Onderzoek naar het effect van glyfosaat op motten en muskietensoorten wijst op de mogelijkheid voor grootschalige ecologische gevolgen voor malaria transmissie
Het chemische bestanddeel glyfosaat, het meest gebruikte bestrijdingsmiddel ter wereld, kan het immuunsysteem van insecten verzwakken, volgens een studie door onderzoekers aan de Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Glyfosaat is het actieve bestanddeel in Round Up™, een populair Amerikaans merk voor onkruidbestrijdingsmiddelen.
De onderzoekers bekeken het effect van glyfosaat bij twee evolutionair uit elkaar staande insecten: Galleria mellonella, de grote wasmot, en Anopheles gambiae, een muskiet die een belangrijke overbrenger van malaria op mensen in Africa is. Ze ontdekten dat glyfosaat de productie van melanine ondermijnt, wat insecten vaak gebruiken als onderdeel van hun imuunverdediging tegen bacterien en parasieten; daardoor vermindert de weerstand van deze soort tegen infecties door gewone ziekteverwekkers.
De uitkomsten werden online gepubliceerd op 12 mei in PloS Biology.
“De ontdekking dat glyfosaat een averechts effect blijkt te hebben op insecten door het verstoren van hun melanineproductie vergroot de kans op een grootschalige economische impact, inclusief de menselijke gezondheid,” zegt eerste co-auteur Daniel Smith, een PhD kandidaat in het laboratorium van Arturo Casadevall MD, PhD, professor van Alfred and Jill Sommer en voorzitter van het Department of Molecular Microbiology and Immunology van de Bloomberg School.
Het onderzoek was een samenwerking tussen de laboratoria van Casadevall en Nichole Broderick, PhD, assistent professor in het Department of Biology van de Johns Hopkins University.
“Onze resultaten laten onverwachte gevolgen zien van een wereldwijd gebruikt bestrijdingsmiddel, en zijn voor ons een waarschuwing voor het feit dat het verspreiden van deze chemicalien in het milieu onvoorziene gevolgen kan hebben,” zeft Casadevall, een Bloomberg distinguished professor.
Het idee dat menselijke producten en activiteiten de ons omringende dierenpopulaties op onverantwoorde wijze kan verstoren door het gebruik van gewone huishoudelijke of industriele chemicalien is nu wel algemeen geaccepteerd. Ongeveer 50 jaar geleden, bijvoorbeeld, verboden de meeste landen de algemene pesticide DDT vanwege het funeste effect op insecten, vissen en vogels. De laatste jaren hebben duidelijke afnames in sommige insectenpopulaties geleid tot zorgen onder wetenschappers dat andere algemene chemicalien, waaronder glyfosaat, ook voor schadelijke verstoringen kan leiden in onze ecosystemen.
Eerder onderzoek suggereert dat glyfosaat nadelige effecten kan hebben op honingbijen en andere insectensoorten, met als gevolg oxidatie of verstoring van darmbacterien, maar wetenschappers hebben de overige bijwerkingen die er zouden kunnen zijn niet onderzocht. In 2001 ontdekten Casadevall en collega’s dat glyfosaat schimmels kan verzwakken door verstoring van hun melanineproductie, een bestanddeel dat pathogene schimmels helpt om de immuunsystemen van dieren die ze infecteren te weerstaan.
Melanine heeft vele andere functies in het dierenrijk. Terwijl bij mensen melanine het meest bekend staat als een zonlicht-absorberend pigment dat de huid beschermt tegen beschadiging door ultraviolette straling, speelt melatonine een belangrijke rol bij de immuniteit van insecten. Dus werd in de nieuwe studie het effect onderzocht van glyfosaat op de melanineproductie en immuniteit van twee representatieve insectensoorten, de grote wasmot en een Afrikaanse muskiet die malaria kan overbrengen.
Melanine werkt bij insecten in principe door het opsporen en doden van een aanvallende bacterie, schimmel of parasiet. Melanineproductie gaat omhoog als respons op de infectie, en in een proces genaamd melanisatie, omringen melanine moleculen de aanvallende pathogeen, terwijl hoog-reactieve moleculen die geproduceerd worden als deel van het melanine-synthese proces, de indringer doeltreffend vernietigen. Smith en collega’s ontdekten dat in de larven van Galleria mellonella motten, glyfosaat de complexe reeks van reacties verstoort die melanine synthetiseren, en daardoor de melanisatie respons verzwakt en de overleving van de insecten bekort als ze geinfecteerd raken door de schimmel Cryptococcus neoformans.
Vergelijkbaar ontdekten de onderzoekers dat in A. gambiae muskieten, glyfosaat de melanieproductie en melanisatie verstoort, waardoor de muskieten vatbaarder worden voor infectie door Plasmodium falciparum, de meest gevaarlijke soort van de malaria parasieten. Ze ontdekten ook dat glyfosaat de samenstelling van de bacteriele en schimmelpopulaties in de midden-darmen, de ‘darmmicrobioom’ verandert, wat, net als bij mensen, helpt bij het reguleren van de gezondheid.
In een vervolgreeks experimenten, ontdekten Smith en collega’s dat andere fosfaathoudende onderdelen gerelateerd aan glyfosaat vergelijkbare gevolgen hebben voor het reduceren van melanisatie.
Voor de onderzoekers roepen de resultaten zorgen op dat glyfosaat en mogelijk andere fosfaathoudende onderdelen de insectenpopulaties schade kunnen toebrengen. Insecten spelen vele belangrijke rollen in het wereldwijde ecosysteem, en het verstoren van hun populaties kan op hun beurt uiterst schadelijke gevolgen hebben voor de mens, bijvoorbeeld in de landbouw, en zelfs op het gebied van infectieziektes.
“Aan glyfosaat blootgestelde muskieten waren minder in staat om Plasmodium infecties te weerstaan waar ze normaalgesproken weerstand tegen bieden, waaruit afgeleid mag worden dat blootstelling aan glyfosaat ze betere overbrengers maakt voor malaria,” zegt Smith. “Deze uitkomsten zijn zorgelijk ivm het oplopende gebruik van glyfosaat in regio’s in de wereld waar malaria een inheemse ziekte is.”
De onderzoekers bestuderen op dit moment de langetermijn, multi-generatieve effecten van glyfosaat op insectenpopulaties.
Vertaling: Ellen Lam