


十多年来,世界各地的数百万蜜蜂神秘死亡。本周,科学家们可能找到了另一个线索——将广受欢迎的除草剂“农达”与蜜蜂肠道微生物群落的问题联系起来。
此前的研究已将蜜蜂的困境与常见杀虫剂、害虫和病原体以及全球气候变化联系起来。根据本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究,作为“农达”活性成分的草甘膦,可能通过扰乱蜜蜂肠道内健康细菌的平衡,使其更容易受到疾病的侵害。
“导致蜂群崩溃症候群的蜜蜂死亡有很多因素,我们想知道到底是什么原因造成的,”埃里克·莫塔(Erick Motta)说,他是德克萨斯大学奥斯汀分校的研究生,也是这项新研究的作者之一。
草甘膦实际上并不会直接杀死蜜蜂。“农达”是一种除草剂而非杀虫剂,这意味着它专门用于杀死植物,而不是动物或昆虫。它主要用于清除花园、院落和农田中的杂草和其他不需要的植物——许多转基因作物(GM-crops)经过基因改造,能够耐受草甘膦和其他农用化学品的喷洒,从而允许农民更随意地使用“农达”。该产品通过抑制所有植物和某些微生物中一种特定酶的活性来起作用。
但就像人类一样,蜜蜂的消化道中也生活着一个细菌群落,称为微生物群落。其中一些微生物含有草甘膦靶向的酶。
为了研究“农达”对蜜蜂微生物群落的影响,莫塔从德克萨斯大学校园的蜂箱中收集了2000只蜜蜂,并喂给它们低剂量或高剂量的草甘膦,或者不含草甘膦的糖浆。两种剂量的草甘膦都近似于通常喷洒在院子、农田和路边的量。然后,莫塔将蜜蜂放回蜂箱,并在三天后从每组中抽取15只进行采样。
在采样蜜蜂中,一些肠道细菌,如 Gilliamella apicola,数量实际上有所增加。另一些,如 Snodgrassella alvi,则有所减少。两组暴露于草甘膦的蜜蜂的总细菌数量都下降了,但只有低剂量组的变化具有统计学意义。莫塔不确定原因,但一种可能性是他的采样方法没有考虑到死亡或离开蜂箱的蜜蜂。此前的研究表明,草甘膦会干扰蜜蜂的导航能力,因此高剂量组的蜜蜂可能根本没有回到蜂箱进行检测。
草甘膦似乎比其他微生物更能影响 Snodgrassella alvi,这是蜜蜂和熊蜂肠道中的一种优势细菌。莫塔说,这种细菌有助于调节免疫反应。虽然研究人员不确定这种微生物具体是如何做到的,但有可能该物种在蜜蜂小肠内形成的生物膜会物理性地阻挡病原体。
接下来,科学家们想看看这种细菌变化是否会对蜜蜂的免疫反应产生任何影响。这次,莫塔选择了尚未形成正常细菌群落的年轻工蜂。他给一组蜜蜂喂食了草甘膦,然后让所有蜜蜂暴露于一种机会性捕食它们同类的病原体。
一周后,同时暴露于草甘膦和病原体的蜜蜂比仅暴露于病原体的蜜蜂死亡的更多。“拥有正常微生物群落的蜜蜂能更好地应对”这种疾病,莫塔说。
“这可能至少在一定程度上解释了为什么允许转基因作物的国家的蜂群越来越弱,并且在季节末的生存几率越来越低,”沃尔特·法里纳(Walter Farina)在给《大众科学》的电子邮件中写道。法里纳是布宜诺斯艾利斯大学研究蜜蜂交流的生物科学家,他没有参与这项德州大学奥斯汀分校的研究。
孟山都公司(Monsanto)是“农达”的生产商和销售商(也是设计用于抵抗其作用的转基因种子的生产商),该公司坚称其研究未发现草甘膦对蜜蜂有害的证据。该公司在一份发给《大众科学》的电子邮件声明中表示:“关于草甘膦对蜜蜂有负面影响的说法根本不属实。40多年来,大量独立的科学证据表明,它对人类、动物和环境总体上没有不合理的风险。”
约克大学(York University)研究蜜蜂和基因组学的生物学家阿姆罗·扎耶德(Amro Zayed)表示,蜜蜂微生物群落是一个新兴的研究领域,他没有参与这项新研究。“作者们清楚地表明,[草甘膦]不会直接影响蜜蜂的生物学,”他说,“但它确实影响了生活在蜜蜂肠道中、消化营养并抵抗感染的细菌群落。”