För ett hållbart jordbruk
Internationellt är insektsdöden ett begrepp, kopplad till jordbrukets miljöpåverkan. I Finland besprutas åkrarna så pass måttfullt att honungsbin och humlor inte dör, men vi vet inte om de tar skada ändå. Det ska Lotta Kaila ta reda på.
Forskaren Lotta Kaila undersöker om humlor och honungsbin som exponeras för kemiska bekämpningsmedel tar skada fastän de inte dör. Kemikaliebruket i jordbruket är förhållandevis sparsamt i Finland, men Kaila vill veta om det ändå kan påverka de pollinerande insekternas förmåga att födosöka. Hennes ambition är att hjälpa både insekterna och jordbruket mot en ljusare framtid.
Ska rapsen lysa gult i sommarlandskapet är det nästan en förutsättning att jordbrukarna besprutar fälten. Rapsen är så svårt utsatt och sårbar för skadeinsekter att jordbrukarna oftast måste ta till kemikaliska preparat för att trygga skörden.
Den kemiska bekämpningen är strikt reglerad. Lotta Kaila, forskare vid Naturresursinstitutet och Helsingfors universitet, vet från sitt tidigare jobb på Säkerhets- och kemikalieverket Tukes att bönderna i regel bara använder tillåtna doser av tillåtna bekämpningsmedel. Preparaten är valda och gränsvärdena satta så att de inte ska döda pollinerande nyttoinsekter som honungsbin och humlor.
Men även om humlorna inte dör av bekämpningsmedlen vet ingen hur exponeringen påverkar dem. Man vet att kemikalier kan påverka pollinerande insekters hjärnverksamhet, men det är oklart vid vilka halter det sker.
– Det oroar mig, och det försöker jag ta reda på i min doktorsavhandling, säger Kaila.
I den första delen av sin undersökning förra sommaren granskade Kaila hur mycket pollinerande bin exponeras för olika slags bekämpningsmedel på en rapsodling. Hon mätte hur mycket rester av växtskyddsmedel som hade fastnat i det pollen och den honung som lagrades i bikuporna intill åkerkanten.
När Livsmedelsverket analyserade proverna hittades spår av två olika kemikalier från rapsodlingen plus några till som inte användes där. Det visar att bin födosöker också längre bort.
– Halterna var ganska låga om man jämför med doser som dödar omedelbart, men det är svårt att veta om samma halter är mycket eller lite för insekterna, säger Kaila.
Tandpetare och snabblim
Även om kemikaliehalterna var låga nog för att bina skulle överleva vill Lotta Kaila veta om också så pass låga halter har vad forskarna kallar subletala effekter – om insekterna skadas fastän de inte dör.
För att ta reda på detta går den andra delen av hennes undersökning ut på att testa hur humlor som exponeras för samma halter av samma kemikalier påverkas. Det gör hon på Uleåborgs universitets laboratorium. Hon behöver en glasbur, papperslappar i olika färger, tandpetare, snabblim, socker, kinin och kemikalier. Och så humlor förstås.
Tillsammans med sin forskningsassistent Anna Antinoja har Lotta Kaila byggt ett litet hus åt humlorna. Inuti glasburen sitter drottningen mitt i boet medan de övriga humlorna surrar runtomkring.
– Varje humla har sitt uppdrag. När man följer deras liv i detalj förstår man att allt är väldigt systematiskt. Varje individ vet precis vad den ska göra, säger Kaila.
Antinoja har med tandpetare och snabblim fäst en nummerlapp i pannan på varje humla så att forskarna kan hålla reda på de olika individerna som deltar i testet. Det går ut på att låta humlorna födosöka bland konstgjorda blommor i en annan glasbur. Varje "blomma" består av en liten stolpe som föreställer stjälk och en papperslapp som får duga som kronblad.
Papperslapparna är av tio olika färger. Vissa av nyanserna är rätt lika varandra, men inte för humlorna. De har bättre färgsyn än människor. Med lite god vilja kan vi, och kanske de också, uppfatta interiören i glasburen som en blomsteräng.
Forskarna har fuktat varje papperslapp med en skvätt vatten som de blandat antingen socker eller kinin i. På lappar av fem olika färger finns sockervatten som hungriga humlor älskar. På lappar av fem andra färger finns kininvatten som smakar pyton.
– Här måste humlorna orientera enbart efter synsinne eftersom både socker och kinin är luktfritt. När humlan sträcker ut sin tunga kan man nästan se hur arg den blir om vattnet smakar kinin, säger Kaila.
Det humlorna inte kan veta är att "blommorna" är färgkodade, att papperslappar av vissa färger alltid bjuder på socker, andra på kinin. När humlorna i tur och ordning släpps in på arenan för att födosöka begår alla misstag i början, men de lär sig snabbt att skilja goda blommor från illasmakande bara på färgen. Varje individ får födosöka fem gånger.
– Vi antecknar varje nedslag på blommor, med plus för socker och minus för kinin. Vi kan se vissa individuella skillnader, men i regel lär sig humlorna snabbt. De är väldigt mycket duktigare på att välja rätt redan på andra och tredje försöket, säger Kaila.
