Information

Welche Wirkung haben Pestizide auf das Wurmwachstum?

Welche Wirkung haben Pestizide auf das Wurmwachstum?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Zu Beginn eines neuen Semesters wurden wir gebeten, Ideen für Untersuchungsprojekte vorzuschlagen. Unsere Idee dreht sich um die Auswirkungen von Pestiziden auf Nicht-Zielorganismen. Da der häufige Einsatz von Pestiziden potenziell die Bodengesundheit beeinträchtigen kann, haben wir uns für die Regenwürmer als Zielorganismus entschieden. Unser Versuchsaufbau drehte sich um die Untersuchung ihres Wachstums. Zwei Container (Container A-Control, Container B-Experimental) würden mit Erde und anderen lebenswichtigen Dingen gefüllt. In Behälter A würde normale Erde verwendet werden. Bei Container B würden wir Pestizide auf den Boden sprühen und mischen, damit es wirklich in den Boden gelangt. Danach würden wir die Würmer platzieren (5 pro Behälter). Die vorgesehene Zeit für die Datenerhebung und -analyse beträgt 3 Wochen. In dieser Situation würden wir das Verhalten des Wurms jeden Tag für 10 bis 14 Tage (je nach unserem Zeitplan) und sein Wachstum am letzten Tag beobachten, indem wir seine Länge, sein Gewicht und seine Farbe beschreiben.

Ich denke, dass unsere Aufstellung logisch ist, anstatt Betriebe zu finden, die in den letzten 20 Jahren Pestizide versprüht haben, was in unserer Situation schwierig ist. Hat jemand Feedback zu den Einzelheiten des Experiments basierend auf früheren Forschungen zu diesem Thema?


Auswirkungen von Terbuthylazin und Carbofuran auf Wachstum und Fortpflanzung innerhalb von drei Generationen von Eisenia andrei (Oligochäta)

Subletale Wirkungen von Terbuthylazin und Carbofuran auf das Wachstum und die Reproduktion von Eisenia andrei wurden über einen Zeitraum von drei Generationen untersucht. Die Reproduktion wurde durch Messung der Kokkenproduktion von Würmern, die chronisch mit Pestiziden behandelt wurden, bewertet. Bei der Elterngeneration wurde eine Hemmung der Kokonproduktion festgestellt. Jungtiere wurden aus Kokons aufgezogen, um die F . bereitzustellen1 Generation. Während der Aufzucht wurde ein schnelleres Wachstum von mit Terbuthylazin behandelten Jungtieren im Vergleich zu unbehandelten Würmern beobachtet. Die Steigerung der Vitalität wurde auch bei der Kokonproduktion festgestellt. Mit Terbuthylazin behandelte Gruppen produzierten mehr Kokons als Kontrollen. Die F2 Generation wurde von Jungtieren der F . aufgezogen1 Generation, und hier auch, erhöhten die Terbuthylazin-Behandlungen das Regenwurmwachstum, aber nicht die Kokonproduktion. Die Exposition gegenüber Carbofuran verringerte die Kokonproduktion in allen Generationen. Wachstum der F1 Generation wurde durch niedrige Carbofuran-Konzentrationen nicht beeinflusst.

Dies ist eine Vorschau von Abonnementinhalten, auf die Sie über Ihre Institution zugreifen können.


Lassen Sie sich benachrichtigen, wenn wir Neuigkeiten, Kurse oder Veranstaltungen haben, die für Sie von Interesse sind.

Durch die Eingabe Ihrer E-Mail stimmen Sie zu, Mitteilungen von Penn State Extension zu erhalten. Sehen Sie sich unsere Datenschutzerklärung an.

Vielen Dank für Ihre Einreichung!

Nährstoffmanagementplanung: Ein Überblick

Artikel

Der Penn State Agronomie-Leitfaden

Leitfäden und Veröffentlichungen

Landressourcenkarte von Pennsylvania

Leitfäden und Veröffentlichungen

Direktsaat von Farmer zu Farmer-Einführung in die Serie

Videos

Studienleitfaden für zertifizierte Pflanzenberater in Pennsylvania

Online Kurse

Insektizide

Insektizide sind Chemikalien, die verwendet werden, um Insekten und einige andere Arthropoden (Milben, Zecken, Spinnen usw.) abzutöten oder zu verhindern, dass sie Schaden anrichten. Sie werden nach ihrer Struktur und Wirkungsweise klassifiziert. Akarizide sind Pestizide, die auf die Bekämpfung von Milben abzielen. Sie haben möglicherweise keine oder nur eine geringe Wirkung gegen Insekten.

