زنبورهای عسل هر روز در جستجوی گلهایی با شهد و گرده از کندو خارج می شوند. هنگامی که آنها این خوراکی ها را پر کردند، به کندو برمی گردند تا سپرده گذاری کنند و به سایر کارگران اطلاع دهند که مکان های جستجوی موفق کجاست. همه اینها به توانایی زنبور عسل برای پردازش اطلاعات حرکت بصری میدان وسیع، جهت یابی با استفاده از صف های محیطی و پرواز مستقیم به خانه بستگی دارد. اکنون تحقیقات نشان می‌دهد که برخی از آفت‌کش‌های رایج با مغز زنبور عسل تداخل می‌کنند به طوری که ممکن است دیگر نتواند مسیر خود را طی کند یا با موفقیت به خانه پرواز کند.
در اینجا نشان می‌دهیم که حشره‌کش‌های رایج مانند سولفوکسافلور و نئونیکوتینوئید ایمیداکلوپرید می‌توانند به شدت رفتار هدایت بینایی زنبورهای عسل را مختل کنند. دکتر راشل اچ پارکینسون، سرپرست تیم تحقیق، گفت: نتایج ما دلیلی برای نگرانی است زیرا توانایی زنبورها در پاسخگویی مناسب به اطلاعات بصری برای پرواز و ناوبری آنها و در نتیجه بقای آنها بسیار مهم است. دانشگاه آکسفورد.
حشرات یک رفتار جهت‌گیری ذاتی از خود نشان می‌دهند که به موجب آن موقعیت بدن خود را اصلاح می‌کنند تا اگر اشتباهی از مسیر خارج شده‌اند به حرکت خود در یک مسیر مستقیم ادامه دهند. این رفتار تثبیت کننده موقعیت که به عنوان پاسخ اپتوموتور شناخته می شود، با حرکت بصری کل میدان در سمت چپ و راست حشره در حال پرواز یا راه رفتن روشن می شود. این واکنش برای حشرات بسیار مهم است که با آشفتگی های غیرمنتظره در مسیر پرواز خود سازگار شوند، مانند نسیمی که آنها را به یک طرف می وزد تا بتوانند در یک خط مستقیم به حرکت خود ادامه دهند.
دکتر پارکینسون و همکارانش با چهار گروه از زنبورهای عسل کارگر صید شده وحشی کار کردند که در هر گروه بین 22 تا 28 زنبور وجود داشت. آنها زنبورها را در معرض ویدئوهایی از میله‌های عمودی قرار دادند که از چپ به راست یا برعکس، روی دو صفحه نمایش قرار گرفته در مقابل زنبورها حرکت می‌کردند و واکنش راه رفتن آنها را تماشا کردند. تغییرات در سرعت میله‌های دو صفحه، زنبور را فریب می‌دهد تا فکر کند ناگهان از مسیر خارج شده و به یک طرف می‌چرخد. یک پاسخ اپتوموتور سالم به سیستم موتور زنبور عسل دستور می دهد تا یک تنظیم اصلاحی را به شکل چرخشی انجام دهد که زنبور را به یک خط مستقیم واهی در میانه راه بین جریان نوری از سمت راست و از چپ برمی گرداند.
قبل از آزمایش پاسخ اپتوموتور در زنبورهای عسل آزمایشی، محققان به آنها اجازه دادند تا محلول نامحدود 1.5 مولار ساکارز را طی پنج روز بنوشند. با این حال، اگرچه یک گروه محلول ساکارز خالص دریافت کردند، گروه های دیگر ساکارز آلوده به 50 ppb (قسمت در میلیارد) ایمیداکلوپرید (یک حشره کش نئونیکوتینوئید)، ppb 50 سولفوکسافلور، یا 25 ppb ایمیداکلوپرید و 25 ppb سولفوکسافلور به طور همزمان دریافت کردند.
حشره کش های نئونیکوتینوئید تشخیص حرکت بصری را در ملخ ها مختل می کنند و در نتیجه رفتارهای فرار را مختل می کنند، اما قبلاً نشان داده نشده بود که آیا این حشره کش ها تشخیص حرکت میدان وسیع را در زنبورهای عسل مختل می کنند یا خیر. وقتی محققان کارایی پاسخ‌های اپتوموتور را در چهار گروه زنبورها مقایسه کردند، دریافتند که زنبورها در صورت مصرف آفت‌کش‌ها در انجام تنظیمات مورد انتظار کارآمد نیستند.
وقتی میله‌ها باریک بودند یا به آرامی حرکت می‌کردند (یعنی دور به نظر می‌رسیدند) همه زنبورها نسبت به زمانی که عریض بودند یا سریع حرکت می‌کردند (یعنی نزدیک به نظر می‌رسیدند) به جریان نوری شبیه‌سازی‌شده واکنش کمتری نشان دادند. اما برای هر عرض و سرعت میله ها، زنبورهایی که آفت کش ها را بلعیده بودند در مقایسه با زنبورهای شاهد عملکرد ضعیفی داشتند. به عنوان مثال، آنها فقط در یک جهت به سرعت می چرخیدند و به تغییر جهت حرکت میله ها پاسخ نمی دادند یا اصلاً هیچ واکنش چرخشی نشان نمی دادند. عدم تقارن بین چرخش چپ و راست برای زنبورهای در معرض آفت کش حداقل 2.4 برابر بیشتر از زنبورهای کنترل بود.
پاسخ‌های ضعیف بینایی در زنبورهای عسل در معرض آفت‌کش‌ها با تغییراتی در بیان ژن‌ها در مغز آنها، به‌ویژه ژن‌های مرتبط با سم‌زدایی و وجود استرس همراه بود. اما این تغییرات ژنتیکی نسبتا ضعیف و بسیار متغیر در بین زنبورها بود و بعید است که تنها توضیحی برای اختلال شدید مشاهده شده در پاسخ اپتوموتور باشد. قرار گرفتن در معرض سولفوکسافلور منجر به افزایش اندک اما قابل توجه در سلول های مرده مغز، به ویژه در لوب های بینایی که برای پردازش اطلاعات بصری مهم هستند، شد.
حشره کش های نئونیکوتینوئید و سولفوکسیمین نورون های مغز حشرات را فعال می کنند و همیشه به اندازه کافی سریع بازیافت نمی شوند تا از سمیت جلوگیری شود. دکتر پارکینسون گفت: اثراتی که مشاهده کردیم می‌تواند ناشی از نوعی سیم‌کشی مجدد در مغز باشد: جلوگیری از آسیب عصبی با کاهش حساسیت نورون‌ها به این ترکیبات.
برای درک کامل خطر این حشره کش ها برای زنبورها، باید بررسی کنیم که آیا اثراتی که در زنبورهای راه رفتن مشاهده کردیم در زنبورهایی که آزادانه پرواز می کنند نیز رخ می دهد یا خیر. نگرانی اصلی این است که، اگر زنبورها نتوانند در حین پرواز بر هر گونه نقصی غلبه کنند، می تواند اثرات منفی عمیقی بر توانایی آنها در جستجوی علوفه، جهت یابی و گرده افشانی گل های وحشی و محصولات زراعی داشته باشد.
«نتایج به آنچه سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد و سازمان بهداشت جهانی به عنوان «مجموعه شواهدی که به سرعت در حال رشد هستند» می‌افزاید. [which] قویاً نشان می دهد که سطوح موجود آلودگی محیطی [from neonicotinoid pesticides] باعث ایجاد اثرات نامطلوب در مقیاس بزرگ بر روی زنبورها و سایر حشرات مفید می شوند.
