Weetlogs - Blogs van anatomie tot zoologie

400

Manuel Sintubin — 17 Mei 2013, 10:00

Hoera! Proficiat! We hebben het gehaald, de 400 ppmv! Op 9 mei 2013 registreerde de NOAA 400,03 ppmv als daggemiddelde atmosferische koolzuurgasconcentratie op het Mauna Loa Observatory op de hoogste top van het Hawaïaanse Big Island. Of was het weldegelijk 400,03 ppmv (N0AA) of toch 'maar' 399,73 (Scripps)? "De wereld is een nieuwe gevarenzone binnengetreden" liet de klimaatverantwoordelijke van de VN, Christiana Figueres, dan ook onmiddellijk weten. Heeft u er iets van gemerkt? Ik niet! Kortom "much ado about nothing"?

Deze memorabele dag werd trouwens al enkele weken geleden aangekondigd. Ook in de Vlaamse media. De Morgen kopte "CO2-niveau voor het eerst in de geschiedenis boven alarmpeil" (DM, 29.04.2013). De Standaard had het over een "alarmniveau" (DS, 29.04.2013); The Guardian over een "milestone" (The Guardian, 29.04.2013). Alarmpeil, Alarmniveau, Alarmfase Rood, ... het moet duidelijk zijn dat deze termen totaal geen Aardse betekenis hebben. Het heeft een zuivere symboolwaarde! De wereld is op 9 mei 2013 geen nieuwe gevarenzone binnengetreden!

Trouwens, wat betekent de 400,03 ppmv op 9 mei 2013. Dit is een daggemiddelde binnenin de seizoensvariatie van de atmosferische koolzuurgasconcentratie. Deze koolzuurgasconcentratie piekt op het noordelijke halfrond steeds rond mei. Zo was de maximumwaarde in mei 2012 ongeveer 396 ppmv. Tegen oktober zakt de koolzuurgasconcentratie naar een minimumwaarden, ongeveer 391 ppmv in oktober 2012 (zie figuur). De seizoensvariatie bedraagt gemakkelijk ~5 ppmv. Die seizoensvariatie heeft alles te maken met de opname van het koolzuurgas door de biosfeer. Vanaf de lente veroorzaakt de plantengroei een massale opname van koolzuurgas. En dat dit zeer opvallend is in het noordelijke halfrond heeft alles te maken dat het grootste deel van de continentale massa zich op het noordelijke halfrond bevindt ... weerom een geologische toevalstreffer. Dus in oktober 2013 zal de wereld "terug uit de gevarenzone" zijn ... Oef!

In de geologische tijd blijkt dat we tenminste moeten teruggaan tot het plioceen - dus zo'n 3 à 5 miljoen jaar - om een vergelijkbare atmosferische koolzuurgasconcentratie te vinden. Dit was een tijd dat "de dinosauriërs uitgestorven waren en er van de mens nog geen sprake was" (DM, 29.04.2013; DS, 29.04.2013). Bedenk dat de dinosauriërs al 60 miljoen jaar eerder uitgestorven zijn (zucht)! En één van onze 'voorouders, Homo habilis, dook toen op in de Afrikaanse savannes.

Er wordt dan ook geopperd dat het overschrijden van deze magische grens van 400 ppmv ons terugbrengt naar de pliocene wereld, een wereld waarin het globaal 2 à 3 graden warmer was dan nu, een wereld waarin het zeeniveau ongeveer 40 meter hoger lag dan nu. Een dergelijke vergelijking houdt geologisch echter totaal geen steek! De Aardse geschiedenis is niet omkeerbaar. De Aardse geschiedenis gaat één richting uit ... voorwaarts! Of zoals Stephen Jay Gould (1941-2002) het vatte in de titel van één van zijn boeken: "Time's Arrow, Time's Cycle". De klimaatdynamiek was tijdens het plioceen immers totaal anders dan nu. Sinds de vroeg-eocene broeikaswereld - met atmosferische koolzuurgasconcentraties van meer dan 1000 ppmv - zo'n 50 miljoen jaar geleden, is het Aardse klimaat onderhevig geweest aan een "Global Cooling". Deze 'duik in de ijskelder' eindigt met de aanvang van de pleistoceenglaciatie, 2.588.000 jaar geleden. Sindsdien zitten we 'gevangen' in een afwisseling van ijstijden - met atmosferische koolzuurgasconcentraties van 180 tot 210 ppmv - en tussenijstijden - met atmosferische koolzuurgasconcentraties van 280 tot 300 ppmv.