Viele Insektizide wirken an bestimmten Stellen im Nervensystem des Insekts. Diese sorgen in der Regel für einen sehr schnellen Niederschlag von Insekten, die letztendlich an Austrocknung oder Hunger sterben können. Die Insektizide werden normalerweise auf befallene Pflanzen oder Oberflächen, auf denen sie ruhen, gesprüht. Je nach Schädling kann das Insektizid durch direkten Kontakt mit den Sprühtröpfchen, Aufnahme von behandeltem Laub oder längerem Kontakt mit den Rückständen auf einer behandelten Oberfläche töten.

Einige Arten von Insektiziden

Cholinesterasehemmer stören die Übertragung von Nervenimpulsen an der Synapsenlücke. Zu dieser Gruppe gehören die Insektizide Organophosphat (Malathion, Diazinon, Acephat) und Carbamat (Carbaryl). Sie können als Kontakt- oder Restinsektizide verwendet werden. Einst weit verbreitet zur Insektenbekämpfung wurden diese Insektizide weitgehend durch andere Gruppen ersetzt.

Bakterielle Toxine werden von bestimmten Bodenmikroorganismen produziert. Beispiele beinhalten Bacillus thuringiensis (Bts) und Spinosynen. Bt-Toxine stören den Verdauungstrakt von Raupen, so dass es sich um spezifische Insektizide handelt, die gegessen werden müssen.

Botanische Insektizide sind Abwehrstoffe, die aus Pflanzen gewonnen und zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt werden. Pyrethrine werden aus den Blüten bestimmter Chrysanthemenarten gewonnen. Pyrethroide Insektizide sind synthetische Chemikalien, die auf der molekularen Struktur des natürlichen Insektizids basieren. Nikotin, das in einigen Nachtschattengewächsen gefunden wird, ist die Grundlage für die Familie der Neonictinoide oder Insektizide. Beide Gruppen arbeiten am Nervensystem. Azadirachtin ist eine Chemikalie aus dem Neembaum, die Insekten- und Krankheitsbekämpfungsaktivität hat.

Insektenwachstumsregulatoren (IGRs) sind Chemikalien, die auf Hormonen basieren und die Entwicklung von Arthropoden regulieren. Sie stören die Metamorphose, so dass sie gegen unreife Stadien, aber nicht gegen Erwachsene aktiv sind.

Wie Insektizide ins Ziel gelangen

Wie Insektizide in Schädlinge eindringen können (www.dropdata.org)

  1. Direkter Kontakt - die Zielinsekten werden direkt mit Sprühtropfen getroffen.
  2. Sekundärer oder indirekter Kontakt durch Überkriechen oder Ausruhen auf behandelten Oberflächen. Das Insektizid wird durch dünne Teile des Exoskeletts absorbiert. Diese sind besonders wirksam gegen Insekten mit weichem Körper wie Blattläuse, einige Raupen, Thripse usw. Sie sind weniger wirksam gegen Insekten mit dicken oder harten Außenskeletten oder harten Flügeldecken (Käfer) oder behaarten Raupen. Insektizide auf behandelten Oberflächen können durch dünne Teile des Außenskeletts, insbesondere die flexiblen Bereiche der Füße, in Insekten eindringen.
  3. Aufnahme von Spritzrückständen von Kontaktinsektiziden auf Pflanzen durch Schädlinge mit kauenden Mundwerkzeugen (Käfer, Raupen) oder von systemischen Insektiziden im Pflanzensaft durch Blattläuse, Zikaden, Pflanzenwanzen etc.
  4. Repellentien verhindern, dass Insekten auf behandelten Oberflächen bleiben oder diese fressen. Chemikalien, die als Anti-Futtermittel bezeichnet werden, hindern Insekten daran, behandeltes Gewebe zu fressen.
  5. Begasungsmittel sind Pestizide, die bei Freisetzung in die Luft oder den Boden zu Gasen werden. Begasungsmittel können zur Bekämpfung von Nematoden und Krankheitserregern im Boden oder Insekten in Holz oder Vorratsprodukten eingesetzt werden.
  6. Pheromone, Chemikalien, die von Insekten zur Kommunikation verwendet werden, können bei der Insektenbekämpfung eingesetzt werden. Zum Beispiel setzen einige weibliche Insekten Sexualpheromone frei, um Männchen zur Paarung anzulocken. Synthetische Sexualpheromone einiger Arten können aus Spendern in ausreichenden Mengen freigesetzt werden, um Männchen zu verwirren, damit sie Weibchen nicht lokalisieren können.

