《Science》:常见的杂草杀手,却会伤害蜜蜂

草甘膦是世界上使用最广泛的除草剂,长期以来被吹捧为对动物无害,现有研究表明草甘膦可能会对蜜蜂造成伤害。这种化学物质似乎破坏了蜜蜂消化系统中的微生物群落,使它们更容易受到感染。这一发现为世界部分蜜蜂以及其它群居的传粉者(如大黄蜂)的惊人衰退提出了另一个潜在原因。

 

大黄蜂

“这是非常关键的,我很惊讶。”Fred Gould说,他是北卡罗来纳州立大学的一名昆虫学家,他没有参与这项工作。这项研究挑战了动物对草甘膦免疫的传统观念,因为草甘膦是针对植物和某些细菌特有的细胞机制。

 

除草剂草甘膦

 

草甘膦通过阻断一种酶来杀死植物,这种酶可以产生几种关键的氨基酸,这些氨基酸是蛋白质的基本组成部分。动物