De klimaatdynamiek tijdens het plioceen valt dan ook niet te vergelijken met de huidige klimaatdynamiek. De wereld was nog steeds aan het afkoelen. Vandaar dat het nog 2 à 3 graden warmer was dan nu, en de atmosferische koolzuurgasconcentratie meer dan 400 ppmv was. Het plioceen was een tijd waarin de Antarctische ijskap nog steeds aan het aandikken was en waarin de noordelijke ijskap pas begint te groeien. Vandaar dat het zeeniveau nog heel wat hoger lag dan tijdens de pleistoceenglaciatie.

De huidige klimaartsituatie is uniek in de Aardse geschiedenis. Tijdens een tussenijstijd, tenmidden een ijskelderwereld - met extreem lage atmosferische koolzuurgasconcentraties - veroorzaakt Homo Sapiens een extreem snelle en dramatische toename in de atmosferische koolzuurgasconcentratie (zie ook 'Op weg naar een hyperthermische gebeurtenis'). Wat daarvan de klimatologische gevolgen zullen zijn, dat zullen enkel onze verre nazaten binnen een paar duizend jaar - hopelijk nog - kunnen vertellen.

Scripps Institution of Oceanography - Special note on May 9,2 2013 reading

De Standaard, 29.04.2013 - CO2 op alarmniveau
De Morgen, 29.04.2013 - CO2-niveau voor eerst in geschiedenis boven alarmpeil

The Guardian, 29.04.2013 - Global carbon dioxide levels set to pass 400ppm milestone
Nature, 30.04.2013 - Global carbon dioxide levels near worrisome milestone
Climate Central, 03.05.2013 - The Last Time CO2 Was This High, Humans Didn't Exist

Scripps Institution of Oceanography - The Keeling curve
Scripps Institution of Oceanography -The Keeling curve - What Does 400 ppm Look Like?

Stop de zorgconsumptiemaatschappij

Science Palooza — 14 Mei 2013, 14:43

Een hoogopgeleide moeder die na een paar uur surfen op complottheorie-websites besluit het advies van zorgverleners te negeren, en haar kind niet te vaccineren: de manier waarop we als burgers met de gezondheidszorg omgaan is aan het verschuiven. Als we de zorguitgaven in de hand willen houden moeten we aandacht te besteden aan deze en andere oorzaken die het totaal aantal behandelingen beïnvloeden.

De beleving van gezondheid en ziekte, en van de plichten maar vooral ook rechten van de patiënt, dreigen mensen om te vormen tot ‘zorgconsumenten’. Onze angst voor ziekte en gebrekkigheid, waar bovendien een steeds groter taboe op rust, maakt dat wij allemaal geneigd zijn meer zorg te willen, nog een scan te vragen en toch nog een behandeloptie uit te proberen.

Onbegrijpelijk maar waar: mensen klagen nooit een arts aan voor het verrichten van een overbodige CT-scan, maar altijd vanwege het omgekeerde. Met de dreiging van een steeds duidelijkere juridische claimcultuur is het voor een zorgverlener soms makkelijker een duidelijk onzinnig verzoek in te willigen dan het gesprek over het nut daarvan aan te gaan.

Om de totale zorgkosten te remmen is het uiteraard slim om de gemiddelde prijs van behandelingen en tests te proberen te verlagen: goedkopere medicijnen, minder overhead bij ministeries, zorgverzekeraars en ziekenhuizen, minder handen aan het bed of meer bedden op een zaal.

Dat heeft echter alleen zin als ook de groei van het totale zorgvolume, ofwel het aantal behandelingen, diagnostische tests en zorgacties opgeteld, wordt afgeremd. De totaalprijs voor zorg is immers: stuksprijs x aantal, dus zijn de totale kosten alleen te beheersen als naast de prijs ook het aantal verrichtingen gecontroleerd wordt.