Breitbandinsektizide töten eine Vielzahl von Arthropoden, einschließlich nützlicher und schädlicher Arten.

Schmalspektrum- oder selektive Produkte wirken auf eine begrenzte, oft verwandte Gruppe von Arten. Zum Beispiel müssen "Bt"-Insektizide gegessen werden, um Raupen abzutöten. Sie sind spezielle Magengifte.

Faktoren, die die Insektizidleistung beeinflussen

Eine erfolgreiche Bekämpfung eines Schadinsekts erfordert eine ordnungsgemäße Anwendung, einschließlich der Abdeckung und des Zeitpunkts der Behandlung. Einige Produkte sind gegen bestimmte Schädlinge wie Raupen wirksam. Für bestimmte Schädlinge (wie Herbstheerwürmer) oder Schädlinge, die sich in einem späteren Stadium ihrer Entwicklung befinden (kleine Heuschreckennymphen) vs die größeren Erwachsenen).


Hemmen Insektizide das Pflanzenwachstum?

In diesem Experiment werden wir herausfinden, ob Insektizide das Pflanzenwachstum hemmen oder keinen Unterschied machen.

Forschungsfragen:

Sind Insektizide schädlich für den Menschen?

Pflanzen wachsen durch einen Prozess namens Photosynthese. Dies erfordert Sonnenlicht. Das Chlorophyll, das sich im Chloroplasten der Pflanzenzellen befindet, fängt das Sonnenlicht auf und löst die Reaktionen aus, die zum Wachsen der Pflanze erforderlich sind. Wasser wird auch in der Wachstumsgleichung benötigt, da Pflanzen wie Menschen und Tiere Feuchtigkeit brauchen, um ihren Durst zu löschen.

Insektizide wehren Insekten ab. Käfer sind keine gute Sache für Pflanzen (außer für bestäubende Insekten), da einige dieser Insekten Löcher bilden und die Pflanzen kontaminieren.

Materialien:

  • Jedes Insektizid (brauche keine riesige Flasche)
  • Bohnensamen
  • Erde am Boden
  • Wasser
  • Sonnenlicht

Versuchsdurchführung:

  1. Pflanzen Sie 2 Gruppen Samen im Abstand voneinander in einen Garten. Stellen Sie sicher, dass sie die gleiche Menge an Sonnenlicht bekommen.
  2. Sprühen Sie etwas Insektizid auf eine Gruppe von Samen. Denken Sie daran, wer das Insektizid bekommt.
  3. Beobachten Sie die Keimrate und das Wachstum beider Samengruppen.
  4. Besprühen Sie die angegebene Pflanze alle paar Tage mit Insektizid.
  5. Notieren Sie jeden Unterschied, den Sie in Bezug auf die allgemeine Pflanzengesundheit und das Wachstum sehen, für mehrere Wochen bis zu einem Monat.

Empfohlene Tabelle

Kein Insektizid

Begriffe/Konzepte: Insektizide Pflanzenwachstums-Photosynthese

Greene, Stanley A. Pohanish, Richard P. (Herausgeber) (2005). Sittigs Handbuch für Pestizide und Agrarchemikalien. SciTech Publishing, Inc. ISBN 0-8155-1516-2.

Haftungsausschluss und Sicherheitsvorkehrungen

Education.com stellt die Science Fair-Projektideen nur zu Informationszwecken zur Verfügung. Education.com gibt keine Garantie oder Zusicherung in Bezug auf die Science Fair-Projektideen und ist nicht verantwortlich oder haftbar für Verluste oder Schäden, die direkt oder indirekt durch Ihre Verwendung dieser Informationen verursacht werden. Durch den Zugriff auf die Science Fair-Projektideen verzichten Sie auf jegliche Ansprüche gegen Education.com, die sich daraus ergeben. Darüber hinaus unterliegt Ihr Zugriff auf die Website von Education.com und Science Fair Project Ideas der Datenschutzrichtlinie und den Nutzungsbedingungen von Education.com, die Haftungsbeschränkungen von Education.com enthalten.

