Pflanzenschutzmittel werden häufig als eine mögliche Ursache im Zusammenhang mit der Biodiversität in Agrarlandschaften genannt, obgleich ihre Rolle für die Verteilung von Nichtzielpflanzen und -arthropoden nach wie vor unklar ist. Wir wollen vorhandene Landschaftsdaten und ökologische Informationen eines von der Uni Würzburg etablierten Landnutzungs- und Klimagradienten in Bayern (LandKlif mit 180 ~Probestellen) nutzen. Zusätzlich sollen im vorliegenden Projekt Proben von Boden, Pflanzenbiomasse, Arthropodenbiomasse (Herbivore und Spinnen) genommen und darin landwirtschaftliche Pflanzenschutzmittel gemessen werden und weitere Proben von Artengruppen, für die bisher noch keine detaillierten Daten in LandKlif vorliegen (Spinnen und Käfer) genommen und bestimmt werden. Wir wollen die Bedeutung von landschaftlichen Parametern für die Pflanzenschutzmittelexposition untersuchen und die Traits der Pestizidexposition (Identität und Wirkweise, Wirkstoffkombinationen, Konzentrationsniveaus, wirkstoffspezifische Toxizität etc.) mit denen der Verteilung von Pflanzen und Arthropoden zusammenbringen und im Lichte der vorhandenen Informationen zu weiteren Einflussfaktoren analysieren. Unter Verwendung von substanz- und anbaufruchtspezifischen Daten zur Anwendung von Pestiziden wollen wir mittels meta-Analysen von Expositions- und Effektdaten für terrestrische Pflanzen und Arthropoden aus der Literatur bzw. aus Risikobewertungsdokumenten unsere Ergebnisse in einen weiteren Kontext stellen. Dieses Vorgehen soll auch die Interpretation der aus den hier vorgesehenen LandKlif-Analysen stammenden Daten erleichtern. Durch die Kombination des gut etablierten LandKlif-Untersuchungsgebietes sowie der terrestrischen Ökologieexpertise mit Expertise in der Ökotoxikologie von Pestiziden und in Meta-Analysen erhoffen wir uns eine Verbesserung des Verständnisses zur potentiellen Rolle von Agrochemikalien für Nichtzielpflanzen und Nichtzielarthropoden.
Hintergrund: Datenanforderungen der Europäischen Verordnungen für Industriechemikalien (REACH 1907/2006/EG), Pflanzenschutzmittel (1107/2009/EG), Biozide (528/2012/EG), Tierarzneimittel (2019/6/EG) und der Richtlinie für Arzneimittel (2004/28/EG und 2004/27/EG) basieren auf standardisierten ökotoxikologischen Labor- und Freilandtests., i.d.R. OECD-Prüfrichtlinien. Die Festlegung der statistischen Auswertung der Labordaten erfolgt derzeit in den einzelnen OECD-Prüfrichtlinien mit Hinweis auf die 2006 veröffentlichten Grundprinzipien der statistischen Auswertung für OECD-Prüfrichtlinien im OECD Dokument Nr. 54 'Current approaches in the statistical analysis of ecotoxicity data: a guidance to application'. Die im OECD Dokument Nr. 54 beschriebenen Methoden sind (teilweise) überholt und es fehlen geeignete Methoden für die Auswertung von nicht-normalverteilten Daten. Nicht-normalverteilte Daten kommen standardmäßig in aquatischen Mesokosmen und Freilandstudien an Bodenorganismen und Arthropoden vor, die eine zentrale Rolle in der Zulassung von Chemikalien spielen. Eine Überarbeitung des OECD Dokuments Nr. 54 ist dringend notwendig, weil es direkte Auswirkungen auf die statistische Auswertung aller OECD-Prüfrichtlinien für die Bewertung von Auswirkungen auf Nichtzielorganismen hat.
Forschungsziele sind:
1. Aktualisierung von OECD Dokument Nr. 54 - Aufnahme fehlender Methoden-Prüfung und Aktualisierung enthaltener Methoden,
2. Überführung des OECD Dokument Nr. 54 in ein OECD Guidance Dokument (verbindlicher) - Ermöglichung direkter Verweise zu bestehenden OECD-Prüfrichtlinien und der Vereinheitlichung statistischer Verfahrensweisen innerhalb bestehender OECD Prüfrichtlinien sowie eine präzisierte Ableitung der abgeleiteten Endpunkte zur Verbesserung der Risikobewertung für Chemikalien.
Um die lückenhaft über große Flächen und oft unberechenbar verteilten Meeresressourcen zu nutzen, fliegen Albatrosse und Sturmvögel oft Hunderte von Kilometern pro Tag und füttern ihre Küken selten. In marinen Ökosystemen unter starkem anthropogenem Einfluss wird die Verfügbarkeit von Beute oft durch die Anwesenheit der Fischereifahrzeuge verändert, die große Mengen an Abfällen wie Innereien von verarbeitetem Fisch, Nichtzielarten und zu kleine Fische verwerfen. Dadurch erzeugen sie nicht nur eine vorhersehbare und reichliche Nahrungsquelle für Seevögel, sondern Fischerei-Abfälle erschließen Seevögeln auch den Zugriff auf demersale Organismen wie Bodenfische als neuartige Nahrungsquelle. In vielen fischreich genutzten Meeresgebieten stellen Abfälle daher einen großen Anteil der Nahrung von Seevögeln. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Ernährungsökologie der Seevögel haben. Das Ziel der geplanten Studie ist es, unser Verständnis von Verhaltensanpassungen als Reaktion auf Änderungen in der Verfügbarkeit von Beute zu vertiefen. Wir schlagen dazu eine Fallstudie an Sturmtauchern Calonectris diomedea im Mittelmeer vor, einer Art, die sowohl natürliche Beute als auch Fischereiabfälle als Nahrung nutzt. Um das Ausmaß und die Auswirkungen der Nahrungsquellen zu bewerten, werden wir eine Kombination aus GPS-Tracking, Messungen der Stoffwechselrate mit 2 Methoden (Beschleunigungsdaten und Schwerwassermethode) und nicht-invasive genetische Nahrungsbestimmung verwenden. Wir werden untersuchen, ob die Nutzung der Fischereiabfälle durch die Sturmtaucher als Reaktion auf geringe Verfügbarkeit von ihrer natürlichen Beute auftritt oder ob diese Art sich an die neue Nahrungsquelle angepasst hat, und sie unabhängig von der Verfügbarkeit ihrer natürlichen Beute regelmäßig nutzt. Darüber hinaus werden wir erfahren und neue Brutpaare vergleichen, um zu bewerten, wie die Qualität von Alttieren dieses Verhalten beeinflusst, sowie die Energiebilanz der natürlichen Beute und von Fischereiabfällen vergleichen.
RNAi-basierte Pflanzenschutzmittel (RNAi-PSM), deren Wirkung auf der Blockade der mRNA von Schaderregern basiert, werden als umweltfreundliche Alternativen zu herkömmlichen chemisch-synthetischen PSM und somit auch als Beitrag zur Umsetzung der F2F-Strategie propagiert, jedoch fehlen die Erkenntnisse zu Risiken und deren Bewertung im UBA, ob sie diesem Anspruch gerecht werden und wie eine protektive Risikoregulierung für RNAi-PSM ausgestaltet sein muss - Teil 1: - Review der aktuellen Erkenntnisse zu Umweltrisiken von RNAi-basierten Pflanzenschutzmitteln, um Datenanforderungen und Methoden zur Bewertung der Umweltrisiken im Zulassungsprozess einschließlich der Lücken und Unsicherheiten zu identifizieren - unter Berücksichtigung der möglichen Unterschiede von in RNAi-PSM verwendete RNA -Molekülen (z.B. Zahl der Nukleotide, chemischen Modifizierung, Formulierung im PSM-Produkt) sollen auch Erkenntnisse zum Verhalten der dsRNA in verschiedenen Umweltkompartimenten (inkl. Pflanzen- und Insektenoberflächen), potentiellen Aufnahmepfaden, der Bioverfügbarkeit von dsRNA und unspezifischen Non-Target-Gene-Effekte in Ziel- und Nicht-Zielorganismen zusammengetragen werden. - Teil 2: - Analyse von Genom-/Transkriptomdatenbanken, da die als Umweltvorteil hervorgehobene Spezifität der RNAi-Wirkstoffe dadurch bestimmt, wie stark sich der durch die dsRNA 'blockierte' mRNA-Sequenzabschnitt im Zielorganismus von der mRNA desselben Gens anderer Organismen unterscheidet - Konkret zu prüfen ist, für welche relevanten Spezies bereits Genome und Transkriptome vorhanden sind und was die Datenanforderungen für relevante Arten sein muss, für die noch keine Genome und Transkriptome vorliegen - Ermitteln , wie diese bioinformatischen Daten effektiv für die Prognose von möglichen direkten Effekten der RNA-Interferenz in Nichtzielarten genutzt werden können. Teil 3: Entwicklung Teststrategien