Kinderaantal
Een deel van de groei in het zorgvolume is nauwelijks te beïnvloeden: die wordt bijvoorbeeld bepaald door demografische veranderingen. Denk hierbij aan de gemiddeld steeds oudere bevolking, of het teruglopende kinderaantal waardoor bejaarden gemiddeld minder kinderen hebben die mantelzorg kunnen verlenen.

Ook de groei die veroorzaakt wordt door nieuwe technieken is nauwelijks controleerbaar: patiënten waarvoor vroeger geen of inferieure behandelingen bestonden, krijgen door wetenschappelijke vooruitgang nu diagnostische en/of therapeutische opties. Dit soort technologische vooruitgang remmen is vrijwel onmogelijk en bovendien weinig populair.

Waar wel wel veel kunnen winnen is in onze opstelling ten opzichte van de gezondheidszorg. De consumptiecultuur die – deels op instigatie van het ministerie – de gezondheidszorg is binnengedrongen is echter ook een cruciale factor in de toenemende zorgkosten. Zorg moet zijn zoals de wegenwacht: iets waar je voor verzekerd bent, maar hopelijk zo min mogelijk gebruik van hoeft te maken.

Eigenbelang
De al eerder genoemde onder andere door internet mogelijk gemaakte democratisering van expertise (of de illusie daarvan), die patiënten de mogelijkheid geeft om nog meer te sturen op hun (vermeende) eigenbelang, is bijvoorbeeld een punt waar veel winst te halen is. Dokters zijn opgeleid om de belangen van individuele patiënten (kosten/baten voor individu) te wegen binnen het kader van het groepsbelang (kosten voor de maatschappij) zouden meer steun mogen krijgen om patiënten te adviseren tegen beslissingen die niet alleen voor henzelf, maar ook voor de groep schadelijk kunnen zijn.

Een wanhoopspoging van hoogstwaarschijnlijk zinloze chemotherapie maakt immers alleen de patiënt maanden misselijk; het op basis van aluminiumhoedjesverhalen niet vaccineren van kinderen stelt de hele groep bloot aan het risico op een epidemie, met alle medische en maatschappelijke kosten die daaruit kunnen voortvloeien.

Nog belangrijker echter is het echter om niet alleen de opvattingen van individuele burgers, maar ook van de uiteindelijke beslissers in de zorg, zoals invloedrijke artsen, zorgverzekeraars en beleidsmakers weg te loodsen van het consumentisme.

Marketingmachines
Zij moeten zuiver op de graat beslissingen kunnen nemen over individuele behandelingen en diagnostische tests. Daarom is het noodzakelijk ook op dat niveau drastische maatregelen te nemen: met name om de marketingmachines van bedrijven die belang hebben bij een stijgend zorgvolume, aan banden te leggen, of liefst zelfs monddood te maken.

Verbied artsenbezoekers, zorg ervoor dat wetenschappers weer door overheden in plaats van door bedrijven die baat hebben bij een hoger zorgvolume gesponsord worden en treed keihard op tegen de farmaceutische lobby op ambtelijk niveau en bij zorgverzekeraars.

Alleen als we die marketingmachine van het zorgconsumentisme afremmen kunnen we als maatschappij doorzien dat voor gezondheidszorg hetzelfde geldt als voor bijvoorbeeld veiligheid: het kan altijd meer en duurder, maar dat maakt je niet altijd beter.

Door: Lucas Wenniger

De oceaan is geen badkuip

Jan Stel — 13 Mei 2013, 16:25

Jerry Mitrovica is hoogleraar geofysica aan de Havard Universiteit in de VS. Daar denkt hij ook na over de wisselwerking tussen de oceaan en het ijs. In de afgelopen twee miljoen jaar was die wisselwerking intensief. Op het ene moment werd er water aan de zee onttrokken, waardoor de zeespiegel daalde en er enorme ijskappen ontstonden. We zijn dan weer in een ijstijd beland. Met een zekere regelmaat smolt het ijs weer af, steeg de zeespiegel en belandden we in een warmere tussenijstijd of interglaciaal. Wij leven nu, met ruim zeven miljard mensen, in de laatste tussenijstijd, die de geologen het Holoceen noemen.

