Bird decline, insect decline and neonicotinoids

Het voor vogels, en met name merels (Turdus merula), dodelijke Usutu-virus waart rond in de aan Nederland grenzende deelstaat Nordrhein-Westfalen. Het oorspronkelijk uit Afrika stammende Usutu-virus heeft in 2011 een derde van de merel populatie in Duitsland vernietigd, en er zijn aanwijzingen dat het virus zich nu richting Nederland verplaatst. Sinds de eeuwwisseling hebben zich in ook Oostenrijk, Zwitserland en Hongarije uitbraken van Usutu voorgedaan onder vogels. Het virus kan via muggenbeten op mensen worden overgebracht, maar er is nog slechts een geval bekend van een menselijke besmetting in Italie in 2009.

Een dodelijke infectieziekte bekend als ‘het geel’ die verantwoordelijk is voor massale sterfte van twee van de meest populaire tuinvogels in het Verenigd Koninkrijk heeft zich nu verder uitgebreid in Europa. Trichomonosis, een ziekte die normaliter vooral voorkomt bij duiven, heeft vanaf 2005 op de Britse eilanden verwoestend toegeslagen bij de groenling Carduelis chloris en de vink Fringilla Coelebs. De eencellige Trichomonas gallinae veroorzaakt bij deze vogels een geel abces in de keel, waardoor de dieren meestal binnen vier dagen sterven door honger of ademnood. In sommige gebieden daalde de vinken populatie met een vijfde en groenling populatie met een derde. Nu toont onderzoek dat in het tijdschrift EcoHealth werd gepubliceerd aan dat vinken die van Britse kusten naar Scandinavië migreren soortgenoten aldaar met de ziekteverwekker trichomonas gallinae hebben besmet. In Noorwegen, Zweden en Finland werden in de zomer van 2008 voor het eerst vinken gevonden die gestorven waren aan trichomonosis. Maar ook bij zangvogels in Oost-Nederland en in het westen van Duitsland werd in 2009 ‘het geel’ vastgesteld. Hoewel er niet direct vogelsoorten met uitsterven worden bedreigd, verwacht vogelexpert Jansman van Wageningen Universiteit dat de populatie groenlingen, nu 50.000 tot 100.000 broedparen, stevig zal teruglopen. „Ze sterven bij bosjes.” Begin 2012 werd gemeld dat in Lageland in de provincie Groningen huismussen zijn dood gegaan aan “het geel”, dat dus nu ook al rond gaat in het noorden van Nederland.

De meeste bodemorganismen leven op of in de bovenste laag van de grond en werken gezamenlijk aan het recyclen van organisch materiaal (zoals bladafval en andere plantenresten, uitwerpselen, kadavers etc.). Bodemdieren zoals miljoenpoten, pissebedden en regenwormen op en in de grond verkruimelen organisch materiaal dat vervolgens weer gegeten wordt door springstaarten, schimmels en bacteriën en verder afgebroken wordt tot bouwstenen die dan weer beschikbaar zijn voor de plantengroei. Behandeling van de bodem met langzaam afbreekbare neonicotinoide insecticiden betekent dat vrijwel alle insecten in de bodem zullen worden vergiftigd. Uit recent onderzoek is bovendien gebleken dat neonicotinoiden veruit de giftigste insecticiden voor regenwormen zijn (bijlage). Recent is ook aangetoond dat neonicotinoiden het bacterieleven in de bodem negatief beinvloeden (bijlage). Afbraak van organische stof zal hierdoor in gevaar komen (bijlage).

In de winter van 1994 stierven plotseling de talrijke Mexicaanse roodmussen (Carpodacus mexicanus) in Washington D.C.; de epidemie verspreidde zich daarna razendsnel naar het westen. De kleine zangvogels leden aan duidelijk zichtbare oogontstekingen, waardoor ze geen voedsel meer konden vinden en ook een gemakkelijke prooi voor roofdieren werden. Ondertussen is de ziekte in Californië aan de westkust van de V.S. gearriveerd. Biologen schatten het aantal slachtoffers alleen in de eerste drie jaar van de epidemie al op 225 miljoen. De veroorzaker van de ziekte is Mycoplasma gallisepticum, een bacterie, die eigenlijk als ziekteverwekker bij kippen bekend stond. M. gallisepticum heeft nu echter ook verwoestend toegeslagen bij Mexicaanse roodmussen.

