Redução de polinizadores tem grande impacto para a saúde humana

Introdução

Apesar dos grandes aumentos na produção global de alimentos no último meio século, o fornecimento de nutrição adequada em escala global permaneceu difícil para muitas populações. Aproximadamente768  milhões768 milhão as pessoas estão subnutridas em todo o mundo, e esse número vem crescendo constantemente desde 2015, após uma década de declínio. ¹ Além dos que passam fome,2  bilhões2 bilhão estima-se que as pessoas em todo o mundo sofram de deficiências de micronutrientes, embora os dados de monitoramento global sejam coletados com pouca frequência. As deficiências mais comumente relatadas são de ferro ^2 , 3 , bem como deficiência generalizada de zinco, ^4 – 6 vitamina A, ^7 , 8 e proteína para determinados grupos populacionais. ^9 , 10 Enquanto isso, populações em muitos países também enfrentam uma pandemia de obesidade e doenças metabólicas decorrentes do excesso de ingestão calórica, com> 2  bilhões>2 bilhão adultos em todo o mundo com sobrepeso e obesidade. ^11 , 12 A ingestão inadequada de alimentos saudáveis, como frutas, vegetais e nozes, também está gerando grandes cargas de doenças. ¹³ Considerando esses desafios persistentes, as estratégias para a segurança alimentar e nutricional global começaram a mudar da produção estrita de calorias adequadas para o fornecimento de dietas mais nutritivas. ^14 , 15

Coincidindo com o reconhecimento da necessidade de dietas mais nutritivas, há uma consciência crescente de que precisamos reduzir o impacto ambiental da produção global de alimentos. A agricultura é o maior fator de perda de biodiversidade, mudança no uso da terra, escassez crescente de água doce e degradação da terra em todo o mundo. ^16 – 19 É também um contribuinte significativo para a mudança climática, responsável por um quarto a um terço das emissões globais de gases de efeito estufa. ²⁰ Assim, cultivar alimentos mais nutritivos e com menor impacto ambiental tornou-se um dos grandes desafios do século XXI. ^{16 , 18 , 19}

Os polinizadores são fundamentais para alimentos saudáveis

Garantir uma abundância e diversidade de polinizadores é uma abordagem eficaz para enfrentar os desafios nutricionais e ambientais enfrentados pelos sistemas alimentares globais. A polinização animal aumenta a produção de três quartos das variedades de culturas agrícolas ²¹ por várias razões. Os polinizadores são mais eficientes na entrega de pólen do que o vento ou a autopolinização, o que aumenta a fertilização bem-sucedida e melhora a produção de sementes e frutos (transição de óvulo/ovário para fruto/semente), resultando em maiores rendimentos. Além disso, os animais polinizadores melhoram a polinização cruzada entre diferentes plantas, aumentando assim a diversidade genética ao limitar a endogamia. As plantas que dependem da polinização animal incluem culturas comerciais (café, cacau, especiarias) e muitos grupos de alimentos importantes para a saúde global (frutas, ²²legumes, ²² nozes, ^23 , 24 legumes ²³ ) que, quando ingeridos em grandes quantidades, demonstraram em estudos epidemiológicos humanos proteger contra uma série de doenças crônicas não transmissíveis (DNTs), incluindo doenças cardíacas, derrames, muitos tipos de câncer e diabetes. Além disso, como os polinizadores selvagens aumentam os rendimentos sem exigir insumos externos regulares, eles podem gerar uma renda significativa para os agricultores, melhorando assim os meios de subsistência dos agricultores, com possíveis implicações a jusante para sua saúde. ²⁵ Esses benefícios são realizados sem quaisquer impactos ambientais negativos associados. Vários estudos estimaram a contribuição da polinização animal para o valor anual da produção agrícola global em USD US$ 224 – 577  bilhões$224–577 bilhão(em dólares americanos de 2015). ^26 , 27

Animais polinizadores estão sob pressão da degradação ambiental

No entanto, os polinizadores globais estão cada vez mais em perigo, principalmente devido à alteração antropogênica de seu ambiente, nutrição e redes biológicas. ²⁸Os polinizadores selvagens, em particular, estão sob ameaça crescente. Mudanças generalizadas no uso da terra estão fraturando, diminuindo e degradando habitats adequados para polinizadores em todo o mundo, não apenas reduzindo as áreas disponíveis para nidificação, mas limitando a capacidade dos polinizadores de migrar como uma estratégia de adaptação em uma paisagem cada vez mais desarticulada. Além disso, a redução de terras selvagens e o domínio de fazendas que cultivam grandes monoculturas reduziram a diversidade de plantas com flores e, portanto, a duração da floração, causando estresse nutricional. Técnicas de cultivo intensivo, como cultivo frequente, perturbam e destroem os locais de nidificação e perturbam as comunidades de plantas silvestres nas fazendas. O uso contínuo de pesticidas, como os neonicotinóides, infligiu danos letais e subletais às abelhas, tanto nas fazendas tratadas quanto nas áreas próximas. ²⁸Além disso, o impacto abrangente da mudança climática está causando uma série de efeitos deletérios: levando os polinizadores para fora de seu alcance histórico para encontrar novas condições ambientais adequadas; fazendo com que novos predadores, competidores e patógenos invadam novos ambientes habitáveis; e aumentando a assincronia entre os polinizadores e suas espécies de plantas coevoluídas, que podem ser motivadas por diferentes estímulos ambientais. ²⁹ Embora os escassos dados de monitoramento atualmente limitem nossa capacidade de vincular definitivamente os condutores individuais aos declínios de polinizadores, onde quer que sejam medidos, as comunidades de polinizadores estão diminuindo em abundância, alcance ou diversidade. ^30 – 32

As abelhas melíferas manejadas, às vezes enfrentando um colapso catastrófico da colméia causado por pragas e pressões nutricionais, não foram capazes de compensar as perdas de polinizadores silvestres nem acompanhar o crescimento das culturas dependentes de polinizadores que dependem delas, ³³ o que torna o uso de abelhas manejadas uma solução cada vez mais arriscada para compensar as perdas de polinizadores selvagens. Além disso, os polinizadores manejados não são totalmente intercambiáveis ​​com os polinizadores selvagens, ³⁴ e os sistemas de cultivo com grandes indústrias de abelhas manejadas (por exemplo, mirtilos, cerejas, maçãs) ainda podem obter benefícios adicionais de rendimento de uma polinização animal ainda maior. ³⁵

Essa falta de polinizadores já está reduzindo a produção de alimentos. Um estudo de 2016 de Garibaldi et al. ³⁶ usaram uma amostra global de 344 campos em 33 diferentes sistemas agrícolas dependentes de polinizadores na África, Ásia, América Latina e Europa para identificar a penalidade de rendimento atualmente atribuível à polinização insuficiente (ou seja, o déficit de polinizadores). Para fazer isso, eles coletaram uma série de dados sobre práticas agrícolas, proximidade de habitats naturais e rendimentos de culturas, bem como visitação e riqueza de polinizadores em cada local para isolar o papel da polinização no suporte aos rendimentos. Eles descobriram que, da diferença de rendimento entre os campos de baixa e alta produção em todos os sistemas de cultivo, cerca de um quarto da diferença poderia ser explicada por populações de polinizadores insuficientemente abundantes e diversas.

No entanto, este trabalho anterior ³⁶ ainda não foi estendido para quantificar a carga atual de polinização perdida para ingestão de alimentos, nutrição, renda e saúde global. Neste estudo, pretendemos avançar em relação aos trabalhos anteriores, aplicando essas estimativas empiricamente derivadas de rendimentos perdidos por polinização inadequada com as seguintes questões de pesquisa motivadoras:

• Quanto alimento adicional teria sido produzido se a polinização global fosse adequada (doravante chamada de déficit de polinizadores)?

• Quem teria consumido aquele alimento e que benefícios para a saúde eles teriam experimentado? Quantas doenças e mortes relacionadas à dieta poderiam ter sido evitadas?

• Especialmente para os países de baixa renda, quais são os custos econômicos da polinização insuficiente?

Neste estudo, exploramos as duas primeiras questões em escala global e por país, aplicando e conectando ferramentas analíticas bem estabelecidas e verificadas usando as seguintes etapas: a ) comparando os rendimentos agrícolas globais existentes com os rendimentos teoricamente atingíveis para o clima específico para o 63 culturas dependentes de polinizadores mais importantes para identificar a lacuna total de rendimento para cada cultura e país, b ) usando relações empíricas da porcentagem dessas lacunas de produção atribuíveis à polinização insuficiente ³⁶ para quantificar o déficit de polinizadores para cada cultura e país, c ) empregando uma modelo de comércio econômico internacional para identificar quem teria maior probabilidade de ter consumido esse alimento adicional, e d) usando riscos relativos (RRs) ligando fatores de risco dietéticos a resultados de saúde para quantificar as implicações para a mortalidade global, regional e específica do país de fechar a lacuna de produção de polinizadores. Para avaliar a penalidade econômica da polinização insuficiente, analisamos, como estudos de caso, três países em desenvolvimento de diferentes tamanhos, geografias e especialidades agrícolas – Honduras, Nepal e Nigéria – para quantificar exemplos do valor econômico perdido para a produtividade agrícola não realizada para um país individual.

Resultados de saúde

Usamos um modelo global de risco-doença focado em fatores de risco dietéticos e relacionados ao peso para quantificar quais impactos as mudanças na polinização poderiam ter sobre a mortalidade em cada país ( Figura 1 , módulo E). O modelo é baseado em uma estrutura comparativa de avaliação de risco com oito fatores de risco e cinco desfechos de doença. ⁵⁰Nas avaliações de risco comparativas, comparam-se diferentes níveis de exposição ao risco – por exemplo, uma situação em que os níveis de chumbo na água municipal são altos em comparação com um caso contrafactual em que o chumbo na água é zero – e calculam-se as consequências desse nível relativo de risco em termos de resultados de saúde, usando uma relação empiricamente estabelecida entre risco e resultado. Os riscos podem ser binários (por exemplo, exposição ao chumbo excedendo um determinado limite) ou contínuos (por exemplo, funções que equiparam níveis mais altos de chumbo a consequências cognitivas ou de desenvolvimento cada vez mais graves). Com base em várias variáveis ​​- uma variável de exposição (por exemplo, concentrações de chumbo), o RR de um resultado de saúde dada uma certa exposição ao risco (por exemplo, relação empírica entre níveis de chumbo e comprometimento do desenvolvimento),

Em nosso estudo, os fatores de risco incluíram alto consumo de carne vermelha e baixo consumo de frutas, verduras, nozes e legumes, além de baixo peso [índice de massa corporal  ( IMC ) < 18,5índice de massa corporal (IMC)<18.5], acima do peso (25 < IMC < 3025<IMC<30) e obesos (IMC > 30IMC>30). Os desfechos da doença incluíram doença cardíaca coronária, acidente vascular cerebral, diabetes mellitus tipo 2, câncer (em conjunto e específicos do local, como câncer de cólon e reto) e um desfecho agregado de mortalidade por todas as causas associada a alterações de peso. ⁵⁰ Mais informações sobre RRs associados a cada um desses endpoints são descritas abaixo. Uma tabela que mostra os agrupamentos de alimentos individuais em grupos de alimentos relacionados à saúde é encontrada na Tabela S1 do Excel (“outras culturas”, “cultura de palma” e “outros grãos”, também incluídos na Tabela S1 do Excel, não foram incluídos na tabela de saúde). modelagem).

Para especificar os níveis de exposição dos fatores de risco dietéticos e relacionados ao peso, usamos e ajustamos as estimativas de disponibilidade de alimentos do IMPACT. Para a avaliação do risco dietético, usamos dados regionais sobre desperdício de alimentos no nível de consumo (Excel Tabela S3), combinados com fatores de conversão em matéria comestível ⁵¹converter as estimativas de disponibilidade de alimentos em proxies para o consumo de alimentos. Para referência, os valores de consumo dos principais grupos de alimentos após a remoção dos resíduos estão listados na Tabela S4 do Excel. Para a avaliação do risco relacionado ao peso, usamos os níveis de peso atuais e a relação histórica entre a disponibilidade de alimentos e o IMC para estimar as mudanças nos níveis de peso nos diferentes cenários. A mortalidade e a carga de doenças atribuíveis a fatores de risco dietéticos e relacionados ao peso foram então estimadas calculando-se as frações de impacto populacional (PIFs) e aplicando-as às taxas de mortalidade específicas por idade e país. ^52 – 54Os PIFs representam as proporções de casos de doenças que seriam evitados quando a exposição ao risco fosse alterada de uma situação de linha de base (a dieta atual) para uma situação contrafactual (os cenários de polinização). Para especificar os níveis de exposição dos fatores de risco dietéticos e relacionados ao peso, usamos e ajustamos as estimativas de disponibilidade de alimentos do IMPACT.

As estimativas de RR que relacionam os fatores de risco aos desfechos da doença foram adotadas a partir de meta-análises de estudos de coorte prospectivos para riscos dietéticos ^{22 – 24 , 55 – 59} e estudos de coorte agrupados para riscos relacionados ao peso. ^52 , 60 RRs usados ​​em nossos cálculos são fornecidos na Tabela S5 do Excel. De acordo com as metanálises, incluímos relações não lineares de dose-resposta para frutas e vegetais ²² e nozes ²⁴ e assumimos relações lineares de dose-resposta para os demais fatores de risco. ^{23 , 57 , 58}Como nossa análise foi focada principalmente na mortalidade por doenças crônicas, focamos em adultos≥ 20  anos≥20 anosde idade, e ajustamos as estimativas de RR para atenuação com a idade com base em uma análise agrupada de estudos de coorte focados em fatores de risco metabólicos ⁵³ em linha com outras avaliações. ^54 , 61 Além das mudanças na mortalidade total, também calculamos os anos de vida perdidos. A modelagem de saúde foi realizada no GAMS (versão 38; GAMS).

Resultados

Globalmente, estimamos que o mundo esteja perdendo atualmente 4,7% (0,8%, 7,1%) da produção total de frutas, 3,2% (0,4%, 5,3%) de vegetais e 4,7% (0,5%, 6,9%) de nozes devido à polinização insuficiente ( Tabela 1 ). Todos os intervalos entre parênteses em Resultados indicam 95% de UIs. Se esses alimentos tivessem sido produzidos, distribuídos por meio do sistema global de comércio de alimentos e consumidos (assumindo as taxas percentuais atuais de perda e desperdício de alimentos), estimamos que 427.000 (86.000, 691.000) mortes anuais globais em excesso, principalmente por doenças crônicas não transmissíveis, teriam sido evitado ( Tabela 2 ).

Nosso modelo mostrou que a perda de produção de alimentos foi maior em países de baixa renda, principalmente porque esses países tinham as maiores lacunas de rendimento com base em nossas estimativas e experimentariam maiores aumentos absolutos de rendimento de polinização adequada do que países com menores lacunas de rendimento geral ( Tabela 1 ). É importante ressaltar que esse resultado foi sustentado pela descoberta anterior de que a contribuição de polinizadores insuficientes para a lacuna de rendimento geral de uma fazenda era independente de sua geografia, grau de intensificação agrícola e várias outras características agronômicas e paisagísticas. ³⁶Em algumas áreas, os déficits de polinizadores em nossos modelos foram substanciais; Estima-se que 26% (17%, 33%) da produção de vegetais e 8% (2%, 14%) da produção de nozes em países de baixa renda foram perdidos devido à polinização inadequada, bem como 10% (5%, 13 %) da produção de frutas e 13% (5%, 18%) da produção de hortaliças em países de renda média-baixa.

Essas perdas de produção modeladas, quando mediadas pelo sistema de comércio global, levaram a reduções no consumo de frutas e vegetais que variaram de 2% a 5% em comparação com cenários de alta polinização e de 4% a 12% menos no consumo de nozes. Em média, nosso modelo estimou que o comércio teria transferido a produção dos países de baixa renda para os países de alta renda. Isso ficou especialmente evidente ao analisar as regiões ( Tabela 1 ), onde, por exemplo, vimos que a América do Norte experimentou consistentemente as maiores reduções no consumo (em termos percentuais) em todas as categorias de alimentos. Enquanto isso, a África subsaariana teve impactos muito mais modestos no consumo estimado de frutas e vegetais.