实地考察: 农药对蜂群衰退的影响研究转向田野

随着对单个昆虫的实验室研究被田野蜂巢研究取代,科学家们对毒素在全球蜂群衰退中的作用有了更深入的了解

蜜蜂的大脑几乎比不上狗胡须的尖端,但你可以像巴甫洛夫训练他的小狗听到晚餐铃声就流口水一样训练蜜蜂。你可以用糖溶液作为奖励,教会这种昆虫伸出它的小口器来回应不同的气味。

然而,几项针对单个工蜂的巴甫洛夫实验室研究发现,那些被喂食少量农药(尤其是新烟碱类农药)的蜜蜂,学习哪些气味能带来甜蜜奖励的速度不如未接触农药的同类。然而,直到最近,这些和其他实验室研究对于整个蜂群的健康意味着什么尚不清楚,因为蜂群可能具有减轻特定蜂巢成员问题总体影响的策略。“仅仅因为你在实验室里看到蜜蜂受到影响,被绑在实验室的仪器上,[并不意味着你知道] 这如何转化为田野里的蜂群?”俄亥俄州立大学研究农药对蜜蜂影响的昆虫学家里德·约翰逊说。

为了探究蜂群问题,关于新烟碱类农药和其他农药的学术研究正从实验室研究转向户外研究——既考察对整个蜜蜂或熊蜂蜂巢的影响,也考察对在作物附近筑巢的独居蜂的影响。这些研究可能有助于确定农药在多大程度上以及如何导致蜜蜂蜂巢加速死亡。它们还试图回答农药是否正在危害对农业重要的其他蜜蜂物种


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自2006年以来,美国养蜂人报告说,平均每年冬季过后他们会损失30%的蜂巢。在此之前,养蜂人通常在冬季过后损失5%或10%的蜂巢。养蜂人报告蜂巢死亡的直接原因似乎很普通——冬季饥饿、螨虫等害虫以及蜂王过早死亡等蜂王问题——但研究人员正试图了解为什么这些看似正常的问题现在以异常高的速度发生。农药可能是一个答案。

到目前为止,养蜂人已经通过繁殖来替换损失的蜂巢,但专家们担心,未来蜜蜂将无法维持如此高的替换率。蜂群数量可能会下降到美国农业为美国的坚果、水果、蔬菜甚至牲畜饲料授粉所需水平以下。

我们知道什么?
昆虫学家反复引用的田野研究包括一些研究,这些研究发现不同的新烟碱类农药减少了返回蜂巢的蜜蜂采集者的数量,并减少了熊蜂蜂群的种群增长和蜂王产卵量。另一项研究发现,新烟碱类农药吡虫啉与另一种流行的非新烟碱类农药λ-氯氟氰菊酯联合使用时,会增加熊蜂蜂巢衰竭的可能性。“我确实认为,新烟碱类农药明显会干扰蜜蜂有效觅食的能力,”英国苏塞克斯大学的熊蜂研究员、上述熊蜂种群增长研究的作者大卫·古尔森说。“对于熊蜂来说,证据是压倒性的。”

另一方面,关于新烟碱类农药对蜜蜂影响的证据不太令人信服。蜜蜂蜂巢比熊蜂蜂巢大,可能更能补偿受损个体。“可能很难证明新烟碱类农药对蜜蜂的影响,”伦敦大学皇家霍洛威学院的昆虫学家奈杰尔·雷恩说,他进行了熊蜂田野研究,表明经过处理的蜂巢更容易衰竭。

除了新烟碱类农药外,研究小组已经开始发现其他农药也会影响其他蜜蜂物种的学习能力和种群数量。在2013年8月在宾夕法尼亚州立大学举行的国际授粉生物学、健康和政策会议上,一项研究发现,在研究人员喷洒了异菌脲、吡唑醚菌酯和啶酰菌胺等杀菌剂的户外田地觅食后,蓝色果园蜂和苜蓿切叶蜂很难找到自己的巢穴。(研究人员用边长六米的密集网格立方体覆盖田地,以防止蜜蜂在其他地方觅食。)另一项研究发现,与农药处理较少的果园相比,任何类型的农药处理较重的苹果园的野生蜜蜂访客数量都减少了好几倍。

将研究应用于法规
所有这些研究对于有关农药使用的法律意味着什么?是否有任何监管机构正在使用这些研究作为改变蜜蜂在现实世界中接触农药数量的依据?

在欧盟,官员们已将大学的研究以及他们自己的审查作为对三种新烟碱类农药——噻虫胺、吡虫啉和噻嗪酮的多种用途实施为期两年暂停的基础。这项禁令是有争议的,即使在研究人员中也是如此。目前尚不清楚其命运如何,因为新烟碱类农药制造商拜耳作物科学公司和先正达作物保护公司已对该禁令提起诉讼,称没有足够的证据证明监管变更的合理性。

美国环境保护署主要依靠其自己的六年研究计划来制定监管决策,该机构发言人凯瑟琳·米尔伯恩在一封电子邮件中写道。该机构正在审查六种新烟碱类农药:除了噻虫胺、吡虫啉和噻嗪酮外,还在研究啶虫脒、呋虫胺和噻虫啉。审查是旨在定期重新审查美国批准使用的所有农药中的活性成分的计划的一部分。该机构预计在2019年完成其工作。需要几年的时间是为了让农药公司有机会获取美国环保署要求的数据。

米尔伯恩表示,美国环保署也考虑大学研究人员的研究,但此类研究的设计通常不符合该机构解决法规法律不确定性的特定需求。“我们认为,目前正在进行的应环保署要求的研究对于我们的监管目的最为重要,因为它们旨在回答我们目前存在的特定不确定性,并完全符合联邦法律法规,”她在电子邮件中写道。

当被问及最近的研究如何不能满足要求时,该机构拒绝以这种方式审查其他人的工作。相反,米尔伯恩和其他官员指出了一项2012年的提案,该提案描述了一种监管机构确定农药对蜜蜂风险的方法,其详细程度超过了美国环保署之前批准农药时要求的程度。

研究的下一步是什么?
从事田野研究的昆虫学家有他们自己的计划来推进他们的研究。熊蜂研究员雷恩正在为英国进行进一步的研究,包括调查,以更好地确定蜜蜂在户外生活时在其身体上沾染或在花粉和蜂蜜中吃进多少农药。美国农业部 (USDA) 研究员德里克·阿茨曾参与网笼田野研究,他计划在露天田野进行一项研究。这将让他看到他研究的两种独居蜂物种是否会简单地放弃靠近用杀菌剂处理的作物的筑巢地点,这是一种疑似的应对策略。

然而,最终,可能无法完美地回答科学家和监管机构关于农药对蜜蜂影响的所有问题。“那里有成千上万种化学物质,”俄亥俄州立大学的约翰逊说。“如果要对所有这些化学物质都要求进行田野研究,地球上是否有足够的土地面积来进行所有这些研究?”为了解决这个问题,美国环保署和美国农业部正在开发数学模型,以测试农药、蜜蜂物种和作物的每一种可能的组合。

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