Hiermit wird gewarnt, dass nicht alle Projektideen für alle Personen oder unter allen Umständen geeignet sind. Die Umsetzung einer wissenschaftlichen Projektidee sollte nur in geeigneten Umgebungen und unter angemessener elterlicher oder anderer Aufsicht erfolgen. Das Lesen und Befolgen der Sicherheitshinweise aller in einem Projekt verwendeten Materialien liegt in der alleinigen Verantwortung jedes Einzelnen. Weitere Informationen finden Sie im Handbuch der Wissenschaftlichen Sicherheit Ihres Bundesstaates.


Schädlingsbekämpfung vom Mittelalter bis ins viktorianische Zeitalter

In der Spanne vom Mittelalter bis ins viktorianische Zeitalter bewegte sich die Wissenschaft vom Reich der Religion und Magie zum praktischen Studium. Die Disziplinen Chemie und Biologie wurden einbezogen und eröffneten Studien zu chemischen Verbindungen, Reaktionen und chemischen Synthesen. Schädlingsbekämpfungsmethoden haben definitiv von diesem Erkenntnisstreben profitiert. Ältere Methoden der Schädlingsbekämpfung wurden noch verwendet (Entfernung, Barrieren, Pflanzenstoffe und elementare Salze), aber die Mechanismen hinter ihrer Wirksamkeit wurden noch entdeckt.

Das 19. Jahrhundert markierte den Beginn der Herstellung chemischer Pestizide, als Chemikalien aus ihren botanischen Quellen extrahiert und in Labors gereinigt wurden. Zu dieser Zeit wurden Nikotinverbindungen aus Tabak gereinigt, Pyrethrum aus Blüten extrahiert und Rotenon aus Wurzeln isoliert. Darüber hinaus wurden Cyanide in den Kernen einiger Früchte als giftige Verbindungen erkannt.

Während dieser Ära wurden chemische Verbindungen zum Zwecke der Schädlingsbekämpfung gemischt und hergestellt. 1814 wurde eine anorganische Verbindung von Kupfer(II)-Acetoarsenit namens „Paris Green“ als Pigment eingeführt. Bis 1867 wurde Paris Green weithin als Insektizid und Rodentizid verkauft. Bis in die 1960er Jahre wurden sogar noch Paris Green-Farben produziert.

In ähnlicher Weise wurde die Bordeaux-Mischung Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt, um die Große französische Weinfäule zu bekämpfen. Seine Mischung aus Kupfer(II)-sulfat und Calciumhydroxid wurde entwickelt, um Pilz- und Mehltauinfektionen in Weinbergen zu bekämpfen.

Es war während der viktorianischen Ära, in der traditionelle Methoden der Schädlingsbekämpfung offiziell untersucht und in die wissenschaftliche Methode überführt wurden. Als Ergebnis wurden alle chemischen Verbindungen, die historisch in ihren botanischen Formen verfügbar waren (z. Die bescheidenen Anfänge einfacher, natürlicher Abwehrmittel und physischer Schädlingsbekämpfungsmittel wuchsen in die chemische und landwirtschaftliche Industrie, die nach neuen und verbesserten Methoden suchte.


Sonne und Boden, Wasser und Würmer, Pflanzen und Pestizide…und HANF

Ich bin kein Experte. Ich war noch nie Bauer. Ich gärtnere nicht einmal viel. Warum sollte ich also etwas über den Lebenszyklus der Erde/Pflanze wissen? Es hat mit Würmern zu tun. Ich habe einmal als Verkäufer für eine Wurmkooperative gearbeitet. Ich würde Vorträge über Würmer, das Potenzial von Wurmguss (Dünger aus Würmern) und die Marktnachfrage nach organischen Düngemitteln organisieren. Während meiner Veranstaltungen hatte ich oft Gastbiologen von lokalen Universitäten, die eine Art ‘Soils 101’ für Gäste gaben. Hier ist es also, was es wert ist, das Beste, was sich ein Laie wie ich erinnern kann.

