPF)에 대한 만성 경구 노출이 Scaptotrigona postica 뇌의 버섯체 형태에 영향을 미치는 것을 관찰할 수 있었습니다 . 이 영역은 꿀벌의 감각적 특성, 학습, 기억, 사회화 및 자극 통합과 관련이 있기 때문입니다(Menzel, 2012). 구조적 변화는 꿀벌의 탐색 행동과 기억을 손상시켜 결과적으로
결론
실험실 조건에서 살충제 플루피라디푸론에 노출되면 스캅토트리고나 포스티카(Scaptotrigona postica) 뇌의 버섯체 형태에 영향을 미쳐 내부 신경 부분을 형성하는 세포 사이의 거리가 증가합니다. 이러한 변화는 행동 변화로 나타날 수 있으며, 분석된 모든 운동 매개변수가 감소했습니다. 그러나 살충제 노출은 개체 생존에 중요한 요인이 아닙니다. 더욱이 플루피라디푸론 노출은
CRediT 저자 기여 진술서
레베카 에마누엘 다 실바 카스토르: 집필 - 검토 및 편집, 집필 - 초안, 자료, 프로젝트 관리, 방법론, 조사, 연구비 확보, 형식적 분석, 데이터 큐레이션, 개념화. 비니시우스 마르틴스: 집필 - 검토 및 편집, 방법론. 일레인 크리스티나 마티아스 다 실바: 집필 - 검토 및 편집, 집필 - 초안, 지도, 연구비 확보, 개념화.
자금 조달
브라질 고등교육 인력 역량 강화 조정부( CAPES ) - 재정 코드 001(제1저자 장학금). FAPESP (지원 번호: 2017/21097-3)
경쟁 이해관계 선언
저자는 이 논문에 보고된 내용에 영향을 줄 수 있는 경쟁적 재정적 이해관계나 개인적 관계가 없다고 선언합니다.
감사의 말
저자들은 연구의 여러 단계에서 지원과 도움을 주신 Leticia Saraiva와 Rafaela Tadei에게 감사드립니다. 또한 분석 과정에서 마이크로톰과 광학현미경 사용을 허락해 주신 Letícia Souto 교수(LADIVE, Fapesp 2015/01424–4)에게도 감사드립니다.
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