今日Nature：「辛勤的園丁」正在被殺害蟲劑危害

圖片來源：vecteezy.com

撰文 徐文慧

編輯魏瀟

近日，孟山都被美國法院判定其除草劑「Roundup」所含草甘膦「致癌」，需要向一名園丁賠付 2.9 億美元；而孟山都方面卻堅稱他們的除草劑是安全的。除草劑是否真的是那位園丁的癌症元兇，兩方各執一詞，而曾被廣泛使用的新煙鹼類（neonicotinoids）殺蟲劑，卻威脅到被我們親切地稱為「辛勤的園丁」的蜜蜂。

現在的農業生產離不開對殺蟲劑的依賴，在控制害蟲帶來的作物損害的同時，也有傷害益蟲的可能性，例如削弱它們控制害蟲和為作物授粉的能力。英國生態學家 Adam Vanbergen 的研究曾指出，殺蟲劑使用的增加，是導致作為傳粉媒介的昆蟲數量，在全球範圍衰退的幾個主要因素之一。

當傳粉者昆蟲或它們的幼蟲以花粉和花蜜為食時，都會接觸到少量的殺蟲劑，新煙鹼類殺蟲劑不會即刻殺死蜜蜂，但卻具有亞致死效應，即削弱蜜蜂的一系列行為，如技能學習和覓食，影響它們的築巢成功率、集體發育和繁殖能力。因此世界上一些地區引入了對新煙鹼類物質使用的實質性限制，這也引發了新煙鹼類替代殺蟲劑的使用浪潮。今日（8 月 16 日）凌晨Nature上線的一篇最新研究中，Harry Siviter 等人報道了一種潛在的新煙鹼類替代物，即亞碸亞胺（sulfoximine）類殺蟲劑「氟啶蟲胺腈」（sulfoxaflor），也會傷害這些重要的傳粉媒介。

先發制人保護益蟲

與新煙鹼類似，基於亞碸亞胺的殺蟲劑 sulfoxaflor 會被植株吸收並遍布全身，這種殺蟲劑作為新煙鹼類的替代物，已被廣泛批准使用。出於對益蟲的保護，Siviter 及其同事開始評估 sulfoxaflor 對農業重要傳粉媒介熊蜂（Bombus terrestris）的亞致死效應（sublethal effects）。這種大黃蜂在野外很常見，在商業上也用於作物授粉。

圖片來源：genehanson.com

作者使用的是野生蜂群，而不是更方便的商業飼養蜂群，使得研究具有更強的生態現實性。

332 只野生蜂王被收集進行寄生蟲評估，其中 249 只未感染的個體在實驗室中開始繁殖蜂群。52 只蜂王成功地發育形成了蜂群，給試驗提供了可觀的樣本量。

Siviter 及其同事隨機地選擇個頭數量相當的蜂群，分別作為對照組和殺蟲劑組：對照組只餵食糖水，殺蟲劑組卑微時含十億分之五 sulfoxaflor 的糖水（這個濃度是在噴洒 sulfoxaflor 的作物的花蜜中發現的）。被自由餵養兩周後移到室外，以便監測它們的行為和野外條件下的蜂群發展。

扼殺新蜂王

蜂群被移至野外僅兩三周的時間裡，研究人員就發現：sulfoxaflor 的使用對蜂群生長率有著一致的顯著影響。

與對照組相比，接觸了 sulfoxaflor 的蜂群繁殖出的雌性工蜂更少，後代中具有繁殖能力的個體也減少了 54％。這種實質性的差異主要源於產生的雄性總數的減少。此外研究者們還有一項重要發現：新產生的 36 只蜂王全部來自 3 個對照組蜂群。

對照組新生蜂王的巨大差異並不是意料之外的，但殺蟲劑組所有的蜂群都沒能繁殖出蜂王，這一點令人擔憂，因為蜂王是次年新蜂群發展的必要條件。

研究中觀察到的蜂群生長和繁育受到 sulfoxaflor 的影響，類似於新煙鹼類殺蟲劑研究中的結果，畢竟這兩種殺蟲劑的作用原理，是通過與相同的神經遞質受體結合。但是，使用新煙鹼類殺蟲劑環境下的蜂群，所受影響似乎是由於花粉覓食受阻，導致幼蟲的營養有限。該研究中作者沒有發現 sulfoxaflor 的使用導致覓食性能顯著下降的證據。

不可否認的是，蜂群生長率下降的時間表明：早期的慢性亞致死應激，導致蜂群繁殖的大幅減少。

餵食糖水可靠嗎？

殺蟲劑的影響當然也依賴於昆蟲以何種方式接觸到殺蟲劑，這與使用時是通過噴洒、土壤灌溉還是種子處理相關。噴霧可導致相對高水平的持續接觸；種子處理可導致通過花蜜和花粉中的殘留物進行低水平、慢性的接觸。

圖片來源：Nigel Raine

該研究的餵食糖水，即模擬了大黃蜂在噴洒殺蟲劑後從作物花中攝取花蜜，這也是目前殺蟲劑的最常見使用方式。

餵食糖水的模擬，遺漏了大黃蜂與植物組織接觸或食用作物花粉的情況，這些也會讓大黃蜂接觸到 sulfoxaflor；另一方面，大黃蜂也不會只在噴洒了殺蟲劑的作物上覓食。如果將 sulfoxaflor 用作土壤灌溉或種子處理（這兩種使用方式的趨勢正在見長），大黃蜂接觸殺蟲劑的原因可能會有所不同。

作物花蜜和花粉中的 sulfoxaflor 濃度的數據也需要進一步充實，以準確評估使用 sulfoxaflor 的影響。

儘管如此，Siviter 他們的努力，讓 sulfoxaflor 對大黃蜂的影響研究邁出了寶貴的第一步。未來的討論必須超越新煙鹼類和亞碸亞胺類殺蟲劑的比較範疇，因為其他類型的內吸性殺蟲劑（如丁烯酸內酯和氨茴酸二醯胺）也在農業上廣泛使用。確定哪些類別殺蟲劑對授粉益蟲的潛在風險最小，是現階段至關重要的目標。

考慮到 20,000 種活體蜂種之間，生理、行為和生態存在顯著差異，這些差異，特別是物種的群體社會性質，可能會影響它們對殺蟲劑的敏感性。例如，相對於擁有大量工蜂的蜂群，低濃度的殺蟲劑使用可能對單獨行動的蜜蜂產生更大的影響。

論文鏈接：

參考文獻：

1. Vanbergen, A. J. & the Insect Pollinators Initiative. Front. Ecol. Environ. 11, 251–259 (2013).

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