Avaliação da interação polinizador-agrotóxico por meio da toxicidade do Tiametoxam em Frieseomelitta varia Lepeletier, 1836 (Hymenoptera, Apidae, Meliponini)

Abstract

Apesar de não serem insetos-alvo, as abelhas são constantemente afetadas pelo uso indiscriminado de agrotóxicos nas plantações agrícolas. No Brasil, o inseticida tiametoxam (TMX), pertencente a classe dos neonicotinóides, vem sendo usado em larga escala e o seu uso está intimamente ligado ao risco ambiental de desaparecimento de abelhas. Embora seja reconhecido que os serviços ecossistêmicos prestados pelas abelhas sejam extremamente importantes, as abelhas nativas sem ferrão são pouco estudadas, existindo lacunas de conhecimento sobre questões biológicas, fisiológicas e comportamentais. Além disso, estudos recentes têm questionado se a atual espécie modelo utilizada em avaliações de risco para polinizadores, a Apis mellifera, é representativa para outros grupos de abelhas (solitárias e sem ferrão). Dessa forma, o presente estudo empregou três técnicas de avaliação de toxicidade do TMX para a espécie nativa Frieseomelitta varia após exposição à dieta contaminada com o inseticida: Concentração Letal Média (CL50), Tempo Letal Médio (TL50) e análise enzimática de Acetilcolinesterase (AChE), Carboxilesterase-3 (CaE-3) e Glutationa S-Transferase (GST) em forrageiras expostas a uma concentração subletal de TMX (CL50/10). A CL50 encontrada para F. varia foi de 0,6846 ng i.a./µL. Os resultados de TL50 obtidos foram: 25 dias para a concentração CL50/10, 27 dias para a concentração CL50/100 e 37 dias para o grupo controle. AChE não demonstrou regulação positiva ou negativa na presença de TMX para a espécie nos tempos analisados (um, cinco e dez dias). CaE-3 apresentou inibição enzimática no primeiro dia de exposição em cabeças e aumento de expressão em abdomens no décimo dia de análise. GST apresentou picos de expressão enzimática nos dias um e cinco em abdomens da espécie. Dessa forma, apesar da CL50 obtida para F. varia ser menos tóxica do que a CL50 de abelhas melíferas e outras espécies sem ferrão, ainda representa uma concentração baixa e pode ser considerada ambientalmente relevante. Os resultados de TL50 demonstraram encurtamento de 11±1 dias na expectativa de vida das forrageiras na presença do inseticida, enfatizando que a sobrevivência de campeiras da espécie é comprometida devido a exposição contínua ao TMX. Embora AChE e CaE-3 não apresentaram destaque na detecção de efeitos tóxicos do TMX, não pode ser descartada a hipótese de que o TMX é tóxico para F. varia, uma vez que outras enzimas ou vias metabólicas podem ter apresentado um papel significativo na destoxificação do TMX. Por outro lado, a alta expressão de GST revela estresse na homeostase de F. varia causado pela exposição prolongada ao TMX, indicando a toxicidade do inseticida. Considerando que processos de estresse oxidativo podem estar ativos devido ao TMX, fato evidenciado pela diferença de expressão de GST, estudos mais robustos que visem detectar estresse ou vias metabólicas de combate ao estresse podem representar abordagens promissoras para compreender melhor os efeitos do TMX em F. varia. De todo modo, o presente estudo traz resultados valiosos acerca da toxicidade do TMX em F. varia, podendo contribuir significativamente com a reavaliação de risco do TMX e futuras decisões acerca de seu uso.

Despite not being target insects, bees are constantly affected by the indiscriminate use of pesticides in crops. In Brazil, the insecticide thiamethoxam (TMX), belonging to the neonicotinoid class, has been used on a large scale and its use is closely linked to the environmental risk of bees decline. Although it is recognized that the ecosystem services provided by bees are extremely important, native stingless bees are poorly studied, with knowledge gaps on biological, physiological and behavioral issues. In addition, recent studies have questioned whether the current model species used in risk assessments for pollinators, Apis mellifera, is representative of other groups of bees (solitary and stingless). Thus, the present study employed three TMX toxicity assessment techniques for the native species Frieseomelitta varia after exposure to a contaminated diet with the insecticide: Median Lethal Concentration (LC50), Median Lethal Time (LT50), and enzyme analysis of Acetylcholinesterase (AChE), Carboxylesterase-3 (CaE-3) and Glutathione S-Transferase (GST) in foragers exposed to a sublethal concentration of TMX (LC50/10). The LC50 found for F. varia was 0.6846 ng a.i./µL. The LT50 results obtained were: 25 days for the LC50/10 concentration, 27 days for the LC50/100 concentration, and 37 days for the control group. AChE did not demonstrate positive or negative regulation in the presence of TMX for the species at the analyzed times (one, five and ten days). CaE-3 showed enzyme inhibition on the first day of exposure in heads and increased expression in abdomens on the tenth day of analysis. GST showed peaks of enzyme expression on days one and five in the abdomens of the species. Thus, although the LC50 obtained for F. varia is less toxic than the LC50 for honeybees and other stingless species, it still represents a low concentration and can be considered environmentally relevant. The TL50 results showed a shortening of 11±1 days in the life expectancy of forages in the presence of the insecticide. These results emphasizes that the foragers survival of the species is compromised due to continuous exposure to TMX. Although AChE and CaE-3 did not play a key role in the TMX toxicity detection, the hypothesis that TMX is toxic to F. varia cannot be eliminated due to other enzymes or metabolic pathways that may have played a significant role in the detoxification of the TMX. On the other hand, the high expression of GST reveals stress in the F. varia homeostasis caused by prolonged exposure to TMX, indicating the toxicity of the insecticide. Considering that oxidative stress processes may be active due to TMX (evidenced by the difference in GST expression), the use of approaches that could detect stress or stress-fighting metabolic pathways may significantly contribute to knowledge about TMX toxicity in F. varia. Furthermore, the present study brings valuable results about the toxicity of TMX in F. varia, which can significantly contribute to the reassessment of TMX risk and future decisions about its use.