Jerry neemt je in zijn colleges, die op YouTube zijn te vinden, in gedachten mee naar Groenland. Stel je voor, zegt hij, dat je aan de kust van Groenland zit terwijl de ijskap op een catastrofale manier wegsmelt. Toch duurt dat, volgens hem, wel even; tenminste een paar eeuwen. Dus voor het gemak zit je in een tijdmachine. Het is algemeen bekend, dat het afsmelten van de Groenlandse ijskap tot een zeespiegelstijging van ruim zeven meter zal leiden. Dus verwacht je, dat het achter je wegstromende water van de smeltende ijskap, je natte voeten gaat bezorgen. Dat, terwijl de grote metropolen aan de laaggelegen kusten in verre landen ook worstelen om hun hoofd boven water te houden.

Maar daar aan de kust van Groenland gebeurt iets onverwachts. De zee trekt zich terug. De zeespiegel daalt met honderd meter in plaats van, zoals verwacht, ruim zeven meter te stijgen. Geen natte voeten dus. Hoe kan dat?
Het antwoord op die vraag heeft te maken met het feit dat de oceaan geen badkuip is. Het oceaanoppervlak laat heuvels en dalen zien. Die heuvels en dalen van water zien we niet, omdat de hellingen ervan niet stijl zijn. Ook is het een uitermate dynamisch oppervlak dat sterk reageert op de erbovenliggende atmosfeer, de ‘oceaan’ van lucht.

Het oceaanoppervlak
Dat het zeeoppervlak er nog al woest kan uitzien, dat weten we al eeuwenlang. Stormen die op de kust beuken, monstergolven die onverwachts schepen meesleuren in de diepte en enorme draaikolken die als warme of koude ‘tollen’ de oceaan oversteken. Ze zijn er allemaal. En niet alleen maar aan het oppervlak. De onderwaterwereld zit ook vol verassingen. Zo kunnen er onder andere bij de Straat van Gibraltar, onderwatergolven en draaikolken ontstaan door het verschil in wrijvingen tussen het koude, instromende water uit de Atlantische Oceaan en het warme, uitstromende water uit de Middellandse Zee. Op een diepte van duizend meter bewegen deze tollen zich door de zee. Aan het oppervlak ervan veroorzaken ze heuveltjes die met satellieten zijn te zien en te volgen.

Kaart van de verschillen tussen de zeespiegelstijging van eind 2009 tot eind 2012.In de rode gebieden is de zeespiegelstijging het groots; in de blauwe gebieden daalt de zeespiegel.

Sinds januari 1993 wordt het zeeoppervlak nauwkeurig in de gaten gehouden door satellieten als Topex/Poseidon, Jason-1, de OMST/Jason- 2, Envisat, ERS-1 en ERS-2 en GOCE, de eerste, in 2009 gelanceerde, zwaartekracht-satelliet van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA). GOCE staat voor Gravity Field and Steady State Ocean Circulation Explorer. Het is een fantastisch, hightech precisie-instrument waarmee, onder andere, nieuwe gegevens worden verzameld over de oceaanstromingen, de inwendige eigenschappen van de aarde en zeespiegelveranderingen. Door deze satellietmetingen weten we dat de gemiddelde mondiale zeespiegelstijging (GMSL) nu 3,3 millimeter per jaar is. Dat is vijftig procent meer dan het gemiddelde van 2,2 mm per jaar, in de twintigste eeuw.

De hellingen van de heuvels en dalen in het water-landschap zijn zo gering dat wij ze niet zien als we er over varen. Onder invloed van de CO2-vervuiling door de menselijke activiteiten begint dit landschap echter te veranderen. Immers door het warmere klimaat beginnen de grote ijskappen op aarde af te smelten. Hierdoor stijgt de zeespiegel, zoals de satellietmetingen laten zien. Maar dat is niet het hele verhaal. Getijmeters, waarmee al sinds het einde van de negentiende eeuw de waterstand wordt gemeten, laten echter grote regionale verschillen zien. Zo is de gemiddelde zeespiegelstijging in Europa, 1,5 mm per jaar. Dat is heel wat minder dan het gemiddelde over de twintigste eeuw. Dit verschil wordt het Europese probleem genoemd. De oorzaak? Het afsmelten van de Groenlandse ijskap.