Schmutz ist tot. Es sind zerkleinerte Mineralien, die durch die Naturgewalten abgebaut werden. Boden lebt! Es ist eine reiche Palette von Mikroorganismen und Pflanzenstoffen in verschiedenen Verfallsstadien. Gutes Ackerland besteht hauptsächlich aus Erde. Beim Zerfall von Pflanzenmaterial wird es von Tieren, Insekten, Nematoden und Mikroorganismen abgebaut. Das Nebenprodukt dieses Prozesses sind die Ablagerungen von Nährstoffen, die Pflanzenwurzeln benötigen. Also der Kreislauf des Lebens. Pflanzen wachsen, sie werden von der Natur gefressen oder abgebaut, was zu einem Verfall führt, der kleinere lebende Organismen ernährt, die die Nährstoffe produzieren, die Pflanzen zum Wachsen benötigen.

Die Sonne ist die primäre Energiequelle, die diesen Prozess antreibt. Wasser ist das Transportmittel dieses Kreislaufs. Man kann sich die Sonne vorstellen, als würde man durch einen Strohhalm schlürfen. Wenn die Sonne auf die Pflanzen trifft, "schluckt" sie das Wasser, wodurch es durch die Wurzeln und den Stängel aufsteigt. Die Genetik der Pflanze, kombiniert mit Sonnenlicht und Wasser, verursacht Blätter und Früchte, Öle und Samen und alles andere, was die Pflanze produziert. Die Pflanze setzt Sauerstoff und mehr ab und dann können Tiere und Insekten fressen.

Würmer sind der Multiplikator dieses Effekts. Würmer nehmen Bodenpartikel auf, aber sie "fressen" den Boden nicht wirklich. Der Prozess, der in einem Wurm stattfindet, besteht darin, dass er sich von den Pilzen und Mikroben ernährt, die an diesem Bodenpartikel hängen, und sie inkubieren das Leben für die Mikroorganismen, die von diesem Prozess profitieren. Was aus einem Wurm kommt, ist das gleiche Erdteilchen, das jetzt eine reiche Biologie von lebensspendenden Nährstoffen für Pflanzenwurzeln bedeckt. Sie drehen den Boden, belüften den Boden und sorgen dafür, dass der Boden Wasser näher an der Oberfläche zurückhält, wo Pflanzenwurzeln es erreichen können

Pestizide, chemische Düngemittel und Wachstumsmittel

In unserem industrialisierten Zeitalter haben wir eine Fülle von Chemie erfunden, um bei der Pflanzenproduktion zu "8220 zu helfen". Wir können Pflanzen schneller, größer, farbintensiver und widerstandsfähiger gegen Unkraut, Krankheiten und Schädlinge anbauen. Leider töten viele der Chemikalien, die wir heute verwenden, tatsächlich den Boden, töten die Würmer und verwandeln unseren Boden in Schmutz. Jedes Jahr werden mehr Chemikalien benötigt, um die Pflanzenproduktion fortzusetzen. Die größeren, bunteren Gemüse und Früchte sind nur noch hohle Schalen mit stark reduziertem Nährstoffgehalt im Vergleich zu den Erzeugnissen vergangener Generationen. Wir müssen viel mehr Obst und Gemüse essen, um auch nur einen Teil der Nährstoffe zu erhalten, die früher in den langsameren, hässlicheren natürlich angebauten Produkten verfügbar waren. Das Ackerland brennt aus (zum Teil, weil es keine Würmer mehr gibt), und die Bauern sind jetzt auf chemische Düngemittel angewiesen – so wie ein Süchtiger abhängig davon wird, was ihn krank macht –, damit die Bauern nicht bankrott gehen keine Ernte.

Hanf ist nicht das Allheilmittel für diesen Teufelskreis, in den wir selbst geraten sind, aber er kann helfen. Hanf übertrifft Unkräuter, ist von Natur aus resistent gegen Schädlinge und wächst mit erstaunlichen Geschwindigkeiten ohne chemische Aufwertung. Das Beste von allem ist, dass es eine der menschenfreundlichsten Pflanzen der Erde produziert. Hanfsamen, -öle und -blätter sind erstaunlich gut für den menschlichen Verzehr und ganze Zivilisationen haben Hanf als Grundnahrungsmittel verwendet, seit die Menschheit auf der Erde lebt. Darüber hinaus bieten Hanfpflanzen eine stärkende Komponente für geschädigte Böden. Es kann als alternative Fruchtfolge für Weizen und Baumwolle verwendet werden, um den Boden zu „ruhen“. Hanf wird sogar in der Umgebung von Tschernobyl angebaut, um den bestrahlten Boden wiederherzustellen.


