Chemische communicatie van gevaar in een vervuilde, wormende wereld: implicaties voor de controle van vectormuggen

Pesticiden en opwarming zijn twee belangrijke omgevingsstressoren in aquatische ecosystemen die biodiversiteitsverlies kunnen veroorzaken en met elkaar kunnen interageren, waardoor het onderzoeken van de gecombineerde effecten van opwarming en blootstelling aan pesticiden belangrijk is voor het beoordelen van de netto-impact van pesticiden op niet-doelsoorten. Ondanks het groeiende bewustzijn van de rol van temporele aspecten in stressorinteracties en de effecten van opwarming in ecotoxicologische studies, is de huidige kennis over de interactieve effecten tussen opwarming en pesticiden grotendeels gebaseerd op empirische studies van gelijktijdige blootstelling aan beide stressoren. Het doel van dit proefschrift was om het belang te evalueren van realistische temporele blootstellingsscenario's aan opwarming en een pesticide voor de risicobeoordeling van pesticiden. Ik bestudeerde daarbij de gecombineerde effecten binnen en tussen generaties van ‘global warming’-gerelateerde factoren (stijging van gemiddelde temperatuur en extreme hitte) en blootstelling aan pesticiden op de muggensoort Culex pipiens.

In hoofdstukken 1 en 2 heb ik getest of en hoe de toxiciteit van pesticide chloorpyrifos werd gemoduleerd door opeenvolgende blootstelling aan hittepieken binnen en tussen generaties. Ik ontdekte dat de hittepiek in het eerste larvale stadium aanzienlijke directe en vertraagde sterfte veroorzaakte, en de overlevenden waren minder gevoelig voor de daaropvolgende blootstelling aan chloorpyrifos in het laatste larvale stadium, wat waarschijnlijk werd veroorzaakt door overlevingsselectie en kruistolerantie (Hoofdstuk 1 ). Daarentegen verhoogde de hittepiek de toxiciteit van chloorpyrifos sterk wanneer de hittepiek werd toegepast in het laatste larvale stadium en direct gevolgd door de blootstelling aan chloorpyrifos, en de synergismen tussen hen verdwenen of werden verzwakt toen de belichtingsvolgorde werd gereserveerd (hoofdstuk 2) .

In hoofdstukken 3 en 4 heb ik onderzocht of en hoe de duur van blootstelling aan opwarming de toxiciteit van pesticiden voorspelbaar kan veranderen. Ik heb daarbij de effecten van acute, ontwikkelings- en transgenerationele opwarming op de toxiciteit van chloorpyrifos vergeleken. De netto impact van chloorpyrifos op levensgeschiedenis en fysiologie (hoofdstuk 3) en op hittetolerantie en antipredatorgedrag (hoofdstuk 4) werd verzwakt door opwarming; dit kon worden verklaard door de door opwarming veroorzaakte toename van de afbraaksnelheid van chloorpyrifos. Bovendien werd de impact van chloorpyrifos onder opwarming beïnvloed door de blootstellingsduur aan opwarming, waarbij acute opwarming de toxiciteit van chloorpyrifos meer verhoogde in vergelijking met ontwikkelings- en transgenerationele opwarming.

In hoofdstuk 5 heb ik dieren sequentieel blootgesteld aan hitte en daarna een het pesticide en dit in een volledig gekruiste proefopzet in zowel de parentale als in de nakomelingen-generatie. De blootstelling van de ouders aan chloorpyrifos veroorzaakte adaptieve transgenerationele effecten in termen van verhoogde tolerantie voor chloorpyrifos bij de nakomelingen, wat een onderschatting suggereert van het risico van een pesticide bij in het veld verzamelde dieren in het geval dat hun ouders het pesticide al hadden ervaren. Nochtans veranderde het synergisme tussen de blootstelling aan hitte en het pesticide niet in de nakomelingen van wie de ouders waren blootgesteld aan het pesticide.

In het algemeen leverde mijn proefschrift aanzienlijk bewijs op basis levensgeschiedenisvariabelen, hittetolerantie, fysiologie en antipredatorgedrag dat opwarmingsgerelateerde factoren de impact van blootstelling aan pesticiden sterk kunnen moduleren, en vooral dat dit sterk afhankelijk was van de temporele blootstellingsscenario's. Mijn resultaten tonen dus het belang van het integreren van ecologisch relevante temporele blootstellingsscenario's in ecotoxicologische studies en risicobeoordeling van toxische stoffen.