Eigenlijk is het verwarrend om over een gemiddelde, mondiale zeespiegelstijging te spreken. De oceaan is hiervoor te complex en de reactie ervan op de wisselwerking oceaan-ijskappen is ook ingewikkeld. Het zijn geen communicerende vaten, waarbij water domweg van de oceaan op het land wordt opgeslagen of juist andersom. Het blijkt dat de opslag van zeewater in een ijskap het omringende oceaanwater aantrekt. Hierdoor wordt de zeespiegel daar hoger. Op een andere schaal lijkt dit op de aantrekkingskracht van de Maan op de Aarde, waardoor de getijden ontstaan en waardoor de rotatiesnelheid van de aarde heel langzaam afneemt.

Vingerafdrukken
Tot tien jaar geleden overheerste het idee dat de oceaan op een badkuip lijkt, de discussie over de zeespiegelstijging door klimaatverandering. Het feit dat er zulke grote verschillen waren tussen de reeksen getijmetingen was een eldorado voor de klimaatsceptici. Voor Jerry Mitrovica was het, zoals hij zo laconiek tijdens zijn lezingen zegt, een reden om eens rustig te gaan zitten nadenken. En dat bracht hem op het idee dat er bij het ontstaan van ijskappen uit het oceaanwater eigenlijk drie belangrijk aspecten zijn.

Een geologische, waarbij de ondergrond waarop de ijskap zich vormt, door isostatische bewegingen het extragewicht van de ijskap compenseert. Het gevolg is dat het land onder de ijskap soms wel honderden meters daalt en de bodem er omheen juist omhoog komt. Verdwijnt de ijskap dan gebeurt het omgekeerde. Het gevolg is dat zeventiende eeuwse vissershaventjes aan de Botnische golf in Zweden nu meters boven de zee liggen.

Daarnaast oefent de ijskap een aantrekkingskracht op het zeewater uit, waardoor er zich rondom de ijskap juist meer water verzamelt. Hier is de zeespiegel dus hoger. Verdwijnt de ijskap dan verdwijnt het effect en daalt de zeespiegel juist veel meer dan men tot toen toe verwachtte. Tot slot is een ijskap van invloed op de positie van de draaiingsas van de aarde. Dat heeft vervolgens weer een effect op de verdeling van het zeewater langs de evenaar. Dit verschijnsel is te vergelijken met het al dan niet plaatsen van een gewicht op de rand van een wiel om het uit te balanceren. Door het gewichtje wordt de balans ervan veranderd.

Dit alles maakt dat bij het afsmelten van een ijskap of een deel ervan, de zeespiegel niet overal evenveel stijgt zoals dat in een badkuip zou gebeuren. Met behulp van computermodellen berekende Jerry Mitrovica wat de gevolgen voor de zeespiegelstijging zouden zijn als de Groenlandse ijskap of die van West-Antarctica zou smelten.

Dat leverde een sterk verschillend beeld op. Omdat klimaatverandering beide ijskappen zal doen afsmelten wordt het eindresultaat ingewikkeld en (nog) moeilijk voorspelbaar. De algemene conclusie is dat de zeespiegel in de buurt van de ijskap daalt, tot wel honderd meter, en dat die juist extra stijgt in gebieden die ver van de ijskap zijn verwijderd. De kaartjes waarop deze gevolgen voor de zeespiegel zijn te zien, noemt men de vingerafdruk van een ijskap.

IJskappen Groenland en West-Antarctica smelten
Dat de Groenlandse ijskap afsmelt is wel zeker. De manier waarop dat gebeurt, zorgt regelmatig voor vette krantenkoppen. Eigenlijk is het Arctisch gebied een laboratorium geworden van de snelle door de mens veroorzaakte (klimaat)veranderingen met mondiale gevolgen. Op dit moment is de Groenlandse ijskap de enige op het Noordelijke Halfrond. Dat was tijdens de laatste IJstijd wel even anders. Toen lagen er ook enorme ijskappen op Schotland, de Barentszzee, Scandinavië en Siberië, Noord-Amerika.

De Groenlandse ijskap trekt water naar zich toe. Hierdoor is de zeespiegel rondom de ijskap hoger. Smelt de ijskap dan wordt niet alleen water aan de oceaan toegevoegd, maar verdwijnt ook de aantrekkingskracht van de ijskap. Hierdoor zal de zeespiegel tot een afstand van 2.000 kilometer dalen (donker blauwe gebieden) in plaats van te stijgen. Die daling moet ergens anders worden gecompenseerd (licht tot donkergele gebieden). Voor Nederland en Vlaanderen is dit goed nieuws. Hier blijft deze zeespiegelstijging beperkt tot ongeveer twee meter.

