ネオニコチノイド

イミダクロプリドは、吸汁性昆虫、一部の咀嚼性昆虫、土壌昆虫、および家畜のノミに対して有効です。^{[ 35 ]}吸汁性昆虫に対して特に有効で、持続性も長い全身性です。イミダクロプリドは、植物の灌漑に使用する水に添加できます。イミダクロプリドの徐放性製剤は、水中でイミダクロプリドの50%を放出するのに2～10日かかります。^{[ 36 ]} 土壌害虫、種子、木材、動物の害虫、および葉面散布処理に使用されます。

2013年現在ネオニコチノイドは、米国ではトウモロコシとキャノーラの約95％、綿花、ソルガム、テンサイの大部分、大豆の約半分に使用されました。リンゴ、サクランボ、モモ、オレンジ、ベリー、葉物野菜、トマト、ジャガイモなどの果物や野菜の大部分から、穀物、米、ナッツ、ワイン用ブドウまで、幅広く使用されています。^{[ 37 ]}イミダクロプリドは、ネオニコチノイドの中でも世界市場でもおそらく最も広く使用されている殺虫剤です。^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

農業において、害虫防除のためのネオニコチノイド種子処理の有効性は、播種時期と害虫の発生時期によって左右される。大豆の場合、ネオニコチノイド種子処理は、播種後35～42日で化合物が分解されるため、通常は大豆アブラムシに対して効果がない。大豆アブラムシは通常、この時期より前には発生していないか、被害を与えるほどの個体数に達していない。 ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]}ネオニコチノイド種子処理は、播種が遅れた圃場や、生育期のかなり早い時期に大規模な被害が発生した地域など、個々のケースでは収量を保護することができる。^{[ 40 ]} 米国では、大豆の害虫に対するネオニコチノイド種子処理による全体的な収量増加は期待されておらず、害虫が被害を与えるレベルに達した場合は、代わりに葉面散布殺虫剤が推奨される。^{[ 38 ]} カナダ保健省は、ネオニコチノイドが2013年にトウモロコシの国内農場出荷価格の3%以上、大豆の国内農場出荷価格の1.5%から2.1%に相当する利益をもたらしたと推定した。^{[ 41 ]}

英国の保守党政権は、2019年から2023年にかけてネオニコチノイドの使用を許可しました。2023年1月、砂糖業界からのロビー活動を受けて、英国政府は、禁止されているネオニコチノイドであるチアメトキサムを含む製品を2023年の砂糖大根の種子処理に使用するための「緊急認可」を与える決定を再び発表しました。これは、2021年と2022年の栽培シーズンに同様の申請が承認されたことに続くもので、イングランドの91,000ヘクタール以上の田園地帯で禁止されているネオニコチノイド農薬の使用が許可されました。^{[ 42 ]}

2024年1月18日、英国政府は、ブリティッシュ・シュガーからの申請を受け、2024年のテンサイ種子処理にクルーザーSBを使用することを承認した。この製品にはネオニコチノイド系農薬であるチアメトキサムが含まれている。これに先立ち、2012年には、ネオニコチノイド系農薬がミツバチに壊滅的な影響を与えることを示す2つの研究結果を受け、環境・食糧・農村地域省（DEFRA）は、英国で使用が認可されているすべての農薬は完全に安全であると宣言していた。

2013年3月15日、英国はネオニコチノイド系農薬の使用に関するEUの一時停止措置を支持しなかった。政府首席科学顧問のマーク・ウォルポート卿は、他の全員が証拠を誤って解釈しており、これらの化学物質は引き続き使用されるべきだと主張した。（『草原のざわめき』213ページ、著者：デイブ・ゴールソン、出版社：ヴィンテージ・ブックス）。EUで2回目の投票が行われた際も、英国はネオニコチノイド系農薬の禁止を支持しなかった。

米国環境保護庁 (EPA) は、すべての農薬について 15 年ごとの登録審査サイクルを実施しています。^{[ 43 ]} EPA は 2003 年にクロチアニジンに条件付き登録を付与しました。^{[ 44 ]} EPA は、農薬が登録基準を満たしているものの、未提出のデータ要件がある場合に条件付き登録を発行します。^{[ 45 ]}チアメトキサムは、抗菌性農薬、木材防腐剤、および農薬としての使用が承認されており、最初に承認されたのは 1999 年です。 ^{[ 46 ]}イミダクロプリドは 1994 年に登録されました。^{[ 47 ]}

