Resumen:
El rápido crecimiento poblacional ha llevado a la evolución de la agricultura para garantizar
el suministro de alimentos a la población. Sin embargo, para lograr este objetivo, se ha
aumentado el uso de compuestos químicos que ayudan a asegurar la calidad de la cosecha,
así, los plaguicidas organofosforados y herbicidas como el glifosato son ampliamente
utilizados en la agricultura para mejorar la productividad y calidad de los cultivos.
Desafortunadamente, estos compuestos también son una causa importante de los graves
problemas de contaminación que enfrentamos actualmente, ya que su uso excesivo ha
amenazado a múltiples polinizadores, entre ellos las abejas. Estos insectos se alimentan
comúnmente de diversas especies de flores, pero al entrar en contacto con cultivos o
malezas que han sido tratados con plaguicidas su población se observa mermada a
consecuencia de la exposición indirecta e involuntaria. Durante su proceso de
detoxificación, las abejas generan especies reactivas de oxígeno, mecanismo que altera el
equilibrio homeostático y disminuye la respuesta de protección ante patógenos, tales como
los péptidos antimicrobianos, que son una de las primeras líneas de defensa del sistema
inmunológico, así como la actividad de enzimas que ayudan a la eliminación de especies
oxidantes, como la catalasa. Por lo tanto, en el presente trabajo, se evaluó, sí la exposición
al malatión y al glifosato pueden afectar la actividad de la catalasa (CAT) y la expresión de
los péptidos antimicrobianos, defensina 1 (DEF1), defensina 2 (DEF2) en una exposición in
vivo.
Brevemente, se emplearon colmenas de Apis mellifera a las cuales se les administró dosis
subletales de malatión (9 μg/L) y glifosato (1 μg/L) de manera individual y en mezcla (1:1
Malatión: Glifosato) a través del alimento por 29 días; cada 5 días, se recolectaron abejas
de cada uno de los grupos para evaluar la actividad de la CAT y la expresión génica de DEF1
y DEF2 en intestino por PCR. Asimismo, al final del experimento, se tomó una muestra de
miel de cada colmena, para determinar si se encontraba el plaguicida correspondiente.
Durante todo el experimento se documentó el comportamiento de las abejas.
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Los resultados muestran que la actividad de la catalasa fue similar entre los diversos grupos
de exposición respecto al grupo control. Sin embargo, la expresión de DEF1 se incrementó
de manera temprana (D5) en respuesta a la mezcla; interesantemente, la DEF2 se
incrementó de manera tardía (D20) en los grupos expuestos a glifosato y mezcla. Aunado a
lo anterior, no se encontró correlación entre la actividad de la CAT y la expresión de DEF1 y
DEF2, respectivamente. En la miel, no se detectó la presencia de glifosato y la mezcla;
mientras que en la miel del grupo control, se identificó la presencia de malatión; sugiriendo
una posible contaminación cruzada entre las colmenas. Adicionalmente, también se
observó que las abejas que se expusieron a malatión presentaron un sesgo conductual
diferente al grupo control.
Descripción:
Rapid population growth has led to the evolution of agriculture to guarantee the supply of
food to the population. However, to achieve this objective, the use of chemical compounds
that help ensure the quality of the harvest has increased, thus, organophosphate pesticides
and herbicides such as glyphosate are widely used in agriculture to improve the productivity
and quality of crops. Unfortunately, these compounds are also a major cause of the serious
pollution problems we currently face, as their excessive use has threatened multiple
pollinators, including bees. These insects commonly feed on various species of flowers, but
when they come into contact with crops or weeds that have been treated with pesticides,
their population is reduced as a result of indirect and involuntary exposure. During their
detoxification process, bees generate reactive oxygen species, a mechanism that alters the
homeostatic balance and decreases the protective response against pathogens, such as
antimicrobial peptides, which are one of the first lines of defense of the immune system, as
well as the activity of enzymes that help eliminate oxidative species, such as catalase.
Therefore, in the present work, it was evaluated whether exposure to malathion and
glyphosate can affect the activity of catalase (CAT) and the expression of the antimicrobial
peptides, defensin 1 (DEF1), defensin 2 (DEF2) in an in vivo exposure.
Briefly, Apis mellifera hives were used to which sublethal doses of malathion (9 μg/L) and
glyphosate (1 μg/L) were administered individually and in a mixture (1:1 Malathion:
Glyphosate) through food. for 29 days; Every 5 days, bees from each of the groups were
collected to evaluate CAT activity and gene expression of DEF1 and DEF2 in intestine by PCR.
Likewise, at the end of the experiment, a honey sample was taken from each hive to
determine if the corresponding pesticide was found. The behavior of the bees was
documented throughout the experiment.
The results show that catalase activity was similar between the various exposure groups
compared to the control group. However, DEF1 expression was increased early (D5) in
response to the mixture; Interestingly, DEF2 increased late (D20) in the groups exposed to
glyphosate and mixture. In addition to the above, no correlation was found between CAT
activity and the expression of DEF1 and DEF2, respectively. In honey, the presence of
glyphosate and the mixture was not detected; while in the honey of the control group, the
presence of malathion was identified; suggesting possible cross contamination between
hives. Additionally, it was also observed that the bees that were exposed to malathion
presented a different behavioral bias than the control group.