Wat de West-Antarctische ijskap betreft is de situatie juist andersom. De kleurencode geeft ook in dit geval de afwijking aan ten opzichte van de mondiale, zeespiegelstijging van drie tot zes meter. Hieruit blijkt dat de grootste zeespiegelstijging als gevolg van het afsmelten van dit ijs juist wel van belang is voor de West-Europese landen. Dit is geen goed nieuws voor Nederland en Vlaanderen. Voor Washington DC is het echter zeer slecht nieuws omdat daar de zeespiegel juist extra zal stijgen. Met als gevolg dat het Witte Huis in zee verdwijnt.

Er is echter een groot verschil tussen beide ijskappen. Die van Groenland ligt op het land en kan dus alleen afsmelten door de warmte in de atmosfeer. Het West-Antarctische ijs ligt echter op een archipel. En dat kan een wereld van verschil zijn. Dit ijs kan immers zowel door het warmere zeewater als door de warme atmosfeer versneld afsmelten. Of en hoe dat gebeurt, is nog niet duidelijk. Vergelijkingen met de situaties uit de vorige warme tussenijstijd helpen hier ook niet veel. Hoewel de algemene temperatuur toen 1 tot 2oC hoger was (een niveau dat wij in het midden van deze eeuw ook zullen bereiken) dan nu, is de door de mens veroorzaakte opwarming veel sneller dan die van toen.

Oude vingerafdrukken vertellen…
Het onderzoek van de vingerafdrukken van oude, verdwenen ijskappen, zoals die slechts 25.000 jaar geleden op het Noord-Amerikaanse continent en op Scandinavië en Siberië voorkwamen is nog maar net begonnen. Hoewel de natuurkunde ervan, volgens Jerry Mitrovica slechts “Newton onder de appelboom” is, zijn de conclusies belangrijk voor de toekomst. Aan de ene kant laat dit nieuwe onderzoek zien, hoe weinig we eigenlijk weten over het systeem oceaan. Aan de andere kant zijn er veel nieuwe uitdagingen.

Ook laat het zien dat wetenschap leuk, maar complex is. Immers de waarnemingen van getijmeters gaven een ander verhaal, althans dat dacht men, dan de waarnemingen met satellieten. En toch blijkt dat niet zo te zijn. Die conclusie zat teveel tussen onze oren. We gingen teveel uit van het idee van ‘de oceaan als een badkuip’. Het probleem van het verschil in informatie van de getijmeters en de mondiale waarnemingen is volgens Jerry Mitrovica, dat men de zwaartekracht binnen het systeem oceaan was vergeten. De oceaan is geen badkuip. De oceaan is een vierdimensionale ruimte, waarbij de tijd de vierde dimensie is. De oceaan is een oceanische ruimte, een systeem binnen het Systeem Aarde.

Het relaas van een superinsecticide

Danny Haelewaters — 08 Mei 2013, 19:06

Imidacloprid. Een neonicotinoïde. In het Nederlands: een insecticide. Het kent een wereldwijd succes; jaarlijks wordt er 20.000 ton van geproduceerd. Plaaginsecten alsook insecten die plantenziekten overbrengen worden bijzonder effectief bestreden. Maar hier blijft het niet bij: het insecticide neemt zowat alle insectengroepen mee in het verderf. Imidacloprid is niet zomaar een insecticide; het is een superinsecticide.

