Imidacloprid e ambiente
di Caroline Cox, Squadra scientifica "Norhwest coalition for alternatives to pesticides"/ NCAP
Traduzione di F. B. Zotti. Per correttezza della traduzione ci si é avvalsi anche di quella in francese di Abeilles e Fleurs che si ringrazia

E' un'interessante, ed assai allarmante, illustrazione delle preoccupazioni relative sia all'utilizzo della nuova molecola sia alle possibili ricadute sulle varie forme viventi

L'imidacloprid è un insetticida sistemico relativamente recente appartenente alla stessa famiglia chimica della tossina del tabacco: la nicotina. Come la nicotina, agisce sul sistema nervoso. Si ritiene si tratti di uno degli insetticidi più diffusi in tutto il mondo, con impieghi assai diversi: figura sia tra i prodotti per l'agricoltura, il tappeto erboso e gli animali domestici, sia tra gli insetticidi domestici. L'esposizione all'imidacloprid causa i sintomi seguenti: apatia, difficoltà di respirazione, mancanza di coordinazione, dimagrimento e spasmi. Un'esposizione più prolungata causa una perdita di peso persistente e lesioni alla tiroide. Gli studi in laboratorio sugli effetti dell'imidacloprid su animali gravidi hanno rilevato un aumento di aborti spontanei e nidiate di peso inferiore. Un prodotto agricolo contenente imidacloprid ha causato l'aumento di un danno genetico denominato "adduits à l'ADN (DNA)". L'imidacloprid è estremamente tossico per certe specie di uccelli, quali passeri, quaglie, canarini e piccioni. Il suo impiego in agricoltura ha ucciso alcune pernici per avvelenamento. Causa anche l'assottigliamento del guscio dell'uovo. La crescita e le dimensioni dei gamberetti sono influenzate già in presenza di una concentrazione di imidacloprid inferiore ad una parte per miliardo (ppb). Una concentrazione inferiore a 60 ppb decima i gamberetti ed i crostacei. L'imidacloprid ha un effetto persistente. In occasione di un test sul campo, in Minnesota, si è constatato che la sua concentrazione, un anno dopo il trattamento, non era diminuita. Parimenti, esso migra nel suolo e l'Amministrazione americana per la Protezione Ambientale lo considera come un potenziale agente inquinante dell'acqua. Lo sviluppo della resistenza all'imidacloprid da parte di insetti nocivi è fonte di serie preoccupazioni. Nei campi di patate del Michigan, sono stati sufficienti due anni di trattamento, perché le dorifore acquisissero l'immunità all'imidacloprid.
L'imidacloprid (fig. 1) è un insetticida relativamente recente, registrato per la prima volta come pesticida negli USA nel 1994. È il primo insetticida, nella sua categoria chimica, ad essere stato messo a punto per un uso commerciale. Si tratta di un insetticida sistemico. Si propaga tramite le piante dal punto di applicazione ed uccide gli insetti che se ne nutrono. Il principale produttore è la società Bayer Corporation che commercializza i prodotti contenenti l'imidacloprid sotto il marchio Merit, Admire, Premise, Pre-Empt e Advantage, fra gli altri. L'imidacloprid e la nicotina hanno effetti analoghi sul sistema nervoso.

Impiego
Paragonato ad altri insetticidi abituali, l'imidacloprid non viene utilizzato da molto tempo, ma secondo l'entomologo George Ware (Università di Arizona) "è l'insetticida utilizzato in maggior quantità fra tutti". L'imidacloprid è polivalente: lo si utilizza in agricoltura sul cotone e sulle verdure, rientra nella composizione dei prodotti per il tappeto erboso e per le piante ornamentali e di quelli ad uso interno ed esterno per la lotta contro le termiti e gli scarafaggi. Lo ritroviamo anche fra i prodotti per gli animali domestici e fra quelli per la cura del prato e del giardino così come in altri prodotti, come il terriccio, che fatichiamo a classificare nella categoria degli insetticidi.

Come distrugge gli insetti?
L'imidacloprid, come altri insetticidi della famiglia dei nicotinoidi, è assai simile alla nicotina naturale (tossina del tabacco) (fig. 2). Data la forma della loro molecola, la loro dimensione e la loro "carica", nicotina e nicotinoidi si fissano sui ricettori del sistema nervoso normalmente riservati all'acetilcolina, molecola che trasmette l'impulso nervoso da una cellula nervosa all'altra o da una cellula nervosa ad un tessuto controllato da un nervo. L'imidacloprid ed altri nicotinoidi bloccano in modo irreversibile i recettori dell'acetilcolina. Perché l'imidacloprid è meno tossico per il sistema nervoso dei mammiferi che per quello degli insetti? Tanto il sistema nervoso dei mammiferi quanto quello degli insetti contengono ricettori dell'acetilcolina che vengono bloccati dall'imidacloprid; per gli insetti, la maggior parte dei ricettori sensoriali si trovano nel sistema nervoso centrale, mentre nei mammiferi si riferiscono ai nervi associati ai muscoli. I recettori dell'acetilcolina degli insetti sono più sensibili all'imidacloprid rispetto a quelli dei mammiferi, ma in certi prodotti della degradazione dell'imidacloprid, questa relazione è invertita.
Coformulati
Come quasi tutti i pesticidi, gli insetticidi all'imidacloprid commercializzati contengono altre sostanze, qualificate come inattive o "additivi", sulle quali troppo poche informazioni sono state pubblicate. Tra quelle identificate contenute nei prodotti a base di imidacloprid figurano: cristalli di quarzo (silice) (in Merit o,5 G), classificati dall'Agenzia Internazionale di ricerca sul cancro come "cancerogeni per l'uomo" e noti al Programma Nazionale di tossicologia per essere "cancerogeni per l'uomo", dato che causano il cancro al polmone. Sono anche causa di enfisema e di problemi respiratori, nonché di disordini genetici sugli individui che ne sono esposti e nel corso di tests in laboratorio; naftalene (in Leverage 2,7) che il Programma Nazionale di tossicologia ha recentemente classificato come avente "un'attività cancerogena evidente" (per inalazione), in quanto provoca il cancro alle fosse nasali. Alcuni tests di laboratorio hanno anche dimostrato che causa due tipi di disordine genetico. L'esposizione al naftalene provoca anemia, problemi epatici, cateratta ed allergie cutanee. Nell'articolo citeremo sempre, quando possibile, se i tests sono stati realizzati solo sull'imidacloprid o sui prodotti contenenti imidacloprid (più i coformulati). Tossicità dei coformulati sui gatti: un coformulato non identificato in Advantage, un prodotto antipulci all'imidacloprid applicato goccia a goccia sul collo del gatto, può essere tossico per i gattini se impiegato senza tener conto della dose prescritta. Nel corso di test di laboratorio, gattini che hanno ricevuto cinque volte la dose di Advantage raccomandata sono morti: sono entrati in coma o hanno mostrato perdita di coordinazione. Integrazioni di questa ricerca hanno rivelato che tale tossicità risultava probabilmente dal coformulato presente in gran quantità. Nessuno studio è stato pubblicato sui sovraddosaggi di minor importanza. E' stato anche osservato vomito, salivazione o depressione in gatti che avevano ingerito Advantage o i suoi coformulati.

Una tossicità elevata
Negli animali di laboratorio, fra i sintomi (a breve termine) di tossicità acuta, dopo l'ingestione di imidacloprid, compaiono apatia, difficoltà respiratoria, perdita della capacità motoria, andatura barcollante, tremori e convulsioni. Certi sintomi sono durati sino a cinque giorni dopo l'ingestione. I sintomi registrati dopo un'intossicazione acuta dovuta ad un prodotto agrario contenente imidacloprid (imidacloprid più coformulati) comprendono prostrazione, mancanza di coordinazione, tremori, diarrea e forte dimagrimento. Alcuni di questi sintomi hanno persistito per 12 giorni, ossia due volte più a lungo rispetto ai sintomi legati ad un'intossicazione dovuta al solo imidacloprid (fig. 3).
I sintomi dovuti ad un'intossicazione acuta da prodotto antipulci all'imidacloprid sono prostrazione, convulsioni e difficoltà respiratorie. Anche sugli animali da laboratorio, l'inalazione di imidacloprid (per quattro ore) è stata causa di disturbi respiratori, perdita delle capacità motorie e leggeri tremori. I sintomi conseguenti ad inalazione di due prodotti agrari all'imidacloprid sono stati simili: mancanza di coordinazione, convulsioni, attività ridotta, tremori e salivazione abbondante. Certi sintomi sono durati sino a due giorni dopo l'esposizione.

Irritazione degli occhi
Numerosi prodotti contenenti imidacloprid (Merit 0,5 G, Merit 75 WP, Premise 75, Provado Solupak ed Advantage) causano irritazione agli occhi.

Tossicità subcronica
La tossicità subcronica a medio termine (10 giorni) su ratti che avevano ricevuto una dose di 10 mg/kg al giorno è causa di perdita di peso. Nessuno studio è stato pubblicato sulla tossicità subcronica dei prodotti commercializzati contenenti imidacloprid.

Tossicità cronica
La tossicità a lungo termine (per tutta la vita) a seguito di ingestione di imidacloprid da parte dei ratti ha dimostrato che la tiroide ne è particolarmente sensibile. Concentrazioni di 17 mg per chilo (mg/kg) di peso al giorno sui maschi hanno causato lesioni alla tiroide. Nelle femmine, concentrazioni leggermente superiori (25 mg/kg al giorno) hanno inibito l'aumento di peso. Sempre nelle femmine, concentrazioni molto più elevate, hanno causato, oltre ad altri effetti, l'atrofia della retina. Nessuno studio è stato pubblicato sulla tossicità cronica dei prodotti commercializzati contenenti imidacloprid.

Incidenza sulla riproduzione
L'imidacloprid influenza la riproduzione in modi diversi. Nelle coniglie gravide si registrano un incremento del numero di aborti spontanei fra il sesto ed il diciottesimo giorno di gestazione ed un maggior numero di nati con malformazioni allo scheletro, effetti osservati in presenza di concentrazioni pari a 72 mg/kg/giorno. Uno studio sull'alimentazione di due generazioni di ratti, nel cui cibo rientrava l'imidacloprid (19 mg/kg/giorno), ha originato nidiate sottopeso (fig. 4). Nessuno studio è stato pubblicato sugli effetti dell'imidacloprid sulla riproduzione.

Effetti mutageni
I tests intesi a dimostrare che l'imidacloprid poteva causare danni genetici, effettuati dall'Agenzia americana di Protezione ambientale (EPA) nel quadro della procedura di registrazione, non hanno rilevato traccia di degradazione genetica o lo hanno fatto solo in presenza di esposizioni assai elevate. Tuttavia, una nuova tecnica basata sulla possibilità che un prodotto chimico causi degradazioni genetiche fissandosi chimicamente al DNA (il materiale genetico) ha permesso di constatare che l'insetticida Admire (contenente imidacloprid) aumentava la frequenza di questo tipo di degradazione. Gli "adduits" al DNA, (contaminazione del DNA da parte del prodotto chimico), erano cinque volte più frequenti nelle cellule del timo dei vitelli esposte all'Admire che in quelle non esposte.

Tossicità dei metaboliti dell'imidacloprid.
Diversi prodotti del degrado dell'imidacloprid (metaboliti) possono essere tossici. L'olefina, un metabolita che si trova nelle piante trattate all'imidacloprid, è ancora più tossico per gli insetti, dell'imidacloprid stesso. Un altro metabolita, il desnitro, è assai poco tossico per il sistema nervoso degli insetti, ma molto più tossico dell'imidacloprid sul sistema nervoso dei mammiferi. Combinato con il nitrato, metabolita del 2-imidazolidone (noto anche con la denominazione di etilentiurea) provoca tumori e lesioni genetiche.

Effetti sugli uccelli
La tossicità acuta dell'imidacloprid è assai variabile da una specie di uccello all'altra, ma è, comunque, "estremamente tossica" per alcune specie come il passero, la quaglia giapponese, il canarino ed il piccione. La concentrazione letale media (DL50, concentrazione che decima il 50% della popolazione testata) per tutte le specie è inferiore a 50 mg/kg. In base a tali tests, il Dipartimento degli Effetti Ecologici dell'EPA ha concluso che fosse stata superata la "soglia di allarme" fissata dall'agenzia per tutte le specie di uccelli canori, in via di estinzione o meno. L'imidacloprid induce un comportamento aberrante a concentrazioni pari ad un quinto di quella letale. Si è constatato che i passeri che hanno consumato granaglie contenenti imidacloprid sono stati interessati da mancanza di coordinazione, mancanza di reazione e difficoltà nel volo (a 6 mg/kg). A 12 mg/kg, diarrea e prostrazione si sono aggiunte ai sintomi osservati. Anche gli uccelli per i quali l'imidacloprid non è particolarmente tossico, le anatre dal collo verde per esempio, presentano sintomi analoghi che, per queste anatre, sono stati rilevati a qualsiasi concentrazioni di imidacloprid, nel corso dei tests dell'EPA, in occasione della procedura di registrazione. Gli altri problemi causati dall'imidacloprid sugli uccelli comprendono l'assottigliamento del guscio delle uova (a concentrazioni di 61 mg/kg), una diminuzione di peso (a concentrazioni di 150 ppm nel cibo), una riduzione della quantità di uova deposte e dello schiudersi delle covate. Veterinari francesi hanno scoperto, su alcuni terreni agricoli, i corpi di pernici morte per avvelenamento conseguente all'uso di sementi trattate all'imidacloprid. Hanno verificato che gli uccelli presentavano gli stessi sintomi di quelli connessi all'imidacloprid ed hanno costatato la presenza di residui di imidacloprid negli alimenti, nei ventrigli e nel fegato di questi uccelli.

Effetti sui pesci
La forte tossicità dell'imidacloprid compare sui pesci adulti a concentrazioni relativamente elevate (oltre gli 80 ppm), ma i pesci giovani sono molto più sensibili. La sopravvivenza ed il peso degli avannotti delle trote arcobaleno risultano ridotti, alle concentrazioni più basse testate (1,2 ppm). Conseguentemente, si è rivelato impossibile determinare la concentrazione minima che non causa alcun effetto nocivo.

Effetti sul resto della fauna acquatica.
L'imidacloprid è tossico a concentrazioni estremamente basse per certe specie di animali acquatici. Sono state studiate le seguenti specie, considerate come rappresentative della fauna acquatica in generale:
- La DL50 per la Hyalella azteca, crostaceo di acqua dolce ampiamente diffuso, è di 55 ppb, concentrazione classificata come altamente tossica dall'EPA. La mortalità è stata registrata a concentrazioni inferiori a 1 ppb.
- LA DL50 è di 37 ppb per il gamberetto Mysidopsis bahia, un crostaceo degli estuari. Gli animali sopravvissuti hanno presentato disturbi comportamentali quali letargia e perdita dell'equilibrio. La DL50 per un prodotto agricolo contenente l'imidacloprid è identica ed ugualmente ritenuta estremamente tossica dall'EPA. Il gamberetto mysidopsis presenta dei sintomi sub-letali a concentrazioni incredibilmente esigue: si constata una diminuzione delle dimensioni, un rallentamento della crescita e della riproduzione a concentrazioni inferiori a 1 ppb (fig. 5).
Questo gamberetto occupa un posto importante nella catena alimentare costiera, essendo la fonte di alimentazione principale per numerosi pesci… "D'altra parte, ci si può attendere delle ripercussioni indirette sulla "selvaggina" acquatica, qualora i gamberetti mysidopsis, o organismi similari, sparissero ".

Effetti su lombrichi
I lombrichi occupano un posto importante nell'ecosistema del suolo. In un suolo normale, i lombrichi rappresentano circa l'80% della fauna, in peso. Essi rivestono un ruolo importante nella fertilizzazione del suolo e nella decomposizione dei materiali organici. L'imidacloprid è estremamente tossico per i lombrichi. Per esempio, la presenza nel suolo di concentrazioni da 2 a 4 ppm costituisce la dose letale per l'Eisenia fetida. Concentrazioni inferiori hanno altre conseguenze. Concentrazioni pari a 0,2 ppm nel suolo riducono l'attività della cellulasi secreta dal sistema digerente del lombrico, che gli permette di decomporre gli scarti vegetali e aumentano la sequenza di malformazione degli spermatozoi (fig. 6). Concentrazioni di 0,05 ppm aumentano la frequenza di lesioni genetiche nel lombrico.

Effetti sugli insetti utili
L'imidacloprid è un insetticida; non è, quindi, sorprendente che sia tossico per gli insetti utili in agricoltura, per esempio:
- l'imidacloprid è estremamente tossico per le api.
- Alcuni tests di laboratorio hanno rivelato che nessun adulto e solamente il 10% dei Podisus maculiventris giovani (predatori della dorifora, di vermi delle pannocchie del mais [Helicoverpa zea] e di altri parassiti) sopravvivono ad un'applicazione normale di imidacloprid.
- Il trattamento degli ortaggi con l'insetticida Provado, che contiene imidacloprid, riduce la presenza di aleuroni dal 35 al 50%.
- Il trattamento della calendola (con l'insetticida Admire) o del triacanto a tre spine (Gleditsia trichantos) [con l'insetticida Merit] aumenta i danni causati alle due specie dagli acari, poiché l'imidacloprid uccide il predatore naturale degli acari che, allo stesso modo, ricompaiono nelle melanzane trattate con i granuli d'imidacloprid, al momento del trapianto.
- Il trattamento delle coltivazioni di girasole, crisantemi e tarassaco con granuli all'imidacloprid (Marathon) diminuisce la mobilità dei predatori tra cui la coccinella.
- In laboratorio un insetticida all'imidacloprid si è rivelato estremamente tossico per numerosi insetti predatori: cimici, coccinelle (adulte e larve) e neurotteri.

Effetti sui gatti
Un veterinario britannico ha constatato che Advantage ha provocato una grave eruzione cutanea su un gatto (già colpito dal cancro). L'eruzione, localizzata nel punto di applicazione dell'imidacloprid, ha causato problemi intestinali ed un arresto cardiaco che ha causato la morte.

Effetti sui vegetali
Benché questo effetto possa essere sorprendente per un insetticida, l'imidacloprid può essere tossico per i vegetali. Per esempio, alcune giovani piante di limone, coltivate in serra, sono state danneggiate dall'applicazione sul tronco di un insetticida contenente imidacloprid ed alcune radici di cavolfiore lo sono state, a causa del trattamento del suolo. Un ricercatore polacco ha parimenti constatato che il trattamento dei piselli con l'insetticida Gaucho aumentava la tendenza al deterioramento delle radici da fusariosi (Fusarium).
A concentrazioni moderate (9-33 ppm), gli insetticidi all'imidacloprid diminuiscono analogamente la crescita delle alghe verdazzurre e della diatomea.

Contaminazione degli alimenti
Esistono poche pubblicazioni sull'incidenza dell'imidacloprid nei raccolti. L'imidacloprid non figura nel programma di controllo alimentare del Ministero americano dell'Agricoltura e della Food and Drug Administration (Amministrazione dell'alimentazione e dei medicinali). La Spagna ha pubblicato due studi sul controllo dell'imidacloprid.
L'uno constata la presenza di residui di imidacloprid in tutti i campioni degli ortaggi da serra controllati una settimana dopo il trattamento.
L'altro constata la presenza della molecola nei pomodori, nei peperoni, nelle patate, nelle carote, nelle melanzane, nelle pere e nei meloni: il 21% dei campioni era contaminato.

Contaminazione dell'acqua
Secondo l'EPA, l'imidacloprid può infiltrarsi sino alla falda freatica. La sua forte solubilità e la sua estrema mobilità sono assai preoccupanti, dal momento che ne favoriscono il trasporto, tramite scorrimento, verso le acque superficiali:
- Secondo i tests effettuati in vista della sua registrazione, la persistenza dell'imidacloprid varia in funzione dei terreni, ma è comunque sempre significativa.
La semivita più breve, (tempo necessario affinché il 50% di un insetticida si degradi o sparisca dal sito controllato), è stata di 107 giorni in una prateria della Georgia. La più lunga è stata registrata nel Minnesota, ove, un anno dopo il trattamento, la concentrazione di imidacloprid in un campo di mais non era diminuita (fig. 7 per informazioni aggiuntive).
- L'attitudine dell'imidacloprid alla migrazione nel suolo è stata dimostrata da diversi studi. In laboratorio, l'imidacloprid filtra attraverso le colonne di suolo in modo più rapido rispetto agli undici altri insetticidi testati, di cui alcuni (il diazinone, il clorpirifos e il diuron) figurano tra i più diffusi agenti inquinanti dell'acqua. L'EPA ha analizzato il potenziale di infiltrazione relativo a 14 insetticidi per il tappeto erboso ed ha classificato l'imidacloprid nella categoria I degli insetticidi con maggior potenziale di infiltrazione. Utilizzato nel sistema di irrigazione di un luppoleto, l'imidacloprid ha raggiunto la massima profondità registrata (105 cm.), 7 giorni dopo l'applicazione (ciò corrisponde ad uno scenario di infiltrazione massimale, poiché il terreno veniva irrigato ogni giorno e dimostrava perfettamente la mobilità dell'imidacloprid nel suolo). Sebbene tali studi abbiano attestato che i rischi di contaminazione dell'acqua tramite imidacloprid fossero preoccupanti, l'EPA non l'ha classificato fra i prodotti ad impiego limitato per proteggere la qualità dell'acqua, avanzando la seguente spiegazione: "Non raccomandiamo la classificazione di questo prodotto tra quelli per tappeto erboso e piante ornamentali ad impiego limitato, perché causanti danni alla falda freatica, per diverse ragioni. Innanzi tutto, molti prodotti NTN proposti specificano che devono essere utilizzati attorno alle abitazioni e la classificazione Impiego Limitato ne impedisce la vendita al dettaglio. In secondo luogo, le società di giardinaggio utilizzeranno tali prodotti e non utilizzeranno un prodotto soggetto ad Impiego Limitato.
La decisione è, dunque, di natura economica e non scientifica.

Resistenza
Lo sviluppo della resistenza all'imidacloprid nelle specie nocive è davvero preoccupante. Nel Michigan, la resistenza all'imidacloprid da parte della dorifora del Colorado, a seguito dell'impiego di imidacloprid per due anni sulle patate, è stata oggetto di uno studio documentato (in questi due anni, più dell'80% dei campi di patate è stato trattato con l'imidacloprid). In laboratorio, alcuni tripidi scelti per la loro resistenza all'insetticida organofosforato diazinone, si sono rivelati resistenti anche all'imidacloprid. Tale situazione, ove la resistenza ad un insetticida conferisce resistenza anche ad un altro insetticida, altrimenti detta "resistenza crociata", è ritenuta particolarmente preoccupante dai ricercatori dell'Università del Missouri incaricati dello studio.

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