
科学家们揭示了暴露于常用农药的熊蜂体内发生的分子变化,这为作物保护措施与授粉昆虫健康之间的潜在联系提供了新的证据。
我们日常食用的每一种水果、蔬菜或谷物,都可能离不开蜜蜂的辛勤劳动。授粉昆虫是全球许多粮食作物繁殖的关键,是现代农业的基石。然而,用于保护农作物的工具,有时也会将这些不可或缺的昆虫置于危险之中。
近年来,一种名为磺胺氟虫净(sulfoxaflor)的农药引起了研究人员越来越多的关注。这种化学物质于2013年引入市场,被广泛用于防治玉米和大豆等作物上的刺吸式害虫,如蚜虫。尽管它对农业害虫具有高效性,但研究表明它对蜜蜂也具有毒性。研究人员仍在深入探究低剂量磺胺氟虫净暴露如何从分子层面影响蜜蜂的繁殖。
佐治亚理工学院的科学家们发现,磺胺氟虫净能够干扰熊蜂的繁殖并改变其基因活性。在美国农业部的资助下,研究人员将工蜂暴露于低剂量的该农药中,并检测了其基因表达的变化。
研究结果显示,卵巢组织中基因活性的变化最为显著。研究人员指出,这些分子层面的干扰可能导致繁殖成功率下降,并可能对熊蜂种群的长期衰退造成影响。
为了探究这些效应,研究团队快速冷冻了蜜蜂组织,并分析了RNA,以测量农药暴露后基因活性的变化。他们还利用计算模型来确定哪些生物学过程受到的影响最强烈。
“这项研究令人兴奋之处在于,它将基因表达的分子变化与蜜蜂个体及其蜂群的实际后果联系起来,”生物科学学院教授Michael Goodisman表示。“这种联系是罕见的,它为我们提供了农药如何影响蜜蜂的更清晰图景。”
这些发现凸显了农业面临的一个重大挑战。
“我们需要农药来控制作物害虫,但它们也可能伤害像熊蜂这样重要的非目标昆虫,”该研究的负责人、佐治亚理工学院的博士后研究员(现为坦帕大学助理教授)Sarah Orr说道。“作为一名科学家,我的目标是找到实用的解决方案,既能支持病虫害管理,又能保护有益昆虫以及依赖它们的食物系统。”
维持这种平衡尤为重要,因为健康的蜜蜂种群对于授粉至关重要。
“我们需要大量的蜜蜂才能成功授粉,”Orr说。“如果它们的后代数量不足,授粉就会减少。”
农药只是影响熊蜂的诸多压力之一。气温升高和极端高温事件也日益成为重要的压力源。通过深入了解磺胺氟虫净等化学物质如何影响蜜蜂生物学,研究人员希望帮助农民同时保障作物产量和支持它们的授粉昆虫。