Wat voorafging

In de jaren 1940 en '50 was er een torenhoge vraag naar DDT. Dichloordiphenoltrichloorethaan is een insecticide dat tijdens de oorlogsjaren en daarna massaal werd gebruikt als bestrijdingsmiddel tegen malaria en tyfus. Beiden hebben in hun levenscyclus een fase waarbij de eencellige veroorzaker (respectievelijk Plasmodium en Rickettsia) op de mens wordt overgedragen door geleedpotigen (respectievelijk muggen en kleerluizen). DDT is dodelijk voor deze organismen. Wat men toen niet wist is dat DDT ook een heel aantal nadelige effecten heeft op het milieu: het veroorzaakt kanker en is een ernstige bedreiging voor fauna, voornamelijk vogels. Onder andere de Amerikaanse zeearend (Haliaeetus leucocephalus), het nationale symbool van de Verenigde Staten, kwam zelfs op het randje van uitsterven te staan. Het Amerikaanse verbod op DDT in 1972 kon dit verhinderen en sinds 2004 staat de soort op de IUCN Red List weer geclassificeerd als niet-bedreigd (least concern). Hoewel al enkele decennia verboden in de meeste landen (behalve in India, een aantal ontwikkelingslanden en - natuurlijk - Noord-Korea) is DDT-vervuiling tot op heden nog erg wijd verspreid.

Lesje niet geleerd

In de jaren 1990 werden neonicotinoïden geïntroduceerd als nieuwe, systematische insecticiden. Deze nieuwe-generatie insecticiden verhinderen de normale werking van de acetylcholine (ACh) neurotransmittor. Normaal gezien komt aan het uiteinde van een zenuwcel ACh vrij als reactie op een (elektrische) prikkel. De ruimte waarin ACh terechtkomt is de synaptische spleet. Een volgende cel kan worden geactiveerd door ACh door zich te binden aan een ACh-receptor. Betreft het een zenuwcel, wordt er een elektrisch signal opgewekt. Bij een spiercel vindt spiercontractie plaats. Zo’n pulsoverdracht van zenuwcellen naar spiercellen is verantwoordelijk voor maag- en darmcontracties, om een concreet voorbeeld te geven.

Als een neonicotinoïde werkt imidacloprid antagonistisch op de (nicotinerge) ACh-receptoren van insecten, met als logisch gevolg een blokkage van de zenuimpulsen. De insecten stoppen met eten, raken verlamd en sterven uiteindelijk om uiteenlopende redenen. Overigens, de 'bindplek' (binding site) aan ACh-receptoren bij insecten is anders dan die bij zoogdieren; gelukkig voor ons. Maar daarmee is de kous niet af, geenszins.

Al snel na het introduceren van dit nieuwe type insecticide ontstond de vrees dat residuen van neonicotonoïden in pollen en nectar schadelijk zouden zijn voor honingbijen (Apis mellifera). Die vrees bleek niet ongegrond. Meer nadelige effecten van imidacloprid werden vastgelegd: mortaliteit van de aquatische ringworm Lumbriculus variegatus, kortere levensduur van de steenvlieg Pteronarcys dorsata, fysiologische en gedragsveranderingen bij eendagsvliegen en ringwormen, en ga zo maar door.

Utrecht Universiteit

Drie onderzoekers van het Copernicus Institute of Sustainable Development van de Utrechtse universitaire instellingen beten zich vast in de problematiek van imidacloprid en richtten zich specifiek op het oppervlaktewater. Met behulp van data van de jaren 1998 en 2003 tot 2009 kunnen Tessa Van Dijk, Marja Van Staalduinen en Jeroen Van der Sluijs ons enkele rake waarnemingen voorschotelen.

Een eerste belangrijke vaststelling is dat in bijna de helft van het aantal gemeten locaties (801 in totaal) te veel imidacloprid in het water zit. Ten tweede bestaat er een negatieve relatie tussen soortsabundantie en de concentratie van imidacloprid voor alle soorten vlokreeftjes, libellen en waterjuffers, tweevleugeligen, eendagsvliegen, pissebedden en slakken die in deze soorten werden opgenomen. Tot ieders verbazing is het omgekeerde waar voor watermijten; zij lijken net voordeel te hebben aan het de chemicaliën.

Voedselketenproblematiek

Een recent Japans onderzoek toonde experimenteel aan dat onder invloed van imidacloprid het aantal soorten zooplankton naar beneden gaat, waardoor vissen hoger in de voedselketen worden aangetast in juveniele en volwassen groei. Ook andere studies bevestigden de negatieve invloed van imidacloprid op de voedselketen.

