Impacto para las aves granívoras del uso del insecticida imidacloprid como curasemillas : el tordo músico (Agelaioides badius) como modelo experimental

Abstract

Los neonicotinoides son un grupo de insecticidas ampliamente utilizados como curasemillas en la región pampeana y otras partes del mundo. Sin embargo, como es frecuente que una proporción de las semillas tratadas queden disponibles para ser consumidas por las aves luego de la siembra, existe la posibilidad de que esta práctica sea dañina para las aves granívoras. En este contexto, el objetivo general de la presente tesis consistió en evaluar el riesgo, y las posibles consecuencias para las aves del uso del insecticida neonicotinoide imidacloprid (IMI) como curasemillas en los cultivos extensivos de la región pampeana. Para este fin se desarrollaron protocolos de mantenimiento en cautiverio de manera de poder utilizar al tordo músico (Agelaioides badius), una especie de ave paseriforme autóctona de la Argentina, como modelo experimental.\nEn el Capítulo 1 se evaluó el riesgo de que las semillas tratadas con IMI generen efectos tóxicos agudos. Se calcularon la dosis letal media (DL50) de un formulado comercial de IMI, y el consumo diario de semillas. A partir de los resultados se estimó que la ingesta del 7-10% del consumo diario como semillas tratadas de sorgo, maíz, girasol y alfalfa sería suficiente para que las aves alcancen la mortalidad, y que estas semillas se encontrarían en un área menor a 60 m². También se demostró que en un solo evento de alimentación (picoteo), un tordo músico podría ingerir las semillas necesarias para alcanzar la mortalidad. Finalmente, en un estudio piloto, todos los tordos músico alimentados con semillas tratadas con 3 g IMI/kg de semillas (una concentración promedio utilizada en el tratamiento de semillas), murieron entre los tres y cinco días de exposición. Todas las líneas de evidencia examinadas fueron consistentes y concluyeron que los tordos músico, y probablemente otras especies de aves pequeñas, se encuentran expuestos a un riesgo de intoxicación aguda y de mortalidad.\nCon el objetivo de caracterizar los efectos biológicos inducidos por el IMI, en el Capítulo 2 se relacionó la presencia del IMI en los distintos tejidos del tordo músico luego de una ingesta subaguda, con la respuesta temporal de parámetros bioquímicos, hematológicos y genotóxicos. Se observó que el IMI es rápidamente absorbido (i.e. antes de las 4 horas), y eliminado (i.e. a las 48 horas), y las mayores concentraciones se detectaron en el plasma. Los tordos presentaron alteraciones comportamentales a partir de los 30 minutos desde la administración del IMI, y se observaron alteraciones en los parámetros hematológicos y bioquímicos, que perduraron luego de la eliminación del IMI del organismo.\nPara simular un escenario como el que podría ocurrir en el ambiente, en el Capítulo 3 se alimentó a los tordos músico durante siete días con semillas tratadas con IMI con concentraciones que representan respectivamente al 2,5 y 15% de una concentración promedio (3 g IMI/kg semillas). La exposición a semillas tratadas desencadenó efectos subletales en las aves como: disminución en la ingesta de alimento, pérdida de peso corporal, alteraciones enzimáticas, y alteraciones comportamentales relacionadas al uso de la jaula. Finalmente, en el Capítulo 4 se realizó un experimento de exposición crónica de 32 días, a semillas tratadas utilizando el 1,8 y 15% de la concentración promedio (3 g IMI/kg semillas). En ambos tratamientos hubo mortalidad, y para el tratamiento más alto se determinó una sobrevivencia del 40%. A lo largo del experimento se observó una disminución en el consumo de semillas y del peso corporal de las aves tratadas. Se observaron alteraciones comportamentales relacionadas a la movilidad, que en las aves expuestas a las dosis más bajas, aparecieron a partir de la cuarta semana de exposición. De manera complementaria, durante el periodo de exposición se realizaron pruebas de respuesta de las aves ante un potencial predador y de escape, que se encontró disminuida en las aves tratadas con la dosis más alta. Finalmente, se observaron alteraciones enzimáticas en las aves expuestas a semillas tratadas.\nEn conclusión, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral indican que el uso del IMI como curasemillas representa un riesgo de toxicidad tanto aguda como crónica para las aves granívoras que habitan los agroecosistemas de la región Pampeana Argentina. En vista de esta conclusión, se recomienda reconsiderar los usos permitidos del insecticida neonicotinoide IMI en el país.

Neonicotinoids are insecticides largely used in seed treatment in many countries, included the Argentinean Pampa Region. Frequently, treated seeds are available after sowing for birds to consume, representing a potential hazard for granivorous birds. In this context, the main objective of this thesis was to assess the risk for birds of using the neonicotinoid imidacloprid (IMI) as seed treatment in extensive crops of the Pampean Region of Argentina. Whit that purpose, maintenance, and experimental protocols were developed for the use of gayish baywing (Agelaioides badius), as a passeriform experimental model native from Argentina.\nIn Chapter 1, the risk that imidacloprid seed coating poses acute toxicity for birds was evaluated. Median lethal dose (LD50) and food intake rate (FIR) were estimated for grayish baywing. It was obtained that the consumption of 7-10% FIR as treated seeds would be enough to achieve the LD50 for sorghum, corn, sunflower and alfalfa, and that a baywing would have to forage an area of field corresponding to less than 60 m² to obtain the number of seeds required to reach the LD50. It was also shown that this number of seeds is coherent with the amount of seeds ingested in a bout. In a pilot study, all grayish baywings fed with millet seeds treated with 3 g IMI/kg died within three to five days of exposure. All lines of evidence examined are consistent with the view that grayish baywing, and probably other small farmland birds, are exposed to a risk of acute toxicity and mortality.\nIn Chapter 2, to characterize the biological effects induced by a subacute exposure of IMI, the IMI distribution in tissues was related to temporal responses of biochemical, hematological, and genotoxic parameters. It was observed that IMI was rapidly absorbed (i.e.4 hours) and eliminated (i.e. 48 hours), and the highest concentrations were detected in plasma. Baywings showed intoxication signs and behavioral alterations after 30 minutes post-dosing. Hematological and biochemical parameters were also altered, and the effect lasted after IMI elimination.\nTo simulate a real scenario, in Chapter 3, grayish baywings were fed for seven days with IMI treated seeds with 2,5 and 15 % of an extensively used concentration (3 gIMI/ kg seed). Birds fed with treated seeds presented lower FIR than control birds, weight loss, enzymatic and behavioral alterations. Finally, in Chapter 4, chronic exposure to treated seeds was conducted. Birds were fed with IMI treated seeds with 1,8 and 15 % of an extensively used concentration (3 gIMI/ kg seed). In both treatments, delayed mortality was observed, and the mean survival time for the high dose was 12,5 days. Through exposure, birds presented lower FIR and body weight than control birds. Birds treated with the high dose had lower escape reaction and lower response to predator presence. Treated birds also presented altered the enzymatic parameters.\nIn conclusion, results obtained in this thesis indicate that IMI used as seed treatment represents both acute and chronic toxicity for granivorous birds that inhabits the Pampean Region agroecosystems. The possible impacts on bird species call for a reconsideration of IMI seed coating practices currently approved in the Pampean Region of Argentina.