ネオニコチノイドはすべて1984年以降に登録されたため再登録の対象ではなかったが、環境上の懸念、特にミツバチに関する懸念から、EPAはそれらを評価するためのドケットを開設した。^{[ 48 ]}イミダクロプリドの登録審査ドケットは2008年12月に開設され、ニチアジンのドケットは2009年3月に開設された。新しい研究が利用可能になったときに最大限に活用するために、EPAは登録審査スケジュールにある残りのネオニコチノイド（アセタミプリド、クロチアニジン、ジノテフラン、チアクロプリド、チアメトキサム）のドケット開設を2012会計年度に前倒しした。 ^{[ 48 ]} EPAは、ネオニコチノイドの審査を2018年に完了する予定だと述べた。^{[ 49 ]}

2012年3月、食品安全センター、農薬アクションネットワーク、ビヨンド農薬、養蜂家グループがEPAにクロチアニジンの使用停止を求める緊急請願書を提出した。EPAはこの請願を却下した。^{[ 49 ]} 2013年3月、同じグループがシエラクラブと環境健康センターも加わり、EPAが不十分な毒性評価を実施し、不十分な研究に基づいて殺虫剤の登録を許可したとしてEPAを提訴した。 ^{[ 49 ] [ 50 ]}エリス他対ブラッドベリー他訴訟は2013年10月現在、係属停止となっている。^{[ 51 ]}

2013年7月12日、ジョン・コニャーズ下院議員は、自身とアール・ブルーメナウアー下院議員を代表して、下院に「アメリカの花粉媒介者保護法案」を提出した。この法案は、欧州連合が最近使用を停止した3種類を含む4種類のネオニコチノイド系農薬の使用を、審査が完了するまで停止すること、および内務省と環境保護庁によるミツバチの個体数と減少の可能性のある原因に関する共同調査を求めていた。^{[ 52 ]}この法案は2013年7月16日に議会委員会に付託されたが、委員会を通過できなかった。^{[ 53 ]}

米国環境保護庁は、花粉媒介者への懸念に対応して、ネオニコチノイドを規制するためにさまざまな措置を講じてきました。^{[ 54 ]} 2014年、オバマ政権下で、殺虫剤の標的外影響への懸念と環境団体からの訴訟に対応して、国立野生生物保護区でのネオニコチノイドの使用を全面的に禁止しました。2018年、トランプ政権はこの決定を覆し、野生生物保護区内の農場でのネオニコチノイドの使用に関する決定はケースバイケースで行われると述べました。^{[ 55 ]} 2019年5月、環境保護庁は、法的和解の一環として、クロチアニジンとチアメトキサムを含む12種類の殺虫剤の承認を取り消しました。^{[ 56 ]}

最初のネオニコチノイド系殺虫剤は2005年にEUで承認された。^{[ 57 ]}

2008年、ドイツは、近隣の数百万匹のミツバチが死んだ事件を受けて、種子用トウモロコシへのクロチアニジンの使用登録を取り消した。 ^{[ 58 ]}調査の結果、その原因は複数の要因が複合的に作用したことが明らかになった。

• 「ステッカー」と呼ばれるポリマー種子コーティングを使用しなかったこと。
• 近隣の菜種畑が開花期を迎えている時期に、天候不良により植え付けが遅れたこと。
• 種子を播種するために使用された特定のタイプの空気圧式装置は、種子が機械から地面に排出される際に、クロチアニジンを含む粉塵を種子から吹き飛ばして空気中に放出したようである。
• 植え付け時の乾燥した風の強い状況により、近くのキャノーラ畑に埃が舞い上がり、そこでミツバチが餌を探していた。^{[ 59 ]}

ドイツでは、2008年に菜種へのクロチアニジンの使用も短期間制限された。菜種処理ではトウモロコシと同じ問題がないことが示された後、農薬を菜種粒に追加の粘着剤で固定し、摩耗粉が空気中に放出されないようにするという条件で、その使用が再開された。^{[ 60 ]}

2009年、ドイツ連邦消費者保護食品安全庁は、トウモロコシへのクロチアニジン使用の認可を一時停止し続けることを決定した。トウモロコシにクロチアニジン、チアメトキサム、イミダクロプリドを使用した場合、ミツバチがこれらの有効成分にどの程度、どのような方法で接触するのかはまだ完全には解明されていなかった。植物から滴下によって放出される液体をミツバチが摂取することで、追加のリスクが生じるかどうかという疑問は未解決のままだった。^{[ 61 ]}

