Ny forskning viser, hvordan en ny type genetisk manipuleret pesticid bevæger sig igennem og nedbrydes i jorden.
Denne nye generation af pesticider kan kontrollere skadedyrsinsekter ved at kompromittere bugens evne til at skabe essentielle proteiner. Disse gendæmpende pesticider kan genetisk konstrueres i landbrugsafgrøder, så disse afgrøder bogstaveligt talt kan vokse deres eget forsvar.
Selvom pesticidet findes inde i planten, svarer spørgsmålene om dets nedbrydning til konventionelle pesticider, der anvendes på afgrødernes udvendige sider: Går det ned? Hvis ja, på hvilke betingelser? I jorden? I søer og floder? Hvad er den økologiske risiko?
Før forskere kan forfølge svar på disse spørgsmål, skal der dog være en måde at spore pesticidet op og følge det, når det bevæger sig og nedbrydes i økosystemet.
Kimberly Parker, adjunkt i energi, miljø og kemiteknik ved McKelvey School of Engineering ved Washington University i St. Louis, og et team af samarbejdspartnere udtænkte en metode til at spore dette nye pesticid i jord og begynde at forstå, hvilke processer der påvirker dets levetid.
Dette nye pesticid er et molekyle af dobbeltstrenget ribonukleinsyre eller RNA. Når et skadedyr spiser dette pesticid, forhindrer det critter i at fremstille essentielle proteiner, hvilket enten fører til forstyrret vækst eller til døden.
RNA er et makromolekyle - hvilket betyder: det er stort - og på grund af dets størrelse kan forskere ikke studere det på de typiske måder, der anvendes til konventionelle pesticider.
Forskergruppen udtænkte en metode til at mærke et pesticidmolekyle med et radioaktivt atom, så de kunne følge det, da det cyklede gennem lukkede jordsystemer, der repræsenterer forskellige scenarier. De var i stand til at kvantificere pesticidet og dets komponenter med blot et par nanogram pr. Gram jord.
Med deres metode til måling af pesticidet undersøgte forskergruppen derefter, hvad der sker med pesticidet i flere jordprøver. De fandt ud af, at enzymerne i jorden kan nedbryde pesticidet. Derudover ”spiser” mikroberne i jorden pesticidet såvel som de fragmenter, som enzymreaktioner efterlader.
I nogle jordarter opstod der dog en anden proces: pesticidet binder sig til jordpartiklerne, som mineraler og organisk detritus. ”I landbrugsjord,” siger Parker, “er der adsorption” - når molekyler klæber til en overflade. ”Pesticidet klæber til jordpartiklen,” siger hun.
"Vi har fundet ud af, at jordpartiklerne faktisk kan have en beskyttende virkning på pesticidet," siger Parker, "bremser pesticidnedbrydningshastigheden." Enzymerne og mikroberne har sværere ved at nedbryde pesticider, der er bundet til jorden, men graden af jordbunden beskytter pesticidet varierede blandt de testede jordarter.
"I øjeblikket er vores arbejdshypotese, at der i finere jord er flere partikler til rådighed for adsorption," siger Parker. Jo flere jordpartikler, jo flere overflader kan pesticidet holde sig til, hvilket forbedrer den beskyttende effekt.
"Nu hvor vi har identificeret de vigtigste processer, der styrer nedbrydning af pesticider i jord, vil vi næste undersøge detaljeret de variabler, der styrer disse processer for at muliggøre nøjagtig økologisk risikovurdering af dobbeltstrengede RNA-pesticider," siger Parker. "Dette giver os mulighed for at forstå, om disse nye pesticider udgør en risiko for økosystemer."
Om forfatterne
Forskningen vises i Miljøvidenskab og teknologi.
Finansieringen kom fra Den Europæiske Unions Horisont 2020-forsknings- og innovationsprogram; støtte til Parker fra US Department of Agriculture; og støtte fra et ETH Zürich Research Grant til en samarbejdspartner.
Kilde: Washington University i St. Louis
Relaterede bøger
at InnerSelf Market og Amazon