Efter fem försök får varje humla syssla med annat i två dygn. Sedan släpps de in på arenan igen.
– Vi vill veta om de minns färgkoderna efter två dygn. De flesta verkar minnas dem hur bra som helst, säger Kaila.
Den inlärningsförmåga och den minneskapacitet forskarna dokumenterar hos humlorna är viktiga eftersom pollinerande insekter måste vara effektiva när de födosöker. Ju bättre humlorna vet vilka blommor det lönar sig att besöka desto effektivare födosöker de och desto livskraftigare är bestånden.
Försöksdjur och etik
Sedan går undersökningen in i en ny fas: En del av humlorna exponeras för samma halter av samma bekämpningsmedel som bina hade samlat på sig under studien på åkern. På så sätt ska forskarna se om inlärningsförmågan eller minnet drabbas hos individer som har exponerats för kemikalier, om livet vid den besprutade rapsåkern kan orsaka subletala effekter.
– Det vet vi inte än, säger Lotta Kaila som har analysarbetet framför sig.
Däremot har hon lärt sig en hel massa annat om humlor på två månader i labbet.
– Det är roligt och givande att jobba med dem och göra något betydelsefullt, men också otroligt lärorikt och energikrävande. Det blir många långa arbetsdagar. Eftersom det är första gången vi gör det här uppstår en del oväntade problem som måste lösas efterhand, säger hon.
Samtidigt har hon tvingat sig själv ut ur komfortzonen. Hon säger att hon fortfarande är lite rädd för humlor.
– Det är obehagligt att ta i dem med pincett och peta i deras bon.
Men hon tycker också att det är fascinerande att se hur humlesamhällen fungerar och förstå individernas olika roller. Det var först i labbet som hon slogs av insikten att hon egentligen sysslar med djurförsök. Det har fått henne att grubbla över etiska aspekter, som att man inte ens behöver tillstånd för djurförsök på ryggradslösa djur.
– Jag undrar hur vi kan värna om biologisk mångfald om vi värdesätter varelser så olika, om vi håller humlor för så simpla att man får göra nästan vad som helst med dem, säger hon.
Smartare än vi tror
Lotta Kailas handledare, beteendeekologen Olli Loukola har forskat i humlor och deras inlärningsförmåga och beteende i sex år. Han är inte ett dugg förvånad över att Kailas humlor snabbt lärde sig att skilja på goda och illasmakande konstblommor.
– Humlor klarar av mycket mer avancerade uppgifter. De kan lära sig att de måste dra i ett snöre för att flytta ett lock som döljer sockervatten, säger han.
Än mer häpnadsväckande är att varje humla inte behöver försöka själv för att lära sig den manövern.
– När en humla lär sig att dra i snöret kan andra individer klara av samma sak bara för att de har tittat på. Kunskapen om en ny innovation sprids snabbt inom deras samhälle, säger han.
Olli Loukola har också lärt humlor att knuffa bort en boll för att komma åt belöningen.
– Människan anser att alla varelser som lär sig använda verktyg måste vara smarta. Tidigare trodde man att bara människoapor och en del fåglar kunde använda verktyg. Nu ser vi att också insekter kan, och att de kan lära sig bara genom att se på när andra individer lär sig.
Den som jobbar intensivt med humlor och följer individuella skillnader i deras inlärningsframsteg i flera veckor kunde lätt få en slags personlig relation till sina forskningsobjekt. Olli Loukola säger att man ska akta sig för det.
– Det är viktigt för forskningens objektivitet att man inte humaniserar försöksdjuren.
Han anser att insekter generellt skulle förtjäna betydligt mer respekt.
– Vi uppfattar lätt humlor som något slags biomassa, inte som de olika individer de är, säger han.
Bestånden av pollinerande insekter utgörs av hela hopen individer, alla med en given uppgift. Utan pollinerande insekter skulle en stor del av jordbruket och livsmedelsproduktionen kollapsa. Men utan bekämpningsmedel klarar sig inte heller rapsskörden. Därför är målet med Lotta Kailas forskning att hjälpa jordbruket att trygga skörden utan att äventyra bestånden av nyttoinsekter.
– Skulle bekämpningsmedel i låga halter rubba humlornas inlärningsförmåga eller försämra deras minne kunde det förklara varför pollinerande insektstammar går bakåt i jordbrukslandskapet. Det får negativa följder för skördarna, men också för den övriga biologiska mångfalden, säger hon.
Humlor klarar av mycket mer avancerade uppgifter. De kan lära sig att de måste dra i ett snöre för att flytta ett lock som döljer sockervatten.
Olli Loukola
Beteendeekolog som har forskat i humlor och deras inlärningsförmåga och beteende i sex år
Skulle bekämpningsmedel i låga halter rubba humlornas inlärningsförmåga eller försämra deras minne kunde det förklara varför pollinerande insektstammar går bakåt i jordbrukslandskapet. Det får negativa följder för skördarna, men också för den övriga biologiska mångfalden.
Lotta Kalla
Forskare vid Naturresursinstitutet och Helsingfors universitet