蜜蜂蛰刺会引起疼痛是有原因的：这个物种知道如何战斗。但事实证明，这些黑黄色的传粉者本身非常脆弱，尤其容易受到新烟碱类杀虫剂的影响，这种杀虫剂通常用于抵御啃食农作物的害虫。本周发表在《科学》杂志上的两项新研究通过对多个地点的蜜蜂大型种群进行为期数月的研究，解决了这个问题。研究结果为新烟碱类杀虫剂损害蜜蜂种群的说法增加了重要的分量。
“我希望我的研究能够消除这场辩论，”多伦多约克大学研究社会性昆虫的昆虫学家、其中一份新报告的合著者阿姆罗·扎耶德说。即使蜜蜂不是新烟碱类杀虫剂的预期目标，任何迹象表明这种适应力强的昆虫正在遭受这种化学物质的侵害，也意味着适应能力较差的物种可能也会遇到麻烦。这种杀虫剂旨在根除咀嚼或吸食谷物作物的昆虫——这就是为什么这些物质覆盖了美国几乎所有的玉米种子和50%的大豆种子的原因。“很难，如果不是不可能的话，找到没有用新烟碱类杀虫剂处理过的玉米，”同样在约克的生态学家希拉·科拉说，她与这项研究无关。
以往关于蜜蜂与杀虫剂关系的大多数研究只包括在实验室环境中向小型种群喂食化学物质，或在自然环境中观察几周的少量种群。扎耶德说，这种独立的研究没有收集到足够证据来了解蜜蜂行为的真实本质。科拉同意这一点，这也是她赞扬约克大学研究的样本量和研究时间的原因。
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在他们的实验中，扎耶德和他的同事将55个蜂群分为五组，分别放在靠近玉米田的蜂场和六组远离农作物、觅食范围与农作物无关的蜂场。从2014年5月初到9月，研究人员每隔几周只进行一次干预，从蜂巢中收集花粉和花蜜样本。
对样本的化学分析显示，在新发现的所有杀虫剂中，新烟碱类杀虫剂是花蜜样本中最具威胁性的化合物。其中一种新烟碱类杀虫剂，噻虫啉，含量最为丰富。至于它如何进入样本，研究人员计算得出，在蜂巢中发现的所有新烟碱类杀虫剂中，只有不到2%来自玉米和大豆。绝大多数来自扎耶德所说的“对蜜蜂友好的”花朵——如一枝黄花、柳树和三叶草——它们通常生长在农田的周边。事实上，蜜蜂在种子种植前和种植后很久都在从邻近植物中采集含有噻虫啉的花粉，这意味着这种化学物质在种植季节之外的周围地区长期存在并造成污染。
第二项研究由德国、匈牙利和英国的几个机构领导，他们也在受杀虫剂污染的农业环境中饲养蜜蜂。“这实际上是农民正常所做的，这就是为什么它很重要，”英格兰生态与水文中心的理查德·肖在新闻发布会上说。他们将33个蜂群留在试验区，这些试验区要么让蜂群暴露在新烟碱类处理过的油菜籽植物中，要么暴露在未使用杀虫剂处理的农作物中。研究小组评估了两次蜜蜂种群的生存情况——一次是在作物开花时，一次是在冬季之后。噻虫啉也对这些蜜蜂造成了严重打击。在冬季，25%的匈牙利蜜蜂和几乎所有的英国蜜蜂都死亡了。在新烟碱类杀虫剂在作物开花期间也对这些蜜蜂种群造成了损害。另一方面，德国的蜜蜂不仅安然度过了冬天，而且尽管在油菜籽植物开花季节存在新烟碱类杀虫剂，它们的种群数量也有所增加。尽管研究人员不确定德国蜜蜂表现如此出色的原因，但他们指出，该种群消耗的油菜籽花粉也比其他国家的蜜蜂少三分之一。
欧洲的研究在田间试验中停止了，但扎耶德和他的团队更进一步。该小组给选定的蜜蜂喂食了含有噻虫啉的花粉，其含量与在自然环境中发现的含量相似，并将追踪设备贴在受污染的昆虫背上。“我们不必对涉及的化学物质进行猜测，”扎耶德说。“我们基本上观察了玉米中的真实蜂群所接触的情况，并在我们的实验中对此进行了镜像。”
这种不做猜测的做法带来了精确的结果。食用受污染花粉的昆虫的寿命比未处理的昆虫短23%。它们在觅食旅程上也花费了长达45分钟的时间，这表明蜜蜂难以记住家的位置。经过处理的蜜蜂在识别和清除蜂巢中患病的个体方面也表现更差，这是维持蜂巢整体健康所必需的任务。扎耶德解释说，最终的结果是种群在数周内缓慢下降。
扎耶德和他的团队观察到的许多现象已被其他研究人员记录在案。克里斯蒂安·克鲁普克就是其中之一。作为普渡大学的一名昆虫学家，克鲁普克去年发表了关于邻近作物植物中出现新烟碱类杀虫剂的研究。* 随着证据的积累，克鲁普克说，下一个问题是，我们能做些什么？他说，“目前的答案是，我们做不了多少。”
欧盟在2013年禁止在某些植物上使用新烟碱类杀虫剂；美国环境保护署刚刚启动对这些化合物危害性的调查，其结果要到2018年才会公布。马里兰州是美国第一个宣布禁止这些化学物质的州，该禁令将于明年生效，尽管农民可以豁免。然而，农民可能并不像他们想象的那样需要这种杀虫剂。宾夕法尼亚州立大学的昆虫学家约翰·图克与他的研究生一起发表了关于美国农业中新烟碱类杀虫剂普遍性的研究，他估计只有10%的田地需要这些化学物质。“我们已经对未处理的田地进行了侦察，以寻找它们旨在防御的害虫，”他说，“我们很难找到它们。”
然而，扎耶德承认，蜜蜂不是研究杀虫剂对一般昆虫影响的最佳物种。“蜜蜂群是自然选择的奇迹，”他说，它通常会增加蜂巢活动以应对环境压力。克鲁普克同意这一点，他说这种内在的适应能力可能解释了为什么欧洲的研究表明，德国蜜蜂种群在接触有毒化学物质后激增。同一项研究还考察了其他蜜蜂物种如何应对杀虫剂，并看到了不同的种群反应。在美国，许多这些适应能力较差的蜜蜂物种在最终含有新烟碱类杀虫剂的周围植物中茁壮成长。这表明更脆弱的昆虫物种也可能正在遭受接触这些化学物质的影响。“这可能是这篇论文中最糟糕的消息，”科拉说。
尽管扎耶德抱有希望，但关于新烟碱类杀虫剂的辩论可能会继续下去。克鲁普克解释说，在科学中达成完全共识几乎是不可能的，而且这不一定是加拿大和欧洲研究的重点。但克鲁普克仍然表示，假设杀虫剂不会对除目标害虫以外的任何动物造成伤害，“在进行这样的研究后，越来越难以做出这样的假设了。”