Desarrollo de un proceso de descontaminación de cera y evaluación del impacto de los tratamientos veterinarios en gestión convencional de Apis Mellifera Iberiensis

Abstract

Apis mellifera es el polinizador gestionado por el hombre más utilizado en todo el mundo para la producción agrícola. En comparación con otras especies de abejas, A. mellifera poliniza alrededor del 75% de los cultivos y aumenta el rendimiento hasta un 96%. En las últimas décadas, se ha observado un preocupante aumento en la desaparición de colonias de abejas debido a múltiples factores, como la invasión de especies exóticas, enfermedades emergentes, el uso de pesticidas, el cambio climático y la pérdida de hábitats naturales. Además, la expansión agrícola y el uso de fitosanitarios, y la contaminación química por productos veterinarios, suponen un serio riesgo para la biodiversidad de las abejas. Entre las amenazas destaca el ácaro Varroa destructor, el cual produce una grave enfermedad parasitaria llamada varroosis, que afecta a las abejas a lo largo de su ciclo de vida. Este parásito debilita el sistema inmunológico de las abejas, aumentando su vulnerabilidad a virus, bacterias y hongos. Para combatir Varroa, los apicultores utilizan tratamientos veterinarios en forma de acaricidas. Estos acaricidas son las principales fuentes de contaminación en las colmenas, especialmente en la cera de las abejas. Los productos químicos como el cumafós, piretroides como el tau-fluvalinato y el amitraz, se utilizan comúnmente, pero su eficacia está disminuyendo debido a la aparición de resistencias. Además, su acumulación en la cera y otros componentes de la colmena es un problema, ya que la cera se reutiliza a menudo en varias campañas apícolas. Los residuos de estos acaricidas pueden migrar a la miel y al pan de abeja, lo que plantea preocupaciones sobre la exposición de las colonias de abejas a estos químicos. Lo que sugiere la necesidad de un manejo más cuidadoso y sostenible de los acaricidas para proteger la salud de las abejas y la calidad de los productos apícolas. Por otra parte, en la elaboración de planes apícolas y seguimiento del estado de las colmenas como bioindicadores ambientales, se requiere un muestreo efectivo de las matrices apícolas. Tradicionalmente, esto involucra la recogida de muestras de abejas adultas, cría, polen, miel y cera de las colmenas. Son métodos invasivos, a menudo provocando daños importantes en las colonias de abejas. Sin embargo, se están adoptando enfoques menos invasivos, como el uso de tubos en la entrada de las colmenas o la captura de imágenes para contar abejas y evaluar su comportamiento en respuesta a acaricidas. Un muestreador innovador recientemente desarrollado, el APIStrip ®, aparece como una herramienta no biológica efectiva, y poco invasiva, para detectar la contaminación en las colmenas al absorber moléculas en su superficie durante un período de 14 días, representando un avance significativo en la evaluación de la contaminación en las colmenas. Las abejas melíferas pueden estar expuestas a los residuos por contacto o a través de la dieta en las diferentes escalas temporales de los efectos (agudos y crónicos) y durante las diferentes etapas vitales de las abejas (fase adulta y larvas). En el caso de los acaricidas de estudio de esta tesis, en estudios previos se ha demostrado que el cumafós, amitraz y tau-fluvalinato, pueden afectar a la memoria y a la capacidad cognitiva de las abejas adultas. También se ha observado que estos acaricidas alteran la capacidad olfativa de las abejas, e incluso comprometen su desarrollo y supervivencia. Así, debido a la acumulación de residuos en la cera de las colmenas, se necesita desarrollar métodos efectivos de descontaminación de la cera para mejorar el bienestar de las abejas. Para abordar este problema, existen diferentes métodos de descontaminación de la cera, como la fusión de la cera, el uso de ácidos, y sorbentes, con el objetivo de producir cera de alta calidad y segura para las abejas. Sin embargo, aún no se dispone de un método eficaz y de implementación a escala industrial para preservar la calidad de la cera, lo que es crucial para proteger la salud y el bienestar de las