イタリアではネオニコチノイド系種子処理は禁止されているが、葉面散布は許可されている。この措置は、ミツバチの減少がこれらの化合物で処理された種子の散布と相関していることを示す予備的なモニタリング調査に基づいて取られたものであり、イタリアはこれらの化合物が花粉媒介者に対して急性毒性を持つことが知られていることを根拠に決定を下した。^{[ 62 ] [ 63 ]}

フランスでは、ヒマワリとトウモロコシの種子へのイミダクロプリド処理は停止されているが、テンサイや穀物へのイミダクロプリド種子処理、および葉面散布は許可されている。^{[ 62 ]}

カナダにおける農薬の使用は連邦政府の管轄事項である。2016年、カナダ保健省は今後3～5年かけてイミダクロプリドの使用を段階的に廃止することを提案した。^{[ 82 ]}政府はネオニコチノイド系農薬がミツバチ、無脊椎動物の水生生物、鳥類に与える影響について懸念を表明している。

オンタリオ州では、ほぼすべてのトウモロコシの種子と大部分の大豆がネオニコチノイドで処理されています。2015年の夏、同州はネオニコチノイドの存在を減らすための法律を可決しました。オンタリオ州の規制は、ネオニコチノイドで覆われた種子と豆の割合を2年以内に20パーセントに減らすように作成されました。^{[ 83 ]}

2015年12月10日、モントリオール市は、植物園、すべての農業地域、すべてのゴルフコースを含む市内全域の敷地で、例外なくすべてのネオニコチノイド系農薬の使用を禁止した。 ^{[ 84 ]}農業関連企業はモントリオール市の禁止に反対した。^{[ 85 ]}

2016年7月、ブリティッシュコロンビア州最大の都市バンクーバーは、主に住宅の芝生の下に生息するコガネムシを駆除するために使用されていたネオニコチノイド系殺虫剤の使用をバンクーバー市内で禁止した。^{[ 86 ]}

2019年10月11日、フィジー政府はイミダクロプリドの禁止を発表し、2020年1月1日から施行された。^{[ 87 ]}

R-ニコチン（上図）とデスニトロイミダクロプリドはどちらも体内でプロトン化される。

哺乳類と昆虫では、受容体サブユニットの構成と受容体の構造が異なります。 ^{[ 88 ] [ 89 ]}ほとんどのネオニコチノイドは、哺乳類の神経受容体よりも昆虫の神経受容体に強く結合するため、これらの殺虫剤は哺乳類よりも昆虫に対して毒性が高くなります。^{[ 5 ] [ 88 ] [ 89 ]}

イミダクロプリドの哺乳類に対する毒性が低いのは、生理的pHで荷電した窒素原子が存在するため、血液脳関門を通過できないためであると説明されている。荷電していない分子は昆虫の血液脳関門を通過できる。^{[ 5 ]}

他のネオニコチノイドには負に帯電したニトロ基またはシアノ基があり、昆虫に存在するが哺乳類のnAChRには存在しない、正に帯電した独特のアミノ酸残基と相互作用する。 ^{[ 90 ]}

しかし、哺乳類の体内で代謝中に生成される分解生成物であるデスニトロイミダクロプリド^{[ 88 ]}、およびイミダクロプリドの環境分解^{[ 91 ]}では、荷電した窒素原子を持ち、哺乳類のnAChRに高い親和性を示します^{[ 88 ]} 。デスニトロイミダクロプリドはマウスに対して非常に毒性があります^{[ 92 ] 。}

毒性作用は、有効成分自体、またはその残留物によって引き起こされる可能性がある。6-クロロニコチン酸は、複数のネオニコチノイドの一般的な分解生成物である。 ^{[ 93 ]}

ネオニコチノイドのほとんどは水溶性で、環境中でゆっくりと分解されるため、植物に吸収され、植物の成長に伴って昆虫から保護することができます。^{[ 94 ]} 独立した研究によると、ほとんどのネオニコチノイドの光分解半減期は、日光にさらされると約34日です。しかし、日光や微生物の活動がない場合、これらの化合物が分解するには最大1,386日（3.8年）かかる可能性があります。一部の研究者は、農業で使用されたネオニコチノイドが帯水層に蓄積する可能性があることを懸念しています。^{[ 95 ]}

2006 年頃に確認された年間ミツバチの巣の損失数の劇的な増加は、ミツバチの健康に影響を与える可能性のある要因への関心を高めた。^{[ 96 ] [ 97 ]}コロニー崩壊症候群には、ミツバチヘギダニの寄生やイスラエル急性麻痺ウイルス (IAPV) など、多くの生物学的要因が影響している。^{[ 98 ] [ 99 ]}ネオニコチノイドの役割について多くの憶測がなされているにもかかわらず、崩壊したコロニーの多くはネオニコチノイドの痕跡を示さない。^{[ 100 ]}

総説論文（Carreck & Ratnieks、2015）では、実験室ベースの研究ではネオニコチノイド系殺虫剤がミツバチやマルハナバチに致死量以下の悪影響を及ぼすことが示されているが、野外研究では同様の影響は観察されておらず、これは多くの実験室ベースの研究で3つの主要な投与量要因（濃度、期間、選択）が過大評価されていることが原因である可能性が高いと結論付けている。^{[ 101 ]}

2017年、研究者らは、蜜や花粉に含まれる一般的な広く使用されているネオニコチノイド系農薬（クロチアニジン、チアメトキサム）の低用量と栄養ストレスの複合効果を実証した。彼らの研究結果は、ネオニコチノイドと栄養レベルが相乗的に作用し、動物の生存に重大な害を及ぼす可能性があることを初めて実証し、ネオニコチノイドの影響の複雑さを示した。さらに、複合曝露により、ミツバチの食物摂取量と血リンパ（ミツバチの血液）の糖レベルが低下した。^{[ 102 ]}飼育されているミツバチと野生のミツバチの個体数の減少は、部分的には、ネオニコチノイドの直接的および間接的な影響の組み合わせにより、ミツバチが病原体に対して脆弱になることに起因するとされている。^{[ 103 ]}

ネオニコチノイドの悪影響に関する研究はほぼすべてミツバチを対象に行われており、マルハナバチなどの他のハチを対象とした研究はほとんど行われていない。しかし、一部の研究では、ネオニコチノイドはミツバチよりもマメコバチやマルハナバチに悪影響を及ぼし、ミツバチへの影響は一定していないことが示されている。^{[ 8 ]}

研究によると、低レベルの曝露でもミツバチや他の有益な昆虫に潜在的な毒性があり、コロニーの生存に悪影響を与える亜致死効果があることが示唆されています。実験室研究では、ネオニコチノイドは死亡率を増加させ^{[ 104 ]}、曝露されたミツバチの飛行能力^{[ 105 ]}と採餌能力に悪影響を与えることが示されています^{[ 106 ]} 。ネオニコチノイドは、もう1つの重要な花粉媒介者であるマルハナバチにも有害な影響を与える可能性があります^{[ 107 ] [ 108 ]} 。しかし一般的に、多くの実験室研究でネオニコチノイドの毒性の可能性が示されているにもかかわらず、ほとんどの野外研究ではミツバチへの影響は限定的またはまったくないことがわかっています^{[ 104 ] [ 101 ]} 。研究では、繁殖率の低下、働きバチと女王バチの生産数の減少、多数の行動変化など、マルハナバチに対するネオニコチノイドのさまざまな亜致死効果が示されています。マルハナバチのコロニーがネオニコチノイドに致死量以下の曝露を受けると、採餌行動が変化し、多くの場合、ハチの採餌効率が低下し、コロニーの成長率と繁殖率が低下します。^{[ 9 ]}

2015年4月、EASACは、持続可能な農業に不可欠な受粉や害虫の自然防除など、さまざまな生態系サービスを提供する生物への潜在的な影響に関する調査を実施しました。その結果の報告書は、「ネオニコチノイドの広範な予防的使用は、受粉や害虫の自然防除を含む生態系サービスを提供する非標的生物に深刻な悪影響を及ぼすという証拠が増えつつある」と結論付けています。^{[ 109 ]}

2015年に実施されたネオニコチノイドとミツバチに関する科学文献の系統的レビュー（Lundin et al., 2015）では、相当な研究努力にもかかわらず、ネオニコチノイドがミツバチに与える影響については依然として大きな知識のギャップがあると結論付けられています。^{[ 110 ]}

2017年にミツバチが生息するすべての大陸を対象に行われた調査では、蜂蜜サンプルの4分の3からネオニコチノイドが検出されたが、いずれの場合も人間の摂取に対して安全と考えられるレベルであった。^{[ 111 ]}