Abschluss

In diesem Review haben wir die verschiedenen Möglichkeiten beschrieben, wie Pestizide die hormonelle Funktion des weiblichen Fortpflanzungssystems und insbesondere des Eierstockzyklus stören können. Pestizide sind kein allgemeiner Stoff, sondern umfassen eine Vielzahl unterschiedlicher Stoffe mit unterschiedlichen Strukturen und unterschiedlicher Toxizität, die über unterschiedliche Mechanismen wirken können. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass nicht nur einer, sondern mehrere der oben genannten Mechanismen an den pathophysiologischen Wegen beteiligt sind, die die Rolle der Pestizidexposition bei Störungen des Ovarialzyklus erklären, die letztendlich zu Fertilitätsproblemen und anderen reproduktionstoxischen Wirkungen führen. Ein Nachteil der beschriebenen Studien ist, dass es sich meist um Versuchstier- und Zellkulturstudien handelte. Diese liefern oft erste Hinweise auf potenzielle reproduktive Wirkungen einer Chemikalie, aber es ist schwierig, die bei Versuchstieren festgestellten Wirkungen auf Wirkungen zu übertragen, die bei Frauen zu erwarten wären. Daher überprüften wir auch epidemiologische Studien, die zu dem Schluss führten, dass die Exposition gegenüber Pestiziden mit Störungen des Menstruationszyklus, verminderter Fertilität, verlängerter Zeit bis zur Schwangerschaft, Spontanaborten, Totgeburten und Entwicklungsstörungen verbunden sein kann. In den meisten dieser Studien fehlten jedoch spezifische Informationen zur Pestizidexposition und den beteiligten pathophysiologischen Mechanismen. Darüber hinaus müssen wir berücksichtigen, dass Dosis, Zeitpunkt und Dauer der Exposition entscheidend für die Fähigkeit eines Pestizids sind, schädliche Wirkungen zu verursachen. Dennoch scheinen sich die realen beruflichen Expositionen gegenüber Pestiziden nachteilig auf die weibliche Fortpflanzung auszuwirken. In der zukünftigen Forschung können die Informationen darüber, wie Pestizide die hormonelle Funktion, wie in diesem Review beschrieben, stören können, verwendet werden, um spezifische Hypothesen für Studien zu den Auswirkungen von Pestiziden auf den Ovarialzyklus sowohl in toxikologischen als auch epidemiologischen Umgebungen zu erstellen.


Pestizide könnten das Risiko erhöhen, einen parasitären Wurm einzufangen

Pestizide sind ein zweischneidiges Schwert: Sie machen die Landwirtschaft produktiver, können aber Wildtieren und Menschen schaden, wenn sie nicht richtig eingesetzt werden. Jetzt haben Ökologen eine neue Bedrohung durch Pestizide in den Entwicklungsländern identifiziert. Durch das Abtöten von Insektenfressern von wurmbefallenen Schnecken können sie das Risiko von Bilharziose, der zweithäufigsten parasitären Krankheit nach Malaria, erhöhen.

„Es ist ein bahnbrechender Artikel“, sagt Russell Stothard, ein Parasitologe an der Liverpool School of Tropical Medicine im Vereinigten Königreich, der nicht an der Forschung beteiligt war.

Schistosomiasis ist eine schwächende Krankheit, die durch einen parasitären Plattwurm verursacht wird. Etwa 258 Millionen Menschen sind infiziert, hauptsächlich in Afrika. Der Wurm verbringt einen Teil seines Lebens in Süßwasserschnecken, die Larven freisetzen, die in die Haut von Personen eindringen können, die schwimmen, baden oder Kleidung waschen. Die zentimeterlangen Würmer breiten sich durch die Blutgefäße aus und verursachen Fieber, Durchfall, Anämie und Wachstumsstörungen. Immunreaktionen können die Nieren und andere Organe schädigen. Wenn sich infizierte Menschen erleichtern, können sich die Eier der Würmer über ihren Urin und Kot in Bäche oder Teiche ausbreiten. Dort schlüpfen sie, suchen nach neuen Schnecken und beginnen ihren Lebenszyklus erneut. Schistosomiasis kann leicht mit Medikamenten behandelt werden, aber wo die Parasiten endemisch sind, werden die Menschen schnell wieder infiziert.