colonias de abejas. La presente tesis doctoral se centra en la evaluación del impacto de los tratamientos veterinarios utilizados en colmenas de abejas A. mellifera y en el desarrollo de un método efectivo para descontaminar la cera de la abeja, garantizando la salud de las colonias. Los objetivos específicos abarcan la evaluación de la persistencia y migración de los residuos de los tratamientos veterinarios amitraz, cumafós y tau-fluvalinato en pan de abeja, miel y cría de abejas, la evaluación de la exposición utilizando el método de muestreo activo más comúnmente aplicado con el método pasivo de muestreo APIStrip ®; así como el desarrollo de un método de descontaminación de cera utilizando metanol. Los resultados de la tesis evidencian que, cuando se administraron tratamientos con cumafós siguiendo la posología prescrita por los laboratorios fabricantes de los tratamientos, hubo riesgo alto por ingestión de pan de abeja y un riesgo moderado por contacto con pan de abeja cuando las concentraciones de residuos superaron los 251,31 ng/g. En el caso de que hubiera una acumulación de residuos en el tiempo, en larvas y prepupas, se observó un riesgo moderado cuando superaron los 68,61 ng/g y los 42,01 ng/g, respectivamente. Sin embargo, no se identificaron riesgos significativos asociados al amitraz y al tau-fluvalinato durante un período de seguimiento de 7 meses. No obstante, cuando se sometió a la colmena a una contaminación acumulada, se observó un riesgo moderado para las larvas por la exposición oral al tau-fluvalinato. De este estudio, se concluyó que uno de los tratamientos del amitraz, el Amicel ®, resultó ser muy eficaz para combatir le ácaro Varroa destructor. El cálculo del riesgo de toxicidad de estos residuos en las abejas es esencial para la biomonitorización y evaluación de su impacto en la salud de las colonias. Esto ha implicado el análisis de residuos para disponer de medidas de exposición en campo. Se ha utilizado el cociente de riesgo (RQ) y el riesgo estándar (SRA) como herramientas para comprender el riesgo de exposición, a nivel de abeja adulta, de larva y de colonia, a estos residuos. Para ello se ha considerado las concentraciones de residuos detectadas en las colmenas con los efectos agudos y crónicos, determinados como dosis letal media (LD50), concentración letal (LC50), concentración sin efecto observado (NOEC) y la concentración con el efecto más bajo observado (LOEC). Además, se evalúa el riesgo a nivel de colonia. Para determinar la exposición a residuos mediante medidas a partir de las colmenas se llevó a cabo un estudio de campo para comparar el método convencional de muestreo, ampliamente aplicado en los programas de vigilancia de las colmenas, con el método de muestreo pasivo APIStrip ®. Se ha demostrado que ofrece una mayor representatividad de la contaminación por residuos en la colmena, además de no ser invasivo, lo que representa un avance importante en manejo de las colmenas, evitando daños que pueden afectar severamente a la colonia de abejas. En esta tesis, también se ha llevado a cabo el desarrollo de un procedimiento de descontaminación de cera de abeja utilizando metanol líquido saturado y soluciones acuosas de metanol a temperatura de burbuja (EMFL). Con este procedimiento se consigue una reducción de la carga contaminante de acaricidas y otros contaminantes como el cumafós y tau-fluvalinato, en un 80-90%, y superando el 95% de eliminación en el caso del DMF. La investigación realizada ha permitido disponer, por primera vez, de un proceso de descontaminación de la cera de abeja, viable a escala industrial. La calidad de la cera de abeja descontaminada obtenida cumple los requisitos de la Farmacopea, pudiendo utilizarse en las colmenas o la producción de formulaciones galénicas, de aplicación en la industria farmacéutica o cosmética. Además, los estudios llevados a cabo para evaluar la capacidad de aceptación de la cera descontaminada por parte de las abejas, demuestran sólo un ligero retraso en el proceso de formación de panales, lo que implica la aceptación de las abejas de esta cera descontaminada para albergar las reservas de alimentos y las crías de abeja, que conforman la colonia.