ネオニコチノイドは鳥類の個体群に悪影響を及ぼします。^{[ 112 ]}植物や種子のコーティングを目的としたネオニコチノイド粉塵は空気中に拡散し、水に浸透して、意図せず非標的の野生生物に影響を与える可能性があります。^{[ 113 ]}

世界的に、ネオニコチノイドの60%が種子コーティングとして使用されています。^{[ 114 ]}種子を食べる鳥の中には、ネオニコチノイドでコーティングされた種子によって中毒を起こす種もいます。^{[ 115 ]}ネオニコチノイドを含む農薬に直接曝露すると、発生異常や卵殻の厚さの減少、受精率の低下、胚の大きさの減少が報告されています。^{[ 116 ]}農業用に使用されるネオニコチノイド種子を土壌表面下に埋めることで、鳥がそれを食べるのを防ぐことができるという研究もあります。^{[ 116 ]}

ネオニコチノイドは食物連鎖を混乱させることで鳥類に直接的な影響を及ぼさないことがある。^{[ 117 ]}ネオニコチノイドの主な目的は害虫を標的にすることである。しかし、これはこれらの昆虫を食料として依存している昆虫食の鳥類の個体群に悪影響を及ぼす。^{[ 118 ] [ 119 ] [ 117 ] [ 120 ] [ 121 ]}

ネオニコチノイドは土壌に浸出し、通常昆虫が孵化する水域に蓄積することもある。^{[ 119 ]} 2014年にオランダで行われた観察研究では、一部の鳥類の個体数の減少と環境中のイミダクロプリド残留物との相関関係が示されたが、その関連性が因果関係であるとは結論付けなかった。^{[ 117 ]}

2013年3月、アメリカ鳥類保護協会は、ネオニコチノイドに関する200件の研究についての解説を発表し、鳥類、水生無脊椎動物、その他の野生生物に対する毒性のため、種子処理剤としてのネオニコチノイドの使用禁止を求めた。^{[ 122 ]}

2013年のオランダの研究では、許容濃度のイミダクロプリドを含む水には、汚染されていない水に比べて無脊椎動物の種が50%少ないことがわかった。^{[ 123 ] [ 124 ]}その後の研究では、この分析は他の同時発生する殺虫剤と混同されており、イミダクロプリドが無脊椎動物の多様性に直接影響を与えたことを示すものではないことが判明した。^{[ 125 ]}

2014年のレビューでは、ネオニコチノイドとフィプロニルの生態学的影響をより広範に調査し、無脊椎動物には悪影響があるが、微生物や魚類には悪影響がないことを突き止めた。^{[ 126 ]}まだ決定的な証拠はないものの、ネオニコチノイドがミツバチ以外の花粉媒介昆虫、特にオオカバマダラに悪影響を及ぼす可能性があるという証拠が増えている。ネオニコチノイドと孵化するオオカバマダラの卵の数の減少を結びつける証拠もある。^{[ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]}しかし、ネオニコチノイドがチョウやガに及ぼす影響についてはほとんど研究されていない。^{[ 9 ]}

2024年の研究では、ネオニコチノイド系殺虫剤チアクロプリドに曝露された非標的淡水ヨコエビ類（Gammarus roeseliiとHyalella azteca）が、世代を重ねるごとに耐性を増していくことがわかった。この結果は、発生可塑性が急速な適応反応において重要な役割を果たしていることを示唆しており、ネオニコチノイドへの曝露が水生生態系の進化的な変化をどのように引き起こす可能性があるかについて懸念が生じている。^{[ 131 ]}

ネオニコチノイドに慢性的または急性的に曝露されたげっ歯類は、神経伝達物質機構の障害により、神経系に重大な損傷を受ける。実験室研究では、このような重大な神経学的損傷は、胚期に曝露された場合と成体期に曝露された場合の両方で発生することが示された。認知能力と記憶の障害が観察された。幼少期のネオニコチノイド曝露は、神経新生の減少と神経炎症の誘発により、神経発達を阻害することが示された。成体期の曝露は、神経行動毒性とそれに伴う神経化学物質の変化を誘発した。^{[ 132 ]}

ネオニコチノイドは、多くのヒト被験者において全身的に検出されています。小児、成人、新生児で検出されています。複数のネオニコチノイドがヒトの血液、組織、尿、精液、胆汁、脳組織から検出されています。さらに、母乳や新生児の最初の尿サンプルからも検出されています。^{[ 133 ]}