Hyönteismyrkky

Hyönteismyrkky eli insektisidi on hyönteisten torjuntaan käytetty aine. Useimmat nykyään käytössä olevat hyönteismyrkyt ovat hermomyrkkyjä, joita on vaikutusmekanismin perusteella useita ryhmiä. Keskeisimmät ryhmät ovat organofosfaatit kuten malationi ja dimetoaatti, klooratut hyönteismyrkyt kuten DDT ja lindaani, sekä kasvikunnasta saadut hyönteismyrkyt tai niiden perusteella kehitetyt synteettiset aineet, kuten pyretriinit ja pyretroidit, nikotiini ja neonikotinoidit, sekä rotenoidit.

Insektisidien historia

Jo Ebersin papyrus noin 1500 eaa. mainitsee aineita, joilla voi torjua kirppuja. Homeros kertoo Odysseuksen polttaneen rikkiä puhdistaakseen talon. Sekä Rooman keisarikunnassa että Kiinassa käytettiin varhain rikkiä ja arseenia sisältäviä aineita hyönteisten hävittämiseen. 1600-luvulla tiedetään arsenikkia käytetyn hunajaan sekoitettuna hyönteisten hävittämiseen ja tupakkaa kosketusmyrkkynä. 1900-luvulle saakka hyönteisten hävittämiseen käytettiin erittäin myrkyllisiä aineita ja myös käyttötavat olivat vaarallisia, mm. sinihappoa (syaanivetyä) ja rikkihiiltä käytettiin fumigantteina eli ilmaan haihtuvina aineina. Orgaanisten hyönteismyrkkyjen nopea kehitys syrjäytti arseeniin ja muihin epäorgaanisiin aineisiin perustuvat myrkyt 1900-luvun puolivälissä. Sveitsiläinen Paul Müller huomasi jo 1800-luvulla syntetisoidun DDT:n olevan hyvin tehokas mm. kärpäsiä ja hyttysiä vastaan. Se otettiin hyönteismyrkkynä käyttöön 1942, ja lindaani keksittiin pian sen jälkeen. Toisaalla Saksassa keksittiin organofosfaatit 1930-luvun lopussa, ja niistä kehitettiin sekä tehokkaita hyönteismyrkkyjä että taistelukaasuja. Ensimmäinen maataloudessa käytetty organofosfaatti oli parationi. Luonnon pyretriinejä päivänkakkaran sukuisista kasveista oli käytetty vuosisatoja kasviuutteina, mutta vaikuttavat aineet eristettiin 1900-luvulla ja synteettisiä pyretroideja kehitettiin 1970-luvulta alkaen. Samoin erittäin myrkyllisestä nikotiinista kehitettiin useita paremmin hyönteismyrkyksi soveltuvia neonikotinoideja 1970-luvulta alkaen.

Hyönteismyrkkyjen kehittämistavoitteet

Hyönteiset ovat olleet suuri kiusa sekä taloudellisesti että hygieenisesti, ja niitä vastaan on eri kulttuureissa käytetty varsin vaarallisiakin aineita. Systemaattisen tieteellisen kehitystyön tavoitteena on kuitenkin ollut löytää sellaisia vaikutusmekanismeja, jotka kohdistuisivat vain hyönteisiin, mutta eivät ihmisiin ja kotieläimiin. Koska keskeisimmät elintoiminnot ovat eri lajeilla periaatteessa melko samanlaisia, löytäminen ei ole ollut aivan helppoa. Ensimmäinen suuri lupaus näytti olevan DDT, joka on ihmiselle lähes myrkytön, koska se ei imeydy. Se todella olikin suuri edistysaskel ja sillä pystyttiin tehokkaasti vähentämään toisen maailmansodan aikana täiden levittämää pilkkukuumetta ja hyttysten levittämää malariaa. Keksinnön merkitystä osoittaa se, että Paul Müller sai siitä Nobelin palkinnon. Vähäisestä välittömästä myrkyllisyydestä seurasi kuitenkin aineen täysin holtiton käyttö. Se aiheutti erilaisia ekologisia haittoja alkaen lintujen kuolemista ja lisääntymishäiriöistä kalanpoikasten kuolemiseen hyönteisravinnon puutteeseen pienissä puroissa. Toisaalta DDT:stä luopuminen johti Yhdysvalloissa myrkytyskuolemien selvään lisääntymiseen, kun se korvattiin myrkyllisemmillä organofosfaateilla. Uudemmilla organofosfaateilla on saavutettu osittainen myrkyllisyysero hyönteisten ja nisäkkäiden välillä siihen perustuen, että esim. malationi ei ole itse myrkyllinen, vaan siitä hyönteisissä nopeasti muodostuva ja hitaasti hajoava malaoksoni. Ihmisessä ja muissa nisäkkäissä malaoksonia muodostuu malationista hitaasti, ja se hajoaa nopeasti, mikä vähentää aineen myrkyllisyyttä nisäkkäille ratkaisevasti. Myös uudemmat hyönteismyrkyt kuten pyretroidit ovat ihmisille melko myrkyttömiä