Der Leiter der neuen Forschung, der Ökologe Jason Rohr von der University of South Florida in Tampa, hatte zuvor einen ähnlichen parasitären Plattwurm bei Amphibien untersucht. Seine Forschungen zeigten, dass gängige Agrarchemikalien wie Düngemittel die Situation von Fröschen verschlechtern können. Wenn diese Chemikalien in Bäche und Teiche gelangen, erhöhen sie die Menge an Algen, die dann von Schnecken gefressen werden, die als Wirt für die Plattwürmer dienen. Das erhöht ihre Population und führt zu mehr Parasiteninfektionen bei Fröschen.

Die ähnlichen Lebenszyklen des Amphibien-Plattwurms und desjenigen, der Bilharziose verursacht, ließen Rohr und seine Kollegen sich fragen, ob die landwirtschaftliche Verschmutzung auch die Krankheitsübertragung beeinflussen könnte. Sie erstellten ein einfaches ökologisches Modell in 60 offenen Tanks. Nachdem sie jeweils 800 Liter Teichwasser aufgefüllt hatten, fügten sie zwei Schneckenarten hinzu, die den Bilharziose-Parasiten verbreiten, Algen für die Schnecken und zwei Arten von Raubtieren – Krebse und Wasserwanzen. Schließlich versetzten sie die Tanks mit drei Arten von landwirtschaftlichen Chemikalien – Düngemittel, Herbizide und Insektizide – in verschiedenen Kombinationen. Die Konzentrationen waren typisch für Bäche und Teiche in der Nähe von Maisfeldern in den Vereinigten Staaten.

Der Dünger erhöhte erwartungsgemäß die Algenmenge in den Becken, was wiederum die Anzahl der Schnecken anschwellen ließ. Das Herbizid führte auch zu mehr Nahrung für die Schnecken, da es überwiegend mikroskopisch kleine Algen abtötete, die das Wasser trübten. Als diese starben, klärte sich das Wasser, so dass mehr Licht auf größere Algen gelangte, die auf dem Boden des Teiches wachsen – die Nahrung der Schnecken. Ein epidemiologisches Modell der Bilharziose ergab, dass die Zunahme der Schneckenpopulation durch diese typische Düngemenge das Risiko einer Übertragung auf den Menschen um 28% erhöhen würde.

Das Insektizid Chlorpyrifos hatte eine noch größere Wirkung, indem es die beiden Raubtiere der Schnecken tötete. Wasserwanzen stecken ihre Köpfe in die Schale, beißen in die Weichtiere, injizieren Verdauungsenzyme und schlürfen dann die Überreste. Die 20 Zentimeter langen Krebse setzen auf rohe Gewalt und zerquetschen die 2 Zentimeter langen Schnecken. „Sie sind absolut gefräßig“, sagt Rohr. Nachdem diese Raubtiere verschwunden waren, explodierte die Schneckenpopulation. In einem solchen Szenario würde das Krankheitsrisiko für den Menschen um das Zehnfache steigen, berichtet das Team in einem Preprint, der diese Woche an bioRxiv gepostet wurde. Obwohl nur eine Konzentration des Insektizids in die Tanks gegeben wurde, zeigte das Modell, dass niedrigere Konzentrationen in Teichen immer noch erhebliche Auswirkungen auf die Übertragung von Parasiten haben würden.

Die Ergebnisse identifizieren einen "starken Risikofaktor" für Bilharziose, sagt Joanne Webster, eine Parasitologin am Imperial College London, die nicht beteiligt war.

Staudämme haben in vielen Ländern auch zu einer Zunahme der Bilharziose geführt, weil in den Stauseen und Bewässerungskanälen Schnecken leben. Mancherorts haben Dämme auch zu einem Rückgang der natürlichen Feinde von Schnecken wie Fischen, Krebsen und Garnelen geführt. Die Kombination aus neuem Lebensraum durch Bewässerung und Abfluss von Pestiziden könnte ein „perfekter Sturm“ für Bilharziose sein, wo sich die Landwirtschaft in den Entwicklungsländern intensiviert, sagt Rohr.

