Afwijkingen bij wallaby’s als gevolg van onkruidbestrijdingsmiddel

Een nieuw onderzoek naar het veelgebruikte middel atrazine bevestigt aanwijzingen dat dit pesticide de voortplantingsorganen van meerdere diersoorten schaadt.

Friday, September 11, 2020,
Door Corryn Wetzel
Pasgeboren wallaby’s zijn niet veel groter dan tuinbonen en ontwikkelen zich verder in de moederbuidel. Dat ...

Pasgeboren wallaby’s zijn niet veel groter dan tuinbonen en ontwikkelen zich verder in de moederbuidel. Dat maakt ze kwetsbaarder dan veel andere zoogdieren voor externe factoren, zoals verontreinigingen door chemische bestrijdingsmiddelen.

Foto van Auscape, Getty Images

Een veelgebruikt onkruidbestrijdingsmiddel heeft een schadelijke uitwerking op de voortplantingsorganen van wilde dieren, zo blijkt uit een groeiend aantal studies. Atrazine wordt op akkers, gazons en andere plekken gebruikt om onkruid te bestrijden en is in Australië en de VS – de twee grootste gebruikers van het middel – ook in lage concentraties in beken, meren en drinkwater aanwezig.

Uit een studie die in augustus in het tijdschrift Reproduction, Fertility and Development is verschenen, blijkt dat atrazine een remmende werking heeft op de ontwikkeling van de geslachtsorganen van tammar-wallaby’s, een Australisch buideldier uit dezelfde familie als de kangoeroe. Toen onderzoekers vrouwtjes van deze soort gedurende hun hele draag- en zoogtijd drinkwater met atrazine erin gaven, ontwikkelden hun mannelijke jongen kortere en kleinere penissen.

Het onderzoek bevestigt nog eens dat atrazine “de manier waarop de hormonen in het lichaam in balans worden gehouden, overhoop haalt,” zegt Andrew Pask, geneticus aan de University of Melbourne en een van de auteurs van de nieuwe studie. Hij heeft het dan niet alleen over wallaby’s, maar over álle zoogdieren – met inbegrip van de mens. 

Het onderzoek is het eerste waarin is gekeken naar de uitwerking van atrazine op buideldieren, waarvan de onvolgroeide jongen in de buidel van de moeder tot wasdom komen. Bij buideldieren ontwikkelen de geslachtsorganen zich volledig na de geboorte, waardoor hun ontwikkeling wordt beïnvloed door externe factoren als chemische vervuiling, zegt Jennifer Graves, die aan de La Trobe University in Melbourne onderzoek doet naar buideldieren maar niet bij de nieuwe studie was betrokken. Vandaar dat de uitwerking van atrazine bij deze dieren duidelijker tot uiting komt dan bij zoogdieren met een placenta, zegt Graves.

Het Zwitserse bedrijf Syngenta, de grootste producent van atrazine, blijft volhouden dat het product veilig is. Syngenta heeft zijn eigen onderzoek naar de uitwerking van atrazine verricht, en Chris Tutino, woordvoerder van het bedrijf, laat in een e-mail weten dat “er geen consistent of overtuigend bewijs bestaat dat de conclusie rechtvaardigt dat atrazine in de gebruikelijke concentraties een negatieve uitwerking op wilde dieren en het milieu heeft.”

Volgens Tutino was de concentratie atrazine in het onderzoek van Pask hoger dan wat wallaby’s normaliter in het milieu aantreffen, waardoor de onderzoekers uitgaan van een “niet-aannemelijk scenario van blootstelling.” Maar Pask is het daar niet meer eens en verwijst naar bewijzen voor zeer hoge concentraties atrazine in Australische beken. Hoewel de hoogste concentratie die in Australische wateren is vastgesteld, ongeveer een achtste is van de concentratie die in de nieuwe studie is gebruikt, kunnen de wilde dieren nog meer atrazine binnenkrijgen door zich te voeden met gewassen die met het bestrijdingsmiddel zijn besproeid, zegt Pask.

Wallaby’s als dit exemplaar in het Narawntapu National Park kunnen worden blootgesteld aan het onkruidbestrijdingsmiddel atrazine door water te drinken uit beken en zich te voeden met gewassen die met het middel zijn besproeid. Atrazine kan hun seksuele ontwikkeling verstoren.

