研究揭示了新烟碱类杀虫剂暴露与大黄蜂衰退之间的新联系

一项新的研究表明，即使是小剂量广泛使用的新烟碱类杀虫剂每天食用也会降低雌性和雄性蜜蜂的存活率，这增加了越来越多的证据表明杀虫剂的使用可能导致北美许多大黄蜂物种的减少。这对野生种群的生存至关重要。该研究还发现，接触这些化学物质会改变调节生物功能的基因表达，如运动，繁殖，免疫，学习和记忆，这表明新烟碱类物质可能对野生大黄蜂种群的活力产生比以前认为更大的负面影响。

研究“一种尺寸并不适合所有人：大黄蜂(Bombus impatiens)对慢性口服新烟碱类药物暴露的反应中的种姓和性别差异”，作者：伍斯特理工学院(WPI)生物学和生物技术助理教授Robert J. Gegear，和Melissa Mobley一起从事博士研究。WPI的候选人(她于2017年5月获得学位)，发表在开放获取期刊PLOS ONE上。这是第一项研究如何口服暴露于现场实际剂量的新烟碱类药物对女王的影响在个人层面上的，男性和工蜂。由于每种类型的蜜蜂都对野生种群的稳定性做出了独立但至关重要的贡献，因此了解每种蜜蜂对新烟碱类的反应如何有助于建立能够更好地保护本地蜜蜂和其他传粉媒介的农业实践和法规，并保护它们在维持生态系统功能和生物多样性，Gegear说。

“北美大约有4,000种蜜蜂，”他指出，“许多蜜蜂正在快速衰退。例如，马萨诸塞州历史上存在的10 种大黄蜂物种中的两种现在已经消失了，还有一些在同一种情况下流行当我们的大黄蜂和其他本地传粉媒介消失时，我们的本土开花植物和用它们作为食物，住所和筑巢地点的动物也将消失。

“我们需要了解导致野生蜜蜂数量减少的所有因素，但有证据表明农业和城市地区的新烟碱类化合物越来越多。因为新烟碱类很容易从土壤中转移到这些地区生长的野花的花蜜和花粉中。并且可以长期存在于环境中，它们在其年生命周期的每个阶段都会对野生大黄蜂构成潜在的危害。“

Gegear表示，之前关于新烟碱类对大黄蜂的影响的研究主要集中在它们如何影响殖民地的日常成功。“当你担心作物授粉时，关注殖民地阶段是有道理的，”他说，“但并未提供生态环境中新烟碱类效应的综合观点，因为它忽略了对动力学的动态有直接影响的其他生命阶段。野生种群。“

例如，他说，关注殖民地的重点是工蜂的生存，这占了殖民地阶段的大多数人口。但重要的生命周期阶段发生在殖民地之外，只涉及女王和雄性，它们负责交配，越冬，并在春季建立新的殖民地。出于这个原因，Gegear和Mobley选择使用基于个体的分析来测量和比较现场实际剂量的新烟碱类药物在女王，男性和工人中的慢性口服毒性作用。

他们发现，虽然接触杀虫剂可以在七天内降低女王和雄性的存活率(大部分男性比王后服用)，但对于相同剂量的工人的生存率几乎没有影响。Gegear说工人可能比男性和女王更有能力解毒化学品。事实上，由于工人生产的蜂蜜可以喂养其他蜜蜂，因此他们对杀虫剂进行解毒的能力可以保护女王和男性在蜂巢中不被暴露。然而，当雄性和蚁后在循环结束时离开群体时，它们需要找到食物以准备交配和越冬，因此可以在访问受污染的野花时直接暴露于农药。

为了更好地了解新烟碱类在分子水平上如何影响大黄蜂，Gegear和Mobley随后给工人和雄性亚致死剂量的噻虫胺喂食并使用RNA测序来确定化学物质如何影响被认为参与解毒和其他主要生物的基因的表达。流程。他们发现即使在超低剂量下，新烟碱类也会对调节大黄蜂重要生理和行为过程的基因产生深远影响，这一发现与生物体水平上不断增长的研究结果一致。

Gegear说，这项研究结果首次显示，在正常环境水平下暴露于新烟碱类杀虫剂有可能在每个生命阶段对野生大黄蜂产生负面影响，从而加速人口下降。“不仅新烟碱类药物有可能减少在周期开始时建立巢穴的蚁后数量以及在周期结束时可以交配的雄性和蚁后的数量，我们的工作表明它们也有可能减少男性产生精子的能力，女王获取花卉资源的能力，以及女王和雄性抵抗感染的能力，所有这些都会影响人口的稳定性。“

他说，该研究还强调了扩大农药对大黄蜂影响的研究的重要性，包括现场实际暴露对所有类型蜜蜂和生命周期各个阶段的影响。“例如，”他说，“大多数关于新烟碱类药物的监管决定是基于管理蜜蜂工人的急性毒性水平。我们已经证明，这种方法错过了可以显着影响野生蜜蜂生存的关键影响，并且通过扩展，许多自然生态系统的长期生存能力。“