Số lượng dân cư trên trái đất tăng gần gấp đôi trong 50 năm qua. Việc sử dụng thuốc trừ sâu trong quá trình sản xuất lương thực đã có tác động mạnh tới con người, động thực vật. Thuốc diệt cỏ có thể làm thay đổi hệ sinh thái toàn cầu và quá trình thâm canh trong sản xuất nông nghiệp cũng làm sụt giảm nhiều quần thể động vật hoang dã, đe dọa các loài động vật lưỡng cư, Science Daily đưa tin.

Sử dụng thuốc trừ sâu tại Vaucluse, Pháp. (Ảnh: Rita Triebskorn)

Giáo sư Heinz Kohler và Rita Triebskorn từ Đại học Tiến hóa Sinh thái (EVE) ở Tubingen, Đức, công bố một nghiên cứu về mối liên hệ giữa thuốc trừ sâu và quá trình làm thay đổi hệ sinh thái trên ấn phẩm mới nhất của tờ Science.

Kohler và Triebskorn nói: "Mặc dù có nhiều dấu hiệu cho thấy các loài sinh vật và hệ sinh thái thay đổi do thuốc trừ sâu, nhưng rất ít các nghiên cứu chứng minh vấn đề này".

Các nhà khoa học sử dụng cách tiếp cận liên ngành, áp dụng công cụ toán học, phân tích hóa học, sinh học để nhận ra ảnh hưởng của thuốc trừ sâu tới cá thể sinh vật, hệ sinh thái trong khu vực và nơi thâm canh nông nghiệp.

Kohler và Triebskorn cũng chỉ ra mối quan hệ giữa thuốc trừ sâu và hiện tượng nóng lên toàn cầu. Họ dự báo những thay đổi của chọn lọc tự nhiên, lan truyền bệnh tật, khả năng sinh sản của động vật hoang dã, từ đó gây nên hiệu ứng dây chuyền trên các quần thể, hệ sinh thái và chuỗi thức ăn.

"Giới khoa học sẽ gặp nhiều thách thức để chứng minh ảnh hưởng mạnh mẽ của thuốc trừ sâu cũng bị tác động bởi biến đổi khí hậu. Các mức độ ảnh hưởng của nó tới sinh vật cần được nghiên cứu kỹ lưỡng hơn", Kohler và Triebskorn nói.

Từ chất kích thích tăng trưởng auxin đến thuốc diệt cỏ

Các chất kích thích tăng trưởng tổng hợp mở đầu cho kỷ nguyên của thuốc diệt cỏ hữu cơ. Vào những thập niên 1940, các loại thuốc này ra đời sau một chương trình nghiên cứu dài hạn về các chất kích thích thực vật tăng trưởng – auxin.

Auxin được hình thành liên tục trong đỉnh sinh trưởng của thân và rễ cây... (Ảnh: nsf.gov)

Người ta đã tổng hợp được Auxin để sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp: NAA (axit naphtylaxetic) được dùng như hocmon ra rễ và nảy mầm; 2, 4 D dùng diệt cỏ và thay đổi sự phát triển của quả; 2,4,5- T ( axít Trichlorophenoxyacetic) là thuốc diệt cỏ.

2,4-D là thuốc diệt cỏ được tổng hợp từ các auxin, là thuốc diệt cỏ tán rộng Hiện nay chủ yếu 2,4-D được sử dụng trong những hỗn hợp pha trộn với các loại thuốc diệt cỏ khác, có vai trò như một chất tăng cường tác dụng. Nó đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Chỉ tính riêng tại Mỹ, 2,4-D là chất diệt cỏ thông dụng đứng hàng thứ ba.

2,4,5-Trichlorophenoxyacetic a-xít (2,4,5-T) là loại thuốc diệt cỏ được sử dụng rộng rãi cho tới khi chúng bị rút dần ra khỏi thị trường vào cuối thập niên 1970. Bản thân 2,4,5-T chỉ là một chất có độc tính vừa phải. Lượng uống có thể gây độc hại cho chuột là 389 mg/kg trọng lượng. Tuy nhiên quá trình sản xuất 2,4,5-T đã tạo ra một lượng 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD).

TCDD lại thực sự vô cùng độc hại đối với con người. Ở một nhiệt độ thích hợp, quá trình sản xuất 2,4,5-T có thể sản sinh 0,005 ppm TCDD. Nhiều kiểm nghiệm cá nhân sau đó cho thấy có nhiều mẻ, hàm lượng TCDD lên tới 60 ppm.

2,4,5-T bị cấm lưu hành tại Mỹ vào năm 1983, đó là vào thời điểm cộng đồng vô cùng nhạy cảm trước các hiểm họa hoá chất trong môi trường. Cộng đồng quan tâm đến các chất dioxin ngày càng nhiều. Các sản phẩm và những hóa chất khác không phải là thuốc diệt cỏ, có khả năng chứa độc chất TCDD lần lượt bị rút ra khỏi thị trường.

Hơn thế nữa, hỗn hợp giữa 2,4,5-T, 2,4-D, và picloram đã tạo ra chất độc màu da cam - Agent Orange. Agent Orange được quân đội Mỹ sử dụng tại Việt Nam từ tháng 1/1965 và 4/1970 như một chất làm rụng lá. Bởi vì TCDD là một trong những thành phần của 2,4,5-T, nên nó bị kết tội là đã gây ra nhiều căn bệnh hiểm nghèo cho những người đã tham gia cuộc chiến.

Công thức hoá học của một chất kích thích sinh trưởng tiêu biểu axit β - indolylaxetic (IAA) (Ảnh: ulg.ac.be)

Thuốc diệt cỏ làm biến đổi giới tính của ếch đực

Một khảo sát của các nhà khoa học Mỹ cho thấy, rất nhiều ếch hoa đực ở nước này đã mất khả năng sinh sản bình thường. Lý do là loại thuốc diệt cỏ atrazin ngấm trong nguồn nước đã làm thay đổi hocmôn sinh dục của chúng (một số con ếch được tìm thấy có cả cơ quan sinh dục đực và cơ quan sinh dục cái). 

Tiến sĩ Tyrone B. Hayes, Trường ĐH California (Mỹ) cùng các cộng sự qua nghiên cứu sâu đã chỉ ra rằng, thuốc diệt cỏ atrazin, thường dùng cho các cánh đồng ngô, có thể làm ảnh hưởng số lượng của loài các loài động vật lưỡng cư như ếch, nhái bằng cách làm giảm lượng hocmôn testosteron (ảnh hưởng tới khả năng sinh sản và có thể gây ra thay đổi giới tính ở ếch đực).