Foto van Ewen Bell, Nat Geo Image Collection

Verstoorde ontwikkeling

Atrazine is het op één na meest gebruikte onkruidbestrijdingsmiddel in de VS, waar per jaar dertig miljoen kilo van het pesticide op gewassen (vooral maïs, suikerriet en sorghum) wordt gesproeid. In Australië, na de VS de grootste verbruiker van atrazine, wordt ruim tweeënhalf miljoen kilo per jaar van het middel op gewassen toegepast. De Europese Unie heeft atrazinein 2004verboden omdat er te weinig bewijzen waren voor de veiligheid van het product en omdat de concentratie ervan in stroomgebieden niet goed kan worden gecontroleerd.

Volgens de Environmental Working Group, een ngo die zich inzet voor het terugdringen van het gebruik van pesticiden en voor een betere controle op drinkwatervervuiling, is atrazine in de VS het onkruidbestrijdingsmiddel dat het vaakst in drinkwater wordt aangetroffen. Uit een onderzoek van de Natural Resources Defense Council naar 153 drinkwatersystemen in de hele VS bleek in 2010 dat in een derde van deze systemen concentraties atrazine werden gevonden die hoger lagen dan de grens van drie ppb (deeltjes per miljard; parts per billion) die door de Amerikaanse milieudienst Environmental Protection Agency (EPA) wordt aangehouden. In sommige systemen – in Ohio, Illinois en Indiana – werden uitschieters van tien ppb in het drinkwater aangetroffen.

Volgens Pask lijkt atrazine de omzetting van testosteron naar oestrogeen te bevorderen, waardoor de hormoonhuishouding van een zoogdier kan overgaan tot het ontwikkelen van vrouwelijke kenmerken. Uit onderzoek komt naar voren dat het middel een verstorende uitwerking heeft op het gehele hormoonstelsel (endocriene systeem), het netwerk van klieren en hormonen dat talloze functies in het lichaam controleert, van de ontwikkeling van de geslachtsorganen tot neurologische processen. 

Omdat het endocrien systeem bij alle zoogdieren ongeveer hetzelfde is, zijn dit soort onderzoeken potentieel ook van toepassing op mensen, zegt Jennifer Freeman, een milieutoxicologe van de Purdue University die niet bij de nieuwe studie was betrokken.

Hoewel er nog geen uitgebreid onderzoek naar de uitwerking van atrazine op de volksgezondheid is verricht, werd in 2013 in een studie naar jongetjes die in Texas waren geboreneen verband gelegd tussen de blootstelling aan hoge concentraties atrazine vóór de geboorte en een verstoorde genitale ontwikkeling, met onder andere kleine penissen als resultaat; en in 2012 bleek uit een ander onderzoek dat vrouwen in streken waar veel atrazine werd gebruikt, een hoger risico op vroeggeboorten liepen. Uit een overzicht van de Amerikaanse Agency for Toxic Substances and Disease Registry bleek al in 2003 dat “de blootstelling van zwangere vrouwen aan atrazine in het drinkwater in verband kan worden gebracht met een laag gewicht van foetussen en aandoeningen van hart, urinewegen en ledematen bij deze foetussen.”

Terwijl de concentraties atrazine in het drinkwater in de VS onder de grens ligt die in dat land wordt aangehouden, kan het middel wel schade aan wilde dieren toebrengen. In 2002 bleek uit onderzoek dat bij mannetjeskikkers die aan water met een concentratie van slechts één ppb waren blootgesteld, toch genitale vervormingen optraden. En in 2010 werd in een andere studie aangetoond dat atrazine in een concentratie van tweeënhalf ppb invloed kon hebben op de ontwikkeling van de geslachtsorganen van mannetjeskikkers. Bij de meeste van deze kikkers werden een laag testosterongehalte, abnormaal lage hoeveelheden sperma en een verzwakte vruchtbaarheid vastgesteld. Eén op de tien onderzochte mannetjeskikkers had zich tot een volledig functionerend vrouwtje ontwikkeld.

Volgens onderzoekers maakt elke aanvullende dreiging die de voortplanting van tammar-wallaby’s aantast, deze dieren kwetsbaar voor uitsterving, ook al is hun populatie momenteel stabiel.

Foto van imageBROKER, Alamy Stock Photo

In een eerder onderzoek onder leiding van Pask, dat in 2019 werd gepubliceerd, kon zijn team aantonen dat muizen die waren blootgesteld aan een concentratie atrazine die bij mensen ogenschijnlijk “geen waarneembare uitwerking” zou hebben, een lager lichaamsgewicht hadden en minder sperma produceerden. 

