Pesticiden zijn niet nieuw en zijn zeker geen uitvinding van de mens. Planten en andere micro-organismen gebruiken al honderdduizenden jaren chemicaliën om zich tegen andere organismen te verdedigen.

Neem, bijvoorbeeld, walnootbomen. Hun wortels produceren een chemische stof genaamd juglone, die in de bodem wordt afgescheiden en de groei van planten in de buurt remt. Dit zorgt ervoor dat de walnotenboom alle nabijgelegen voedingsstoffen en water voor zichzelf heeft.

Planten produceren ook insecticiden. Nicotine is het bekendste voorbeeld. Het wordt geproduceerd door planten van de familie der Solanaceae, waaronder tomaten, aardappelen en, natuurlijk, tabak. Veel plantenetende insecten mijden tabaksplanten omdat nicotine een krachtig neurotoxine is dat hen kan doden.

De mens heeft deze natuurlijke chemische oorlogsvoering nagebootst om pesticiden te produceren die essentieel zijn geworden voor de landbouw. Maar het gebruik van insecticiden geeft ook aanleiding tot bezorgdheid over hun effect op niet-doelsoorten zoals bijen, of hun indirecte effect op vogels, die veel insecten eten.

Wetenschappers die insecten bestuderen en bestuderen hoe ze zich aanpassen aan pesticiden, ontdekken dat sommige insecticiden ongedierte sterker kunnen maken of dat de plant zelf zelfs meer onder vuur kan komen te liggen van andere ongedierteplagen. Het vinden van oplossingen is belangrijk voor zowel het behoud van de biodiversiteit als voor de landbouw.

Wanneer een boer insecticiden gebruikt, is hij zich bewust van de gunstige effecten op zijn akkers, maar hij moet zich ook bewust zijn van de mogelijke negatieve effecten.

Wat je niet doodt, maakt je sterker

Een bestrijdingsmiddel kan in de dagen, weken of maanden na de toepassing een opleving van het doelorganisme uitlokken. Insecticiden moeten in dodelijke concentraties worden toegepast en soms meerdere keren tijdens de levenscyclus van het ongedierte om volledig effectief te zijn.

Bij subletale concentraties kan een bestrijdingsmiddel in feite de vruchtbaarheid of de levensduur van sommige schadelijke organismen verhogen. Wanneer bijvoorbeeld imidacloprid (een insecten-neurotoxine uit de neonicotinoïdenfamilie) in subletale concentraties wordt toegepast, kan het de voortplantingssnelheid van de groene perzikluis verdubbelen.

Erger nog, een subletale toepassing van pesticiden kan snel leiden tot het ontstaan van resistentie tegen insecticiden. Resistentie tegen bestrijdingsmiddelen maakt deze chemicaliën nutteloos of zelfs schadelijk. Dit is het geval voor de insecticide-resistente stam van de maïssnuitkever, waarvan de populatie 5,4-voudig toenam toen deze werd behandeld met een pyrethroïde insecticide genaamd deltamethrin.

Uitbraken bij herhaling

Insecticiden kunnen selectief zijn – gericht op een bepaald insect – of werken op een scala van plagen (breed spectrum). Breedspectruminsecticiden worden veel gebruikt, maar kunnen nadelige bijwerkingen hebben, zoals het verstoren van de natuurlijke vijanden van een plaag.

In die gevallen zal enkele weken na de toepassing van het bestrijdingsmiddel dezelfde plaag opnieuw op het veld opduiken (primaire heropleving van de plaag) of zal een uitbraak van een andere plaag plaatsvinden (secundaire heropleving van de plaag). Deze verschijnselen zijn vastgesteld bij vele gewassen, waaronder sojabonen, aardappelen en meer, maar zijn moeilijk te bestuderen omdat er zoveel verschillende factoren bij betrokken zijn.

Sommige onderzoekers hebben geschat dat een pesticidebehandeling in het vroege seizoen op katoen tegen lyguswantsen kan leiden tot een toename van 6 dollar per acre voor een daaropvolgende pesticidetoepassing in het late seizoen, omdat de natuurlijke vijanden van de plaag zijn uitgeput.

De gevoelige plant

Sommige fabrikanten van bestrijdingsmiddelen coaten nu de zaden van de planten met bestrijdingsmiddel, zodat de planten het bestrijdingsmiddel opnemen in hun organen en giftig worden voor schadelijke organismen in de landbouw. Dit is een zeer populaire manier geworden om eenjarigen zoals tarwe, soja of maïs te beschermen.

Maar wanneer een plant resistent wordt tegen sommige plagen, kan hij ook gevoeliger worden voor andere. Het best gedocumenteerde voorbeeld is het gebruik van neonicotinoïden op katoen, maïs en tomaat, en de toename van uitbraken van spintmijten. Spintmijten zijn niet gevoelig voor neonicotinoïden en gedijen veel beter op deze gewassen dan op de onbehandelde.

Het lijdt geen twijfel dat pesticiden een positieve bijdrage leveren aan een hoge en stabiele gewasproductie in ons huidige landbouwmodel en dus in ons leven. Anderzijds zijn er niet-chemische opties die kunnen worden gebruikt als alternatief voor of in aanvulling op pesticiden.

Insecticide alternatieven

Er zijn mogelijkheden om het gebruik van pesticiden te verminderen, en wetenschappers, zoals ikzelf, werken aan tal van duurzame alternatieven. Uit een recente studie is gebleken dat 78 procent van de neonicotinoïden die in de landbouw worden gebruikt, kunnen worden vervangen door niet-chemische plaagbestrijding. Naast vele andere is er in Duitsland een verbazingwekkend initiatief, Jena genaamd, waarbij onderzoekers bijeenkomen om te zien of het brengen van meer plantendiversiteit in het veld de veerkracht vergroot in vergelijking met onze monoculturele landbouwsystemen.

Er zijn verschillende nieuwe technologieën in ontwikkeling die het gebruik van pesticiden zouden kunnen helpen verminderen. Camera’s kunnen bijvoorbeeld de vluchtige chemische stoffen detecteren die planten afgeven tijdens een uitbraak van ongedierte. Deze waarschuwingssignalen kunnen boeren helpen plagen eerder op te sporen en leiden tot een betere, efficiëntere behandeling.

Biotechnologie kan ook helpen. Genetisch gemodificeerde gewassen zijn nog niet algemeen geaccepteerd door het publiek, maar nieuwe technieken zoals CRISPR-Cas9 – een nauwkeurig genetisch instrument waarmee kleine delen van het genoom kunnen worden veranderd – kunnen, mits verstandig gebruikt, van onschatbare waarde zijn voor een duurzamere, minder van bestrijdingsmiddelen afhankelijke, landbouw. Zo kan bijvoorbeeld een plant worden ontworpen om natuurlijke vijanden aan te trekken door het uitstoten van vluchtige verbindingen, waardoor bescherming wordt geboden tegen sommige plagen.

In het huidige landbouwmodel zijn pesticiden bijna onmisbaar om de wereldbevolking van voldoende voedsel te voorzien. Maar er zijn alternatieven, en het kopen van voedsel van boeren die het gebruik van pesticiden hebben gestopt of beperkt, is één manier om een agrarische overgang weg van pesticiden te ondersteunen.