Selv små koncentrationer af veterinære antibiotika påvirker afgrøderne på marken og planterne i den nærliggende natur
Som nogle af de første har en gruppe tyske forskere dokumenteret, at selv relativt små koncentrationer af veterinære antibiotika, som typisk findes i jorden i landbrugslandet, kan forsinke spiringen og hæmme udviklingen af bestemte egenskaber hos forskellige plantearter, med virkninger der afhænger af art, egenskaber, antibiotika og koncentrationerne.
Disse resultater fremgår af en omfattende undersøgelse fra det tyske Carl von Ossietzky Universität i Oldenburg, som blev publiceret i marts 2017 af lektor Vanessa Minden som hovedforfatter.
Undersøgelsen
Antibiotika fra husdyrindustrien udbringes på landbrugsområder via græssende husdyr og gylle. Mulige effekter på menneskers sundhed gennem forbrug af afgrødeplanter, der har været eksponeret til antibiotika, er blevet intensivt undersøgt. Derimod mangler der stadig informationer om virkningen af antibiotika på planterne selv, især på de arter, der ikke er afgrødeplanter, selvom dokumentationen tyder på skadelige virkninger af antibiotika generelt på planternes vækst og ydeevne.
I den tyske undersøgelse fra Carl von Ossietzky Universität evaluerede forskerne virkningerne af de tre vigtigste antibiotika: penicillin, sulfadiazin og tetracyclin. Der blev set på spiringsevne og post-spirende egenskaber hos fire plantearter under ontogenesen (den enkelte plantes udvikling) og for den fuldt udviklede plante.
De antibiotiske koncentrationer blev valgt til at afspejle vivosituationer, dvs. koncentrationer svarende til de påviste i dyrkningsjorden. Plantearterne omfattede to urter og to græsser, og de repræsenterede to afgrøder og to ikke-afgrøder, der ofte vokser nær dyrkede marker. Spiringstest blev udført i klimakamre, og virkninger på de resterende plantegenskaber blev undersøgt i drivhuseksperimenter.
De fire plantearter var afgrøderne raps (Brassica napus) og hvede (Triticum aestivum) og ikke-afgrøderne hyrdetaske (Capsella bursa-pastoris) og vindaks (Apera spica-venti) arter. Begge afgrødearter hører til de mest dyrkede planter verden over, hvor de udsættes med stor sandsynlighed for antibiotika på grund af gødskning af afgrøder med gylle eller anden husdyrgødning fra den konventionelle husdyrindustri. Ikke-afgrødearterne vokser ofte langs de fleste dyrkede marker i Tyskland, hvor de hyppigt men utilsigtet udsættes for antibiotisk forurening fra gødskningen af marker.
Der blev tildelt koncentrationer af antibiotika, som svarer til sædvanlig gødskning af græsarealer og til drivhusplanter, hvorefter der måltes spiringshastigheder og plantefunktionelle egenskaber under opvæksten og hos de fuldt udviklede planteindivider.
Forsinket spiring og mindre biomasse
Resultaterne viser, at antibiotika selv i små koncentrationer udøver en væsentlig påvirkning på planternes egenskaber.
Disse virkninger inkluderer forsinket spiring og hæmmet udvikling efter spiring. Virkningerne varierede efter arter og funktionel gruppe, hvor urteplanterne var mere følsomme over for antibiotika end græsserne. Resultaterne var enten negative eller positive, afhængigt af plantearter og antibiotika. Effekterne var generelt stærkere for penicillin og sulfadiazin end for tetracyclin.
Den tyske undersøgelse viser, at landbrugsafgrøderne reagerer på brugen af forskellige antibiotika i husdyrindustrien, for eksempel med forsinket spiring og mindre biomasse, hvilket indikerer mulige effekter på udbyttet fra marker, der gødes med antibiotikaforurenet, konventionel gylle. Antibiotika kan også ændre sammensætningen af plantearterne i naturområder nær dyrkede marker som resultat af forskellige artsspecifikke reaktioner, men med ukendte konsekvenser for de højere trofiske niveauer, dvs. for de organismer, der lever af planterne, som f.eks. sommerfuglelarver.
Naturens plantesamfund påvirkes
Veterinære antibiotika i koncentrationer, der er sammenlignelige med dem, der påvises i jordbunden på græsningsarealer, har også betydelige virkninger på planternes spiringstidspunkt. Hvis de antibiotiske effekter faktisk stort set er artsspecifikke, kan effekten af koncentrationer, der typisk findes i virkelige landbrugsmiljøer være enten negativ for nogle arter (dvs. antibiotisk induceret forsinkelse af spiring) eller neutral (som for hyrdetaske). I disse tilfælde kan mindre følsomme arter opleve en konkurrencemæssig fordel, hvilket kan udløse ændringer i arternes sammensætning i naturen.
Denne antagelse tager dog ikke højde for:
(i), at antibiotika også kan akkumuleres i jorden, hvilket kan øge totalkoncentrationerne over tid og derfor ændre responsmønstre i plantesamfundene
(ii) at antibiotika ofte findes i blandinger i landbrugsjord med sandsynlige interaktive effekter mellem flere antibiotika og
(iii), at antibiotika også kan interagere med mikroorganismer i agerjorden, hvilket potentielt kan have indflydelse på planternes respons
Den tyske undersøgelse viser altså, at forskellige antibiotika potentielt kan påvirke artssammensætningen i naturlige plantesamfund omkring markerne på grund af artsspecifikke reaktioner, som kan påvirke planternes konkurrenceevne. Sådanne artsspecifikke responser kan ændre planteartssamfundets sammensætning med sekundære effekter for arter højere oppe i fødekæderne som f.eks. bestøvende og planteædende insekter.
Det kinesiske spor
Allerede i maj 2009 offentliggjorde seks kinesiske forskere fra forskellige institutioner i Guangzhou en afhandling, der undersøgte de potentielle virkninger af seks antibiotika (chlortetracyclin, tetracyclin, tylosin; sulfamethoxazol, sulfamethazin og trimethoprim) på plantevækst og jordkvalitet. Undersøgelsen blev foretaget ved at se på frøspiring og plantevækst. Forskerne arbejdede med sød havre, ris og agurk.
De fytotoksiske virkninger varierede mellem de forskellige typer af antibiotika og mellem plantearterne, hvor ris var mest følsom overfor sulfamethoxazol.
De undersøgte antibiotika hæmmede fosfatase-aktiviteterne i jorden i de 22 dages forsøgsperiode. Væsentlige virkninger på selve dyrkningsjorden blev fundet for de to sulfonamider sulfamethoxazol og sulfamethazin og trimethoprim, hvorimod der kun blev observeret små effekter af de to tetracycliner og tylosin.
Konklusionen var klar: Antibiotika i gødning og i dyrkningsjord kan påvirke jordens mikrobielle og enzymatiske aktiviteter.