Voor mensen kan de atrazineconcentratie in het drinkwater met behulp van waterzuiveringsinstallaties worden verlaagd, maar in het wild worden dieren aan veel hogere concentraties blootgesteld. In Australische beken die in de buurt van akkerland liepen, zijn direct na het sproeiseizoen concentraties van 53.000 ppb gemeten.

Op akkers in het zuidwesten van Australië, waar de tammar-wallaby voorkomt, zijn beken en stromen met hoge atrazineconcentraties (als gevolg van spoelwater van akkers) “vaak de enige plekken waar deze dieren permanent water kunnen vinden,” zegt Pask. “Dus leggen ze helaas grote afstanden af om uit deze verontreinigde waterbronnen te drinken.”

Ernstige uitwerkingen

Tammar-wallaby’s krijgen daarnaast ook atrazine binnen als ze zich voeden met planten die met het middel zijn besproeid. Pask en zijn collega’s gaven twintig drachtige wallaby’s normaal water en twintig andere drachtige wallaby’s water met een atrazineconcentratie van 450.000 ppb te drinken. Pask geeft toe dat dit een zeer hoge concentratie is, maar het weerspiegelt niveaus die wallaby’s in het wild zouden kunnen tegenkomen. Tijdens de draagtijd, de geboorte en de zoogtijd konden deze vrouwtjes naar believen van het water drinken.

Pasks team wilde uitzoeken of en hoe de geslachtsorganen van de mannelijke jongen – joey’s – van deze vrouwtjes zich anders zouden ontwikkelen dan onder normale omstandigheden. De ontwikkeling van de penis is een goede graadmeter voor een verstoorde hormoonhuishouding tijdens de draagtijd, zegt Pask. 

De joey’s van moeders die van het verontreinigde drinkwater dronken, hadden penissen die twintig procent korter en aanzienlijk dunner waren dan die van de controlegroep. Ook de genen die verantwoordelijk zijn voor het normaal functioneren van de testikels, waren veranderd. Volgens de auteurs van het onderzoek laten de resultaten zien dat zich gedurende de vroege ontwikkeling van de embryo’s een verstoring van de hormonale balans voordeed. 

“Het was echt heel verrassend dat we zulke ernstige gevolgen zagen,” zegt Pask.

Beheer van buideldieren

Mannetjes van de tammar-wallaby worden na twee jaar geslachtsrijp, dus weten de onderzoekers nog niet of de blootstelling aan atrazine ook hun viriliteit zal aantasten, maar Pask verwacht dat de dieren als gevolg van hun kleinere penissen meer moeite zullen hebben om vrouwtjes te bevruchten. 

“Het zijn echt ernstige uitwerkingen die door de onderzoekers worden gemeld,” zegt Jennifer Sass, hoofdwetenschapper en toxicologe van de Natural Resources Defense Council. De bevinding dat wallaby’s tijdens hun ontwikkeling aanzienlijke afwijkingen vertonen, ook al gebeurt dat bij hoge doses, is “gewoon angstaanjagend,” zegt Sass, deels omdat dit bestrijdingsmiddel zo veel wordt gebruikt en omdat de uitwerking op de ontwikkeling bij zoogdieren nog niet uitgebreid is onderzocht.

Tutino is het daarmee oneens. Volgens hem is uit “bijna zevenduizend studies gebleken dat atrazine bij blootstelling aan de gebruikelijke concentraties veilig is voor mens en milieu.” 

Tammar-wallaby’s worden momenteel door de International Union for Conservation of Nature beschouwd als ‘niet met uitsterving bedreigd’, maar de dieren krijgen het wel steeds moeilijker doordat hun grasland-habitat wordt verdrongen door akker- en weideland. “Elke aanvullende dreiging van een soort die zich daardoor minder goed kan voortplanten, kan vérstrekkende gevolgen hebben,” zegt Pask.

De volgende stap in zijn onderzoek is volgens Pask het verrichten van experimenten met lagere concentraties atrazine, zodat kan worden bepaald bij welke concentratie het middel onschadelijk is. Hij hoopt dat zijn onderzoek inzicht kan bieden in het tijdstip en de manier waarop akkerland en weidegrond in Australië (daar waar veel buideldieren leven) met het pesticide worden besproeid.

“We zullen hier op z’n minst in sommige beheersplannen voor buideldieren en voor sommige van de meer bedreigde soorten rekening mee moeten houden,” zegt Pask.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer