随便从地球上抓一只工蜂，看看它的肠道，你很可能会发现只有九种细菌。
这种微生物组合在全球范围内惊人地一致——跨物种包括社会性熊蜂——这表明这些细菌在蜜蜂的生存中起着某种基本作用。本周早些时候发表在《自然生态与进化》杂志上的研究可能部分解释了原因：拥有健康的微生物伙伴的蜜蜂长大后，会比肠道无菌的蜜蜂拥有更复杂的社交关系，甚至不同的脑部化学物质。
肠道菌群——生活在我们体内的细菌、真菌和其他微生物群落——在许多动物身上扮演着巨大但神秘的角色。它甚至可能影响人类认知。“从进化的角度来看，肠道-大脑轴非常有趣，因为当第一个神经系统进化时，肠道共生菌可能就已经存在了，”该论文的首席作者、瑞士洛桑大学的进化生物学家Joanito Liberti说。有一些迹象表明微生物可能会影响我们的行为——但与蜜蜂不同的是，我们体内有数百种生物，很难将原因与结果一一对应。
在这项研究中，肠道细菌的作用非常明显。“[这一发现]确实表明肠道微生物对蜂群的功能至关重要，”Liberti说。这些肠道细菌的关键作用也可能有助于解释蜜蜂对人类威胁的脆弱性——尤其是农业化学品。
蜜蜂特别适合进行微生物实验，因为它们不像人类婴儿那样出生时就是无菌的。蜜蜂只会在成年并开始与其他蜂群成员互动时才会获得微生物组合。研究人员通过从蜂群中取出几天大的幼虫并在无菌条件下孵化，可以培养出没有抗生素的“白板”蜜蜂。其中一半的蜜蜂，研究团队重新引入了实验室微生物库中的细菌。另一半则在无菌环境中长大。
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至少在为期 10 天的研究期间，这些无菌蜜蜂没有表现出明显的痛苦迹象，比如飞行困难或死亡。它们只是不像有微生物的同伴那样进行社交。它们与其他蜜蜂“头碰头”的几率要小得多——在蜜蜂的语境中，这意味着交换食物或信息。“它们与群体其他成员的互动也更加随机、更加平均，”Liberti说。“看来肠道微生物让这些蜜蜂建立了‘友谊’。”
听起来有平等主义的蜜蜂似乎是好事，但Liberti说，一个拥有大量专业化关系的蜂群实际上更能应对复杂的世界。“不是每个人都在做所有事情，”他说。“如果你在照顾幼虫，你就不关心采食者是否找到了食物——你想要关于幼虫的信息。”
当研究团队观察蜜蜂内部时，他们发现甚至 DNA 功能也存在差异。在测量的 60 种不同的蜂脑化学物质中，无菌种群的含量有三分之一较低。在细菌蜜蜂中更常见的四种特定氨基酸，专门参与神经传递或脑部燃料供应。在脑组织本身，与记忆、视觉、嗅觉和味觉相关的基因都受到了影响——基本上，微生物群干扰了将这些基因翻译成化学物质的复制机制。
“也许微生物群对蜜蜂的生存没有直接影响，”Liberti说。“但如果它们的大脑功能不佳，那么它们在储存收集到的食物、生产所需的蜂蜜方面效率就会降低，这最终会影响整个蜂群的生存。”
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这可能有助于解释为什么野生和家养蜜蜂种群承受着巨大的压力。在过去十年中，研究表明高剂量的常见除草剂会破坏蜜蜂的微生物群。这种除草剂可能影响学习和感官技能，而不会直接杀死蜜蜂。
Liberti说，虽然一些农业暴露可能通过微生物群间接改变昆虫，但它们也可能根据剂量产生直接影响。他今年早些时候合著的研究发现，长期、低剂量的农药和除草剂暴露——这可能更接近真实世界的剂量——会扰乱蜜蜂的新陈代谢，而不会改变它们的微生物群。科学家们已经证明，许多常见的杀虫剂、除草剂、杀菌剂甚至抗生素都可以直接毒害蜜蜂。
也许微生物群是我们无意中破坏的蜜蜂生物学的另一个基本特征。
