Hvordan påvirkes dyrelivet og miljøet av glyfosat?
[wcm_restrict]
En rekke studier viser at glyfosat negativt påvirker forsøksdyr, dyrelivet i naturen, avlinger og miljøet i sin helhet. Vi ser nærmere på noen utvalgte temaer og studier som viser hvilke skader som kan oppstå.
Tekst Iver Mysterud
Kort fortalt
Dette er del 3 av fire artikler om glyfosat (del 1 og 2 sto i nr. 3/2019). Her gir vi en oversikt over hvordan glyfosat påvirker forsøksdyr, dyrelivet i naturen, avlinger og miljøet. Det kan redusere avlinger og påvirke bakterier i jordsmonnet, meitemark og mykorrhizasopp. Glyfosat reduserer plantenes tilgang på mineraler og gir dårligere næringsopptak. Stoffet påvirker tarmbakterier hos fjørfe og rotter negativt og bidrar til antibiotikaresistens. Glyfosat kan trolig også bidra til død av bier og andre viktige insekter og endre kjønnsutvikling og reproduksjonsevne hos rotter. Stoffet påvirker også atferden til vannlopper og kan gjøre ørret stresset. Det er også vist å kunne forstyrre utvikling av embryoer (uferdige fostre) hos amfibier og fugl. Glyfosat brukes sjelden alene ute i felt, og ugrasmidler som Roundup inneholder ikke bare glyfosat, men også en rekke kjemikalier. Flere laboratoriestudier finner at Roundup er giftigere for celler og insektlarver enn glyfosat alene.
Svekker avlinger
De siste årene er det klarlagt at påvirkning fra glyfosat kan føre til at avlinger blir mer mottakelige for skade fra sykdomsframkallende mikroorganismer. Dette ser ut til å skje på to måter:
1) Glyfosat forstyrrer det økologiske samspillet i jordsmonnets øverste lag, der planterøtter og mikroorganismer påvirker plantenes vekst. 2) Stoffet hemmer plantenes opptak av næringsstoffer.1
Skader jordbakterier
En studie fra 2017 har vist at glyfosat kan skade bakterier som beskytter plantene mot fiendtlige sopp. Dette gjelder noen arter av slekten Pseudomonas, som er vanlig å finne i jord. Noen typer er skadelige for planter, mens andre fremmer plantenes vekst. Enkelte arter er blitt isolert og brukt til biologisk bekjempelse av ulike plantesykdommer. Gunstige Pseudomonas-bakterier i jorda kan produsere stimulerende hormoner som fremmer plantevekst, og de danner også antisoppmidler som bidrar til å bekjempe problematiske sopparter som kan finnes i åkerjord. Tidligere forskning har påvist at bakterieveksten gikk ned da glyfosat sivet ned i jorda. På den bakgrunn har amerikanske forskere spesifikt testet effekten av glyfosat på ulike typer Pseudomonas. Det viste seg at glyfosat hindret flere plantevennlige Pseudomonas-arter i å dele seg og vokse, blant annet Pseudomonas putida, som blir brukt mot sopp i korndyrking. Denne arten finnes i vann og jord, spesielt rundt røttene av plantene. Dette kan beskytte planter mot sykdom fra andre mikroorganismer og bryte ned et stort antall organiske miljøgifter. Jordbakterier er avhengige av å danne proteiner fra aminosyrer for å vokse og lage antistoffer mot angrep. Glyfosat som siver ned i jorda, ødelegger bakterienes evne til å danne proteiner. Studien har imidlertid vist at glyfosat ikke påvirket arten Pseudomonas fluorescens, som brukes som biologisk soppkontroll av en del fruktdyrkere, eller Pseudomonas protegens, som brukes i biologisk kontroll av korn.2
Effekter på meitemark og mykorrhiza-sopp
Tyske og østerrikske forskere har påvist at glyfosat kan påvirke forholdet mellom meitemark og jordlevende sopper som lever i symbiose med planter og sørger for plantenes opptak av næringsstoffer, altså to av de viktigste jordlevende organismegruppene. Mykorrhiza (sopprøtter) er i et symbiotisk forhold med planter. Forskerne viste at glyfosat reduserer dannelsen av mykorrhiza på røtter og den symbiotiske biomassen til soppsporer. Tilstedeværelsen av glyfosat og meitemark øker jordsmonnets biomasse av sopptråder (”hyfer”), noe som reduserer jordsmonnets filtrering av vann. Dette er påvist ved hjelp