Organofosfaatit

Organofosfaattien myrkkyvaikutus perustuu siihen, että ne estävät hermostossa ja lihaksissa asetyylikoliiniesteraasi-entsyymiä, joka pilkkoo asetyylikoliinia. Tämä taas on hermoston välittäjäaine, jota vapautuu hermopäätteestä seuraavan hermosolun pinnalla oleville reseptoreille tai hermo-lihasliitoksessa oleville reseptoreille. Jos asetyylikoliini ei hajoa normaalisti, seuraa hermon tai lihaksen ylikiihottuminen, joka näkyy mm. kouristuksina, syljenerityksen lisääntymisenä ja monina keskushermoston ja autonomisen hermoston oireina. Suuret annokset aiheuttavat kuoleman hengityksen lamaantumisen, limanerityksen ja keuhkoputkien supistuksen aiheuttaman tukehtumisen seurauksena. Aineet imeytyvät helposti iholta ja myös hyönteisten kitiinikuoren läpi ja ne ovat siksi tehokkaita hyönteismyrkkyjä.
Organofosfaatit ovat tällä hetkellä Suomessa lähinnä ammattikäytössä. Eniten käytetään dimetoaattia, malationia ja organofosfaattien kanssa samoin vaikuttavaa karbamaattia metiokarbia.

Klooratut hyönteismyrkyt

DDT:n aiheuttaman suuren innostuksen vallitessa syntetisoitiin 1940-luvulta alkaen useita kloorattuja hyönteismyrkkyjä kuten metoksikloori, lindaani, klordaani, endriini, aldriini, dieldriini ja heptakloori. Lindaania lukuun ottamatta ne eivät koskaan yleistyneet Suomessa. Metoksikloori ja DDT ovat nisäkkäille varsin myrkyttömiä, mutta muut klooratut hyönteismyrkyt ovat varsin tai hyvin myrkyllisiä. Lisäksi ne kaikki ovat rasvaliukoisa ja hyvin pysyviä, minkä takia ne kertyvät ympäristön eliöissä ns. ravintopyramidin mukana. Ravinnon rasvojen mukana ne imeytyvät myös ihmiseen. Siksi niistä on 1970-luvulta alkaen pyritty eroon ja useimmat on kielletty (ks. jäljempänä). DDT on käytössä malarian torjunnassa eräissä trooppisissa maissa ja lindaani on rajoitetussa käytössä. Suomessa pitoisuudet ympäristössä ja ihmisissä ovat nykyään erittäin pieniä.

Pyretriinit ja pyretroidit

Pyretriinit ovat seos krysanteemisuvun kasveissa esiintyviä luonnon omia myrkkyjä. Niitä on käytetty vuosisatoja kasveista uutettuina hyönteismyrkkyinä, mutta niillä on kaksi ongelmaa. Pyretriinit ovat varsin herkistäviä aineita, ja siksi ne aiheuttavat allergisia reaktioita, ihottumia ja astmaa. Toiseksi ne hajoavat hyvin nopeasti auringonvalon vaikutuksesta. Siksi on pyritty kehittämään vähemmän allergisoivia ja luonnossa kestävämpiä aineita, joita ovat mm. permetriini, sypermetriini, deltametriini ja fenvaleraatti. Ihmisen ihon läpi aineet imeytyvät huonosti ja ne hajoavat elimistössä nopeasti, joten myrkyllisyys on vähäinen eivätkä ne ole kertyviä. Ne ovat varsin kalliita, jonka takia ammattikäyttö on vähäisempää ja niitä käytetään yleisemmin kotien ja harrastuspuutarhojen hyönteismyrkkyinä. Niitä käytetään myös loisten kuten täiden torjuntaan. Pyretriiniseos on sallittu myös luomuviljelyssä.

Nikotiini ja neonikotinoidit

Nikotiinia on aikaisemmin käytetty lähinnä kasvihuoneissa hyönteismyrkkynä, mutta se on erittäin hankala ja myrkyllinen käytössä suuren haihtuvuutensa ja lyhyen vaikutuksensa takia, ja se aiheuttaa helposti työntekijöiden myrkytyksiä. Siksi käyttö on teollisuusmaissa jokseenkin loppunut. Kemiallisesti syntetisoituja johdoksia on pyritty kehittämään 1970-luvulta alkaen tavoitteena vähäisempi myrkyllisyys ihmisille ja pidempi vaikutusaika. Näitä neonikotinoideja ovat mm. imidaklopridi, nitenpyraami ja asetamipridi. Niitä käytetään mm. rypsin siemenien peittaamiseen, niin että hyönteiset eivät syö kasveja heti niiden taimien noustua maan pinnalle. Niiden myrkyllisyyttä ihmiselle pidetään vähäisenä, ja esim. itsemurhayritysten kuolleisuus on vähäinen. Viime aikoina niiden on väitetty aiheuttaneen mehiläiskuolemia, ja joissakin olosuhteissa haittoja on osoitettu mm. kimalaisilla. Mehiläisten viime vuosien huonon menestyksen osalta neonikotinoidien osuutta ei ole toistaiseksi pystytty näyttämään toteen. Laajempi kysymys on kuitenkin se, tehdäänkö sama virhe kuin DDT:n kohdalla, eli aineita käytetään holtittomasti, jolloin haitat tulevat suuremmiksi kuin hyödyt.

Rotenoidit

Suomessa vähän tunnettu luonnosta saatava myrkkyryhmä on rotenoidit, joita saadaan Derris elliptica -kasvista ja sen sukulaiskasveista. Rotenoideja on käytetty paitsi hyönteismyrkkyinä, myös mm. kalastukseen pienissä lammissa, koska ne ovat kaloille hyvin myrkyllisiä ja halvaantuneet kalat voidaan poimia veden pinnalta.