| Fecha: |
2026 |
| Resumen: |
El descens global de pol·linitzadors, impulsat per l'ús intensiu de pesticides, amenaça la productivitat agrícola i l'estabilitat dels ecosistemes. Els sistemes d'avaluació de risc actuals tenen limitacions crítiques: es basen en l'abella de la mel, ignoren els efectes subletals i avaluen els pesticides aïlladament, no com a barreges. Aquesta tesi investiga aquests efectes en abelles solitàries, utilitzant Osmia cornuta en pomerars com a model. Al Capítol 2 vam desenvolupar un assaig de fototaxi per detectar efectes subletals. És simple, eficaç (86-97% de resposta) i ofereix un resultat binari. Vam demostrar-ne la sensibilitat amb l'insecticida acetamiprid, calculant dosis efectives (ED50) molt baixes i realistes (1-30 ng/abella). L'assaig també va detectar sinèrgia entre l'acetamiprid i el fungicida tebuconazole. Aquesta metodologia omple un buit crucial en l'avaluació de riscos. El Capítol 3 va caracteritzar l'exposició real de les larves en analitzar el pol·len d'horts ecològics i convencionals. Vam trobar 47 pesticides, amb major diversitat i Índex de Risc (PRI) en els convencionals. Vam confirmar que les granges ecològiques són refugis més segurs, però els seus beneficis es redueixen si estan rodejades de cultiu convencional. L'exposició va tenir conseqüències biològiques clares: més insecticida va esbiaixar la proporció de sexes cap a mascles, i més fungicida va augmentar la mortalitat larval primerenca. Aquests efectes van ocórrer amb nivells de PRI considerats segurs, cosa que suggereix que els índexs actuals subestimen el risc de les barreges reals. Al Capítol 4 vam avaluar les conseqüències a nivell poblacional. Els horts ecològics van sustentar poblacions més altes i estables, amb major establiment i fecunditat de femelles. Les poblacions en horts convencionals van declinar més ràpid i van patir col·lapses sobtats, probablement a causa de les aplicacions de pesticides. No hi va haver diferències en el desenvolupament de la cria, cosa que indica que l'impacte principal és en les abelles adultes, comprometent la seva capacitat per a nidificar i aprovisionar. En conjunt, aquesta tesi demostra que l'exposició a pesticides en nivells "acceptables" imposa costos subletals i demogràfics significatius en abelles solitàries. Aquests efectes, impulsats per barreges complexes, danyen comportaments crítics i el desenvolupament larvari. La gestió ecològica local crea refugis vitals, però la seva eficàcia es veu compromesa pel paisatge convencional circumdant. Aquesta recerca advoca per un procés d'avaluació de risc més protector que consideri explícitament les abelles solitàries, les barreges de pesticides i els efectes subletals. |
| Resumen: |
El declive global de polinizadores, impulsado por el uso intensivo de pesticidas, amenaza la productividad agrícola y la estabilidad de los ecosistemas. Los sistemas actuales de evaluación de riesgo presentan limitaciones críticas: se basan en la abeja melífera, ignoran los efectos subletales y evalúan los pesticidas de forma aislada, no como mezclas. Esta tesis investiga estos efectos en abejas solitarias, usando Osmia cornuta en manzanos como modelo. En el Capítulo 2 desarrollamos un ensayo de fototaxis para detectar efectos subletales. Es simple, eficaz (86-97% de respuesta) y ofrece un resultado binario. Demostramos su sensibilidad con el insecticida acetamiprid, calculando dosis efectivas (ED50) muy bajas y realistas (1-30 ng/abeja). El ensayo también detectó sinergia entre el acetamiprid y el fungicida tebuconazole. Esta metodología llena un vacío crucial en la evaluación de riesgos. El Capítulo 3 caracterizó la exposición real de las larvas al analizar el polen de huertos orgánicos y convencionales. Hallamos 47 pesticidas, con mayor diversidad e Índice de Riesgo (PRI) en los convencionales. Confirmamos que las granjas orgánicas son refugios más seguros, pero su beneficio disminuyen si están rodeadas de cultivo convencional. La exposición tuvo consecuencias biológicas claras: más insecticida sesgó la proporción de sexos hacia machos, y más fungicida aumentó la mortalidad larval temprana. Estos efectos ocurrieron con niveles de PRI considerados seguros, lo que sugiere que los índices actuales subestiman el riesgo de las mezclas reales. En el Capítulo 4 evaluamos las consecuencias a nivel poblacional. Los huertos orgánicos sustentaron poblaciones más altas y estables, con mayor establecimiento y fecundidad de hembras. Las poblaciones en huertos convencionales declinaron más rápido y sufrieron colapsos súbitos, probablemente por las aplicaciones de pesticidas. No hubo diferencias en el desarrollo de la cría, indicando que el impacto principal es en las abejas adultas, comprometiendo su capacidad para anidar y aprovisionar. En conjunto, esta tesis demuestra que la exposición a pesticidas en niveles "aceptables" impone costes subletales y demográficos significativos en abejas solitarias. Estos efectos, impulsados por mezclas complejas, dañan comportamientos críticos y el desarrollo larvario. El manejo orgánico local crea refugios vitales, pero su eficacia se ve comprometida por el paisaje convencional circundante. Esta investigación aboga por un proceso de evaluación de riesgo más protector que considere explícitamente a las abejas solitarias, las mezclas de pesticidas y los efectos subletales. |
| Resumen: |
Global pollinator declines threaten ecosystem stability and agricultural productivity, driven primarily by the intensive use of pesticides. Current pesticide risk assessment schemes, which are designed to protect pollinators, suffer from critical limitations. They rely heavily on a single model species, the honey bee (Apis mellifera); focus on acute lethal effects while overlooking chronic, sublethal consequences; and evaluate pesticides in isolation, ignoring the complex mixtures bees encounter in the field. This is particularly concerning for the vast majority of bee species, which are solitary and may be more vulnerable. To address these gaps, this thesis investigates the effects of field-realistic, sublethal pesticide exposure on solitary bees, using Osmia cornuta and apple orchards as model systems. In Chapter 2, we developed and validated a novel laboratory phototaxis assay to efficiently detect sublethal effects of pesticides. This assay is simple, highly effective (86-97% response rate), and provides an unambiguous binary outcome. We demonstrated its sensitivity by establishing dose-response curves for the insecticide acetamiprid in two Osmia species, calculating median effective doses (ED50) at remarkably low, field-realistic levels (1-30 ng/bee). Furthermore, the assay detected a sublethal synergistic effect when acetamiprid was combined with the fungicide tebuconazole in both A. mellifera and O. cornuta. This methodology provides a crucial tool for detecting sublethal effects across bee species, filling a significant gap in risk assessment protocols. Chapter 3 characterized the actual pesticide exposure experienced by O. cornuta larvae through the pollen-nectar provisions collected by their mothers in organic and conventional orchards. We detected 47 different pesticide compounds, with significantly higher pesticide richness and a higher Pesticide Risk Index (PRI) in conventional orchards. This confirms that even in conventionally dominated landscapes, small organic farms provide safer environments for bees. However, the benefits of organic management were modulated by the surrounding landscape, as pesticide risk in organic orchards increased with the proportion of conventional apple cultivation nearby. This exposure had clear biological consequences: higher insecticide loads led to a male-biased offspring sex ratio, while higher fungicide loads increased early larval mortality. Critically, these negative effects occurred even when the calculated PRI was below the presumed lethal threshold, indicating that current risk indices may severely underestimate the impact of realistic pesticide mixtures. In Chapter 4, we evaluated the population-level consequences of agricultural management by monitoring the dynamics of sentinel O. cornuta populations. We found that organic orchards supported higher and more stable populations. This was driven by several key factors: higher female establishment, higher female fecundity, and a higher production of female cells. Populations in conventional orchards were less stable, exhibiting a faster rate of decline and a significantly higher incidence of sudden population drops, likely attributable to pesticide spray events. In contrast, no significant differences were found in offspring developmental metrics, indicating that the primary negative impacts of conventional management are on adult bees, compromising their capacity to establish nests and provision cells efficiently. Taken together, these findings demonstrate that field-realistic pesticide exposure, at levels deemed acceptable by current risk assessment frameworks, imposes significant sublethal and demographic costs on solitary bees. These effects are driven by exposure to complex pesticide mixtures, which impair critical adult behaviors and directly harm larval development. Our findings underscore that organic management at the local scale creates vital refuges for pollinators, but this protection can be compromised by pesticide pressure at the landscape scale. This thesis integrates sensitive laboratory assays, detailed exposure analysis, and comprehensive field studies to provide robust evidence advocating for a more diverse and protective pesticide risk assessment process that explicitly considers solitary bees, pesticide mixtures, and sublethal effects. |
| Resumen: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ecologia Terrestre. |
| Derechos: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Lengua: |
Anglès |
| Colección: |
Programa de Doctorat en Ecologia Terrestre |
| Documento: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Materia: |
Abelles solitàries ;
Solitary bees ;
Abejas solitarias ;
Avaluació riscos pesticides ;
Pesticide risk assessment ;
Evaluación riesgos pesticidas ;
Efectes subletals ;
Sublethal effects ;
Efectos subletales ;
Ciències Experimentals |
visitante ::
identificación