av kunstig påført regnskyll. Bruken av glyfosat i kombinasjon med mykorrhiza-sopp førte til noe tyngre, men mindre aktive meitemark. Selv om de kortsiktige effektene av glyfosat på meitemark var relativt små, kan de skadelige effektene på mykorrhiza-sopp i røtter og jordsmonn ha vidtrekkende konsekvenser for dyrking av enkelte typer avlinger. Utvasking av glyfosat etter simulerte regnskyll var betydelig påvirket og endret av meitemark og mykorrhiza-sopper. Disse store endringene understreker ifølge forskerne betydningen av mer oppmerksomhet på bivirkninger av glyfosatbaserte ugrasmidler på viktige organismer i jordsmonnet og tilhørende økosystemtjenester.3
Svekker tilgangen til mineraler
Glyfosat fungerer som en såkalt kelator for mineraler, hvilket vil si at det binder til seg mineraler og dermed gjør at de ikke tas opp av levende organismer. Dette gjelder både sink, kobber og mangan, som alle er viktige kofaktorer for en rekke enzymer i planter og dyr. Kelatering eller fjerning av disse mineralene fra plantene betyr at deres evne til å danne proteiner svekkes. Dette betyr at planter som utsettes for glyfosat, blir mer sårbar for angrep.4
Når glyfosat treffer en plante, blir stoffet integrert i alle cellene, inkludert i røttene. I tillegg får glyfosat direkte kontakt med jorda når stoffet påføres plantene. Så snart glyfosat er i jorda, fungerer det som et antibiotikum og en kelator, noe som innebærer at viktige mineraler ikke er tilgjengelig for plantene. Dette gir redusert næringsinnhold.4
Hvis et mineral er bundet til glyfosat i en plante, klarer ikke menneskekroppen å bryte dette båndet. Plantens næringsstoffer er da følgelig ikke tilgjengelige når man spiser planten. I stedet vil mineralene enten bli skilt ut eller lagret i kroppen sammen med glyfosat.4
Effekter på tarmbakterier hos fjørfe
Tyske forskere har testet effekten av glyfosat på potensielt sykdomsframkallende og gunstige bakterier i tarmfloraen til fjørfe. Det ble påvist at en rekke typer sykdomsframkallende bakterier av slektene Salmonella og Clostridium er sterkt resistente mot glyfosat. Derimot viste en rekke gunstige bakterier av slektene Enterococcus, Bacillus, Bifidobacterium og Lactobacillus seg å være moderat til sterkt sårbare for glyfosat. Glyfosat kan dermed forstyrre likevekten i bakteriefloraen. Videre kan effekten på den mest vanlige Enterococcus-arten være en viktig predisponerende faktor for økning i sykdommer forårsaket av Clostridium botulinum. Tarmfloraenes forsvar mot denne bakterien blir nemlig undertrykket av glyfosat.5
Antibiotikaresistens
I 2015 ble det påvist at ugrasmidler som Roundup, Kamba (dicamba) og 2,4-D (2,4-diklorfenoksy-eddiksyre) fremmer antibiotikaresistens hos bakteriene E.coli og salmonella. Disse effektene ble funnet ved konsentrasjoner som er vanlige å finne i åkeren, plener, hager og offentlige parker. Forskerne trekker fram at slike sprøytemidler og antibiotika ikke må brukes i nærheten av husdyr eller viktige insekter som bier. Bruk av ugrasmidler kan svekke antibiotikas terapeutiske effekter og føre til mer omfattende bruk av antibiotika.6
I 2017 ble det publisert en studie som skulle avklare hvilke ingredienser i disse kommersielle ugrasmidlene som kunne gi antibiotikaresistens. Det ble påvist at flere aktive ingredienser – inkludert glyfosat – ga slike effekter. Dette skjedde både ved og under anbefalte bruksdoser.7
I 2018 ble det påvist at bakterier kan utvikle antibiotikaresistens opp til 100 000 ganger raskere når de ble eksponert for Roundup og Kamba og antibiotika enn om de kun ble eksponert for antibiotika. Slike ugrasmidler øker antibiotikas giftighet og bidrar til raskere utvikling av resistens.8
I en oversiktsartikkel fra 2018 går det fram at glyfosat og antibiotikaresistens har oppstått parallelt hos sopp og bakterier. Glyfosat kan faktisk være en drivkraft for antibiotikaresistens.9
Biedød?