Normen oppervlaktewater

In het onderzoeksartikel wordt best wat aandacht besteed aan de milieukwaliteitsnormen voor het oppervlaktewater (environmental risk limits) die werden vastgesteld voor imidacloprid, en dan vooral aan het overschrijden van deze normen. Het maximaal toelaatbaar risiconiveau (MTR) is de norm die het meeste van tel is, gedefinieerd als de concentratie van een stof in het water, sediment, bodem of lucht waar beneden geen negatief effect is te verwachten. Geen negatief effect valt dan blijkbaar relatief op te vatten, want theoretisch geldt er voor het ecosysteem een beschermingsniveau is van 95%. Met andere woorden, 5% van de soorten kan schade ondervinden. Voor imidacloprid is de MTR-norm 13 ng/L, maar - zo blijkt uit het Utrechtse onderzoek - zelfs onder deze grens heeft imidacloprid nog schadelijke effecten op de insectenrijkdom in het water. In bijna de helft van de ruim 9.000 waterstalen werd deze MTR-norm overschreden. De hoogste gemeten waarde van imidacloprid in oppervlaktewater was 320 µg/L (een waterstaal uit Noordwijkerhout, Zuid-Holland). Haal er gerust een rekenmachine bij; dit is een slordige 24.600 keer meer dan de MTR-norm.

Het is duidelijk dat een (internationaal) debat over imidacloprid en andere neonicotinoïde-insecticiden nodig is. De onderzoekers willen duidelijk maken dat dit erg breed werkende superinsecticide ernstige gevolgen heeft voor de globale insectenrijkdom van onze planeet. En hoewel we deze zespotigen (subphylum Hexapoda, Insecta) maar al te vaak als onze vijanden beschouwen, vervullen zij enkele onvervangbare ecosysteemdiensten. Zo bestuiven ze onze gewassen en zijn het bestrijders van schadelijke dieren. Denk maar aan de lieveheersbeestjes die zich voeden met schadelijke bladluizen (maar vergeet in dit kader even het Aziatische lieveheersbeestje). Honing, bijenwas en zijde zijn andere tastbare producten van belangrijke waarde voor onze huidige economie.

Europese beperkingen

Omdat we - na de onaangename DDT-ervaring - opnieuw een heleboel biodiversiteit op het spel zetten voor ochot, ocharme een handjevol plaaginsecten waar de landbouw mee worstelt, lijkt een internationaal verbod geen overbodige luxe. In Frankrijk, Duitsland en Slovenië bestaat zo'n verbod intussen en in april besliste de Europese Commissie al dat de overige EU-lidstaten beperkingen moeten invoeren op het gebruik van neonicotinoïden. Dit gebeurde op basis van een wetenschappelijk rapport van de Europese Autoriteit voor voedselveiligheid (European Food Safety Authority, EFSA). Enerzijds mogen de neonicotinoïden in kwestie (imidacloprid, clothianidin en thiametoxam) niet langer gebruikt worden voor gewassen die aantrekkelijk zijn voor bijen. Anderzijds is er het verbod om ze te gebruiken in perioden waarin de bijen actief zijn. Het gebruik van neocotinoïden wordt daarenboven beperkt tot professionelen; particulieren zullen niet langer superinsecticiden vinden in de handel.

Uiteraard barst de discussie pas nu echt los. Bayer en Syngenta, twee grote produceren van zulke pesticiden, reageerden al snel negatief op de nieuwe spelregels. Bayer ontkent in een persbericht dat de neonicotinoïde-chemicaliën de bijen zouden schaden. Syngenta, op haar beurt, meent dat er ernstige tekortkomingen zijn in het eerder genoemde wetenschappelijke rapport van de EFSA. Zoals zo vaak zal er een evenwicht moeten gezocht worden tussen economische en ecologische belangen.

Bronnen:

- Hayasaka D, Korenaga T, Suzuki K, Saito F, Sánchez-Bayo K& K Goka 2012. Cumulative ecological impacts of two successive annual treatments of imidacloprid and fipronil on aquatic communities of paddy mesocosms. Ecotoxicology and Environmental Safety 80: 355-362.

- Krupke CH, Hunt GJ, Eitzer BD, Andino G & K Given 2012. Multiple routes of pesticide exposure for honey bees living near agricultural fields. PLoS ONE 7 (1): e29268.

- Van Dijk TC, Van Staalduinen MA & JP Van der Sluijs 2013. Macro-invertebrate decline in surface water polluted with imidacloprid. PLoS ONE 8 (5): e62374.