Rohr untersucht jetzt die Auswirkungen von Insektiziden auf Schneckenprädatoren und die Übertragung von Krankheiten im Nordwesten Senegals im Rahmen eines Experiments, das von einer Forschungspartnerschaft namens Upstream Alliance mit Sitz in Pacific Grove, Kalifornien, durchgeführt wird. Dieses Projekt hat Garnelen in der Nähe mehrerer Dörfer wieder eingeführt, um ihre Wirksamkeit bei der Bekämpfung von Süßwasserschnecken zu bewerten. Rohr wird untersuchen, ob die Unterstützung der Landwirte bei der Umstellung auf Insektizide, die für Garnelen weniger toxisch sind, die Bilharziose verringern und gleichzeitig die Nahrungsmittelproduktion aufrechterhalten könnte. „In Bilharziose-Endemiegebieten müssen wir genauer über die Auswirkungen von Agrochemikalien nachdenken“, sagt er.

Die Studie hebt die komplexen Zusammenhänge zwischen Landwirtschaft und Krankheiten hervor, sagt Charles Godfray, Biologe an der Universität Oxford im Vereinigten Königreich. Durch die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität können Pestizide und andere Chemikalien dazu beitragen, die Menschen aus der Armut zu befreien und die Unterernährung zu verringern, die Krankheiten verschlimmert. „Die wirklich klare Sache ist die Bedeutung der Präzisionslandwirtschaft, in der Agrochemikalien so effizient wie möglich und mit möglichst wenig Abfluss eingesetzt werden.“


Verweise

● Brinkhurst, R. O. und S. R. Gelder (1991) Annelida: Oligochaeta and Branchiobdellida, In Ökologie und Klassifikation nordamerikanischer wirbelloser Süßwassertiere (T. H. Thorp und A. P. Covich, Hrsg.), Academic Press, New York.

● Drewes, C. D. (1999) Spiralschwimmen und Körperumkehrverhalten in Lumbriculus variegatus (Familie Lumbriculidae). Hydrobiologie 406:263-269.

● Drewes, C. D. und R. O. Brinkhurst (1990) Riesenfasern und schnelle Fluchtreflexe in frisch geschlüpften aquatischen Oligochaeten, Lumbriculus variegatus (Familie Lumbriculida). Vermehrung und Entwicklung von Wirbellosen 17:91-95.

● Drewes, C. D. (1997) Subletale Wirkungen von Umweltgiften auf die Fluchtreflexe der Oligochaeten. Amerikanischer Zoologe. 37:346-353.

● Drewes, C. und K. Cain (1999) Als sich der Wurm dreht: Fortbewegung in einem Süßwasser-Oligochaeten-Wurm. Amerikanischer Biologielehrer 61:438-442.

● Drewes, C. D. und C. R. Fourtner (1989) Hindsight and rapid escape in a freshwater oligochaete. Biologisches Bulletin (Waldloch) 177:363-371.

Drewes, C. D. und C. R. Fourtner (1990) Morphallaxis in a aquatic oligochaete, Lumbriculus variegatus: Reorganisation der Fluchtreflexe im regenerierenden Körperfragment. Entwicklungsbiologie 138:94-103.

● Jamieson, B.G.M. (1981) Die Ultrastruktur der Oligochaeta, Academic Press, New York.

● Lesiuk und Drewes (1999a) Autotomiereflex bei einem Süßwasser-Oligochaeten, Lumbriculus variegatus. Hydrobiologie 406:253-261.

● Lesiuk, N. M. und C. D. Drewes (1999b) Blackworms, Blutgefäßpulsationen und Arzneimittelwirkungen. Amerikanischer Biologielehrer 61:48-53.

● Lesiuk, N. und C. D. Drewes (2001a) Verhaltensplastizität und zentrale Regeneration lokomotorischer Reflexe bei Süßwasser-Oligochaeten, Lumbriculus variegatus. I. Transsektionsstudien, Biologie der Wirbellosen 120:248-258.

● Lesiuk, N. und C. D. Drewes (2001b) Verhaltensplastizität und zentrale Regeneration der Bewegungsreflexe beim Süßwasser-Oligochaeten, Lumbriculus variegatus. II. Ablationsstudien. Biologie der Wirbellosen 120:259-268.

● Stephenson, J. (1930) Die Oligochaeten, Clarendon-Presse, Oxford.