Tidligere er det påvist at sprøytemidler som inneholder neonikotinoider, er spesielt skadelige for bier og andre pollinerende insekter.10 Kan også glyfosat ha negative effekter på bier? Bier er avhengige av spesialiserte tarmbakterier som er gunstig for vekst og bidrar til forsvar mot sykdomsframkallende mikroorganismer. I én studie er det påvist at eksponering for glyfosat endret miljøet av tarmbakterier og økte mottakeligheten for infeksjon av opportunistiske patogener.11
Glyfosat blokkerer et enzym som kalles EPSPS (5-enolpyruvylshikimat-3-fosfat syntase) i en sjutrinns biokjemisk omdanningsprosess (Shikimsyre-omdanningsveien) som fører til syntese av folater og aromatiske aminosyrer (fenylalanin, tyrosin og tryptofan). Dette foregår i planter og visse mikroorganismer. Enzymet EPSPS finnes i de fleste tarmbakteriene som finnes hos bier, og derfor er de særlig sårbare for giftige effekter av glyfosat. Når bier eksponeres for glyfosat, øker dødeligheten når de etterpå eksponeres for den opportunistiske mikroorganismen Serratia marcescens. Alle typer av den sentrale tarmbakterien Snodgrassella alvi har en type EPSPS-enzym som er følsom for glyfosat.11
Ikke uventet avviser Bayer, nåværende eier av rettighetene til Roundup, disse resultatene. De mener at forsøket ikke dokumenterer at Roundup dreper bier ute i naturen. Bayer reiser også tvil om at konsentrasjonene som ble brukt i forsøket, vil bli absorbert av bier ute i det fri over en relevant tidsperiode. Det ble også innvendt at forsøket testet et relativt lite antall bier.4
Effekter på tarmbakterier hos rotter
En studie fra 2018 har påvist at Roundup reduserer forekomsten av gunstige bakterier i tykktarmen til hunnrotter (men ikke hannrotter). Den viste at noen bakteriearter var sterkt motstandsdyktige mot Roundup fordi glyfosat ikke påvirket EPSPS-genet. Etter eksponering for Roundup tok disse motstandsdyktige bakterieartene over og dominerte. Forskerne testet tre ulike doser, alle med samme effekt. Disse forstyrrelsene i tarmfloraen overlapper de man har sett ved nedsatt leverfunksjon i andre studier.12
I følge forskeren som ledet denne studien, bør aksepterte nivåer av glyfosatrester i mat og drikke øyeblikkelig reduseres med minst en faktor på 1 000 på grunn av disse nye oppdagelsene.4
Endret kjønnsutvikling og reproduksjonsevne hos rotter
I 2018 ble det publisert tre pilotstudier der rotter daglig i tre måneder hadde blitt eksponert for glyfosat i maten på det nivået som USAs miljøbeskyttelsesdirektorat (EPA) anser å være trygt. Det ble observert at rottenes kjønnsutvikling ble påvirket, de fikk endringer i tarmfloraen og hadde giftvirkninger på arvestoffet (gentoksiske effekter).13
Glyfosat er omtalt som et hormonforstyrrende stoff som kan påvirke det hannlige reproduksjonssystemet. I 2013 ble det publisert en studie som viste at eksponering for Roundup induserte celledød i sertoli-cellene i testiklene til rotter som ikke var kjønnsmodne. Dette vil si at de forstyrrer dannelsen av spermier, noe som kan påvirke fruktbarheten. Dosen var lav (36 ppm), noe som er godt innenfor nivået som anses å være trygt.14 Dersom denne studien er overførbar til menn, kan Roundup være en medvirkende faktor til at menns spermiekvalitet er gått ned i mange vestlige land de siste 40 årene.
En rekke andre studier underbygger at glyfosat/Roundup kan påvirke hannlig/mannlig fruktbarhet,15 men dette blir for detaljert å oppsummere her.
Effekter på vannlopper
Glyfosat påvirker en liten, viktig vannorganisme, nemlig kjempedafnie (Daphnia magna), som er en type vannloppe. Glyfosat kan binde seg til jordpartikler i miljøet, som ved kraftige regnskyll når ferskvannsmiljøer der det lever vannlopper. Denne typen organismer lever av det som finnes i små vannpartikler. De filtrerer vannet og kan derfor få konsentrerte doser glyfosat inn med maten. Hvis kjempedafnier eksponeres for glyfosat, beveger de seg langsommere i vann. Jo høyere dose de eksponeres for, desto roligere blir bevegelsene, og ved høye nok doser stopper de helt å bevege seg.16
Det er også påvist at glyfosat kan binde seg til giftige metaller som kobber. Det nye komplekset av glyfosat og kobber beveger seg lettere i miljøet enn glyfosat gjør alene. Kombinasjonen er også giftigere enn glyfosat alene. Effekten på vannloppenes atferd var mer uttalt hvis glyfosat var bundet til metall.17
Hva endret atferd betyr i praksis, er ikke testet, men det er mulig at langsommere bevegelser og dårligere akselerasjon gjør vannloppene mer utsatt for å bli spist. Fordi mange organismer spiser vannlopper, kan det tenkes at økte konsentrasjoner av glyfosat vil forflytte seg oppover i økosystemet. Det er altså mulig at glyfosat kan endre hele næringskjeden som vannloppene er del av.16
Effekter på ørret
Fordi glyfosat brukes mye over hele verden, forurenser stoffet vann og påvirker organismer som lever der. For å få bedre innblikk i slik påvirkning valgte britiske forskere å studere effekter av både glyfosat og Roundup på leveren til ørret. Fiskene ble eksponert for ulike konsentrasjoner i 14 dager. Ørretene oppviste klart oksidativt stress på både glyfosat og Roundup, og man fant aktivering av kompenserende stressresponser. Forskerne påviste samme type effekter av både glyfosat og Roundup i konsentrasjoner som er relevante for det man finner i miljøet. De fysiologiske endringene som ble påvist ved de laveste testede konsentrasjonene, gir ifølge forskerne grunn til bekymring for effekter av glyfosat på fisk som lever i glyfosat-forurensede elver.18
Fosterskadelige effekter
På bakgrunn av rapporter om defekter i nervesystemet og misformete ansikter/kranier hos mennesker i områder der glyfosatbaserte sprøytemidler brukes, ønsket forskere fra Argentina å teste lave doser av glyfosat på utviklingen til embryoer (ikke ferdig dannete fostre) hos en afrikansk froskeart. Embryoer ble lagt i en næringsløsning som inneholdt 1/5000 fortynning av et glyfosatholdig sprøytemiddel. Det ble påvist klart avvikende utvikling hos de glyfosateksponerte embryoene sammenliknet med kontroller. Embryoer som ble injisert med ren glyfosat viste tilsvarende avvik i kroppens utforming. Tilsvarende effekter ble påvist hos kyllingembryoer. Dette indikerer samlet at det er glyfosat i seg selv og ikke tilsetningsstoffer i de kommersielle produktene, som forstyrrer utviklingen av embryoer. Studien viser at glyfosat direkte påvirker tidlig utvikling hos flere grupper av virveldyr (amfibier og fugl), noe også andre undersøkelser har kommet fram til. Dette gir ifølge forskerne grunn til bekymring sett på bakgrunn av kliniske funn på babyer i befolkninger som eksponeres for glyfosatholdige sprøytemidler brukt på åkre.19
Roundup verre enn glyfosat
Glyfosat brukes sjelden alene. Ugrasmidler er kombinasjoner av en rekke kjemikalier, for eksempel stoffer som skal hjelpe glyfosat inn i plantecellene og andre tilsetninger som skal forlenge produktets holdbarhet. For å sammenlikne glyfosat og Roundup testet en forsker effektene på sebrafisk. Faktisk hadde glyfosat og Roundup motsatte effekter på fiskenes atferd og fysiologi. Dermed var det klart at glyfosat gjør én ting og tilsetningsstoffene noe annet. Det er et problem for forskere som skal undersøke fysiologiske effekter av sprøytemidler at produsentene ikke er pålagt å offentliggjøre den fullstendige innholdslista. I USA og EU er de pålagt å angi hvor mye av den aktive ingrediensen et produkt inneholder, men ikke andre ingredienser. De antas å være ”inerte” fordi de ikke bidrar til den ugrasdrepende aktiviteten til blandingen.16
Det er derfor bekymringsfullt at det kommersielt brukte produktet Roundup er påvist å være giftigere for celler20 og insektlarver i laboratorium21 enn glyfosat alene. Glyfosat alene er nemlig relativt lite giftig.16
*****
I siste artikkel ser vi på deler av de juridiske prosessene og det politiske spillet som har utspunnet seg rundt glyfosat.
Kilder:
1 Martinez DA, Loening UE, Graham MC. Impacts of glyphosate-based herbicides on disease resistance and health of crops: a review. Environmental Sciences Europe 2018; 30: 2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29387519
2 Aristilde L, Leed ML, Wilkes RA mfl. Glyphosate-induced specific and widespread perturbations in the metabolome of soil Pseudomonas species. Frontiers in Environmental Science 2017; 5: 34. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2017.00034/full
3 Zaller JG, Heigl F, Ruess L mfl. Glyphosate herbicide affects belowground interactions between earthworms and symbiotic mycorrhizal fungi in a model ecosystem. Scientific Reports 2014; 4: 5634. https://www.nature.com/articles/srep05634
4 Mercola J. Roundup weed killer called out as a bee killer. Mercola.com 9.10.2018. https://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2018/10/09/glyphosate-kills-bees.aspx
5 Shehata AA, Schrödl W, Aldin AA mfl. The effect of glyphosate on potential pathogens and beneficial members of poultry microbiota in vitro. Current Microbiology 2013; 66: 350–8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23224412
6 Kurenbach B, Marjoshi D, Amábile-Cuevas CF mfl. Sublethal exposure to commercial formulations of the herbicides dicamba, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, and glyphosate cause changes in antibiotic susceptibility in Escherichia coli and Salmonella enterica serovar Typhimurium. mBio 2015; 6: e00009–15. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25805724
7 Kurenbach B, Gibson PS, Hill AM mfl. Herbicide ingredients change Salmonella enterica sv. Typhimurium and Escherichia coli antibiotic responses. Microbiology 2017; 163: 1791–801. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29139345
8 Kurenbach B, Hill AM, Godsoe W mfl. Agrichemicals and antibiotics in combination increase antibiotic resistance evolution. PeerJ 2018; 6: e5801. https://peerj.com/articles/5801/
9 Van Bruggen AHC, He MM, Shin K mfl. Environmental and health effects of the herbicide glyphosate. Science of the Total Environment 2018; 616-617: 255–68. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29117584
10 Stokstad E. European agency concludes controversial ‘neonic’ pesticides threaten bees. Science 28.2.2018. http://www.sciencemag.org/news/2018/02/european-agency-concludes-controversial-neonic-pesticides-threaten-bees
11 Motta EVS, Raymann K, Moran NA. Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bee. PNAS 2018. http://www.pnas.org/content/115/41/10305
12 Lozano VL, Defarge N, Rocque L-M mfl. Sex-dependent impact of Roundup on the rat gut microbiome. Toxicology Reports 2018; 5: 96–107. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214750017301129
13 Global Glyphosate Study pilot phase shows adverse health effects at ‘safe’ doses. The Ramazzini Institute 16.5.2018. https://glyphosatestudy.org/press-release/global-glyphosate-study-pilot-phase-shows-adverse-health-effects-at-safe-doses/ (1.11.2018).
14 De Liz Oliveira Cavalli VL, Cattani D, Heinz Rieg CE mfl. Roundup disrupts male reproductive functions by triggering calcium-mediated cell death in rat testis and Sertoli cells. Free Radical Biology and Medicine 2013; 65: 335–46. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23820267
15 Glyphosate/Roundup & human male infertility. Science in Society 19.3.2014. http://www.i-sis.org.uk/Glyphosate_Roundup_and_Human_Male_Infertility.php (1.11.2018).
16 Zimmer K. How toxic is the world’s most popular herbicide Roundup? The Scientist 7.2.2018. https://www.the-scientist.com/news-opinion/how-toxic-is-the-worlds-most-popular-herbicide-roundup-30308 (30.10.2018).
17 Hansen LR, Roslev P. Behavioral responses of juvenile Daphnia magna after exposure to glyphosate and glyphosate-copper complexes. Aquatic Toxicology 2016; 179: 36–43. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27564378
18 Webster TMU, Santos EM. Global transcriptomic profiling demonstrates induction of oxidative stress and of compensatory cellular stress responses in brown trout exposed to glyphosate and Roundup. BMC Genomics 2015; 16: 32. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25636363
19 Paganelli A, Gnazzo V, Acosta H mfl. Glyphosate-based herbicides produce teratogenic effects on vertebrates by impairing retinoic acid signaling. Chemical Research in Toxicology 2010; 23: 1586–95. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20695457
20 Peixoto F. Comparative effects of the Roundup and glyphosate on mitochondrial oxidative phosphorylation. Chemosphere 2005; 61: 1115–22. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16263381
21 Janssens L, Stoks R. Stronger effects of Roundup than its active ingredient glyphosate in damselfly larvae. Aquatic Toxicology 2017; 193: 210–6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29100103
/wcm_restrict]