In het laatste decennium zijn er een aantal nieuwe infectieziekten geconstateerd die amfibieën, honingbijen, vleermuizen en merels hebben gedecimeerd. Steeds meer wetenschappers verdenken bestrijdingsmiddelen er van de eigenlijke veroorzaker van deze epidemieën te zijn. Vermoed wordt dat blootstelling aan lage concentraties van bestrijdingsmiddelen een aantasting van het immuunsysteem veroorzaakt waardoor de gevoeligheid voor ziekteverwekkers toeneemt. De recente vloed van infectieziekten begon bij amfibieën. Wetenschappers ontdekten de veroorzaker - een schimmel die Batrachochytrium dendrobatidis wordt genoemd - in 1998. Meer dan 1.800 species van amfibieën worden momenteel met uitsterven bedreigd en er blijkt een sterke correlatie met het pesticiden gebruik te zijn. Zes jaar nadat wetenschappers de schimmelaanval op amfibieën ontdekten, begonnen geheimzinnige infectieziekten honingbijenvolken te decimeren. Tussen 2006 en 2009, vernietigden ziekteverwekkers jaarlijks 35 procent van de bijenvolken in de V.S. Veel deskundigen geloven dat deze ontwikkeling een samenspel van stress factoren (eenzijdige voeding, decennia van industriële imkerijpraktijken, en ziekteverwekkers) is. Maar er zijn nu overtuigende wetenschappelijke bewijzen dat uiterst geringe hoeveelheden van een nieuwe klasse van insecticiden, de neonicotinoiden, het immuunsysteem van honingbijen verzwakken.

De meeste bijenhouders hoeven er niet van te worden overtuigd dat bestrijdingsmiddelen, en in het bijzonder de neonicotinoide insecticiden, de oorzaak zijn van de massale bijenvolksterfte van de laatste jaren. Door de druk van een sterke bijenhoudersvereniging en verscheidene invloedrijke milieu-organisaties is er in de V.S. veel onderzoek verricht naar de oorzaken van de sterk verhoogde bijenvolksterfte, maar het is toch een zeer frustrerende tijd voor bijenhouders geweest. Voor een buitenstaander leek het er op dat de projecten het doel hadden alle mogelijke oorzaken uit te sluiten alvorens naar de rol van bestrijdingsmiddelen te kijken. Dat was zo ongeveer het laatste waarvoor men belangstelling leek te hebben. Het rapport van de begeleidingscommissie van het Amerikaanse bijenvolksterfte onderzoek is in dat opzicht zeer interessante lectuur (www.ars.usda.gov/is/br/ccd/ccdprogressreport2010.pdf). Iedereen is het er over eens dat de bijen ziek zijn, maar dat komt toch zeker doordat wij de bijen door het hele land rijden of door ondervoeding? Het is alsof je een lange spiraal volgt met in het centrum de roos. Je weet waar de reis naar toe behoort te gaan, maar ze willen allereerst de hele spiraal langs voordat ze de roos treffen.

Volgens de gegevens van het Nederlands Centrum voor Bijenonderzoek waren er in 2009 in Nederland ongeveer 7000 imkers die naar schatting 63.000 bijenvolken hielden. In 1985 waren er nog ongeveer 110.000 bijenvolken in Nederland. Het aantal volken honingbijen in Nederland is sinds 1985 dus bijna gehalveerd. De verwachting is dat het aantal bijenvolken in de komende jaren nog verder zal dalen. Chronische blootstelling van bijenvolken aan bestrijdingsmiddelen en met name aan de neonicotinoïde insecticiden (door besmetting van stuifmeel en nectar) is de oorzaak van de verhoogde bijenvolksterfte van de laatste jaren (die een bedreiging vormt voor de globale voedselproductie). Residuen van bestrijdingsmiddelen waaronder imidacloprid werden in grote getale teruggevonden in alle matrices van het honingbijenvolk (bijen, broed, honing, stuifmeel, propolis, was) in omvangrijke onderzoeken in Frankrijk, Duitsland en de Verenigde Staten. De toxicologen Henk Tennekes en Francisco Sánchez-Bayo ontdekten grote overeenkomsten in het dosis-werkingsprofiel van kankerverwekkende stoffen en neonicotinoide insecticiden, die er op wijzen dat een veilig blootstellingsniveau voor neonicotinoiden bij insecten en andere geleedpotigen in feite niet bestaat, en dat iedere hoeveelheid giftig is voor deze organismen.

Door twee onafhankelijke groepen (in Frankrijk en de VS) is aangetoond dat blootstelling aan uiterst geringe hoeveelheden van het neonicotinoide insecticide imidacloprid honingbijen zeer gevoelig maakt voor de darmparasiet Nosema (bijlage). Deze onderzoeksresultaten sluiten aan bij de publicaties (bijlage) van de toxicologen Henk Tennekes en Francisco Sánchez-Bayo over de grote overeenkomsten in het dosis-werkingsprofiel van kankerverwekkende stoffen en neonicotinoide insecticiden. Gevreesd moet worden dat een veilig blootstellingsniveau voor neonicotinoiden bij insecten en andere geleedpotigen in feite niet bestaat, en dat iedere hoeveelheid giftig is voor deze organismen. Het feit dat deze moeilijk afbreekbare insecticiden overal – en in Nederland al sinds vele jaren normoverschrijdend - in het milieu voorkomen (neonicotinoiden zijn in meer dan 100 landen geregistreerd voor toepassing bij 140 gewassen, maar ook in tuin, landschap en bosbeheer worden deze stoffen gebruikt), brengt het grote gevaar met zich mee dat insectenpopulaties door de giftige werking van neonicotinoiden overal sterk zullen afnemen. Insecten zijn onmisbaar in het ecosysteem.

De traditionele benadering van giftigheid is het testen in model organismen van dosis (concentratie) - effect verhoudingen bij een willekeurig vastgelegde blootstellingsduur, waarvan wordt verondersteld dat daarmee de 'acute' of 'chronische' blootstelling wordt nagebootst. Deze benadering meet het aandeel van alle blootgestelde individuen waarbij effecten worden waargenomen. Deze gegevens kunnen echter niet worden gerelateerd aan de zeer uiteenlopende blootstellingssituaties van mens en dier aan de vele potentieel giftige stoffen. In de bijgevoegde publicatie van Henk Tennekes en Francisco Sánchez-Bayo wordt aangetoond dat met de huidige toxicologische risicoanalyse het daadwerkelijke risico schromelijk kan worden onderschat. Voorbeelden daarvan zijn de giftigheid van neonicotinoide insecticiden en sommige zware metalen voor arthropoden (geleedpotigen). Hier zijn volledig nieuwe benaderingen vereist. Een toenemend aantal onderzoekers gebruikt nu een variant van het traditionele test protocol, waarbij de dosis (concentratie) wordt gekoppeld aan de tijd tot een bepaald effect (TTE) wordt waargenomen. Deze TTE benadering meet de effecten bij alle individuen, en verstrekt informatie over dosis (concentratie) en de blootstellingstijden die nodig zijn voor een giftige werking op de geteste organismen. Op die manier kunnen extrapolaties en voorspellingen worden gemaakt over de giftige gevolgen van iedere combinatie van dosis (concentratie) en blootstellingstijd.

Imidacloprid is het eerste zeer efficiënte insecticide waarvan het werkingsmechanisme berust op bijna volledige en vrijwel onomkeerbare blokkade van de postsynaptische nicotinerge acetylcholine receptoren (nAChRs) in het centrale zenuwstelsel van insecten. Imidacloprid bootst de werking van acetylcholine na, maar wordt, in tegenstelling tot acetylcholine, niet gedesactiveerd door acetylcholinesterase en activeert daardoor permanent nAChRs. De chronische blootstelling van insecten aan imidacloprid leidt dientengevolge tot cumulatieve en vrijwel onomkeerbare blokkade van nAChRs, die functies vervullen in vele cognitieve processen. Een honingsbij moet tijdens een voedselvlucht vele complexe visuele patronen leren en zich ook weten te herinneren. Deze cognitieve functies kunnen worden verstoord wanneer nAChRs, noodzakelijk voor de vorming van lange termijn geheugen en betrokken bij het vrijmaken van deze informatie, voortdurend worden geblokkeerd. Bij sub-letale doseringen van imidacloprid treedt bij de honingsbij dan ook een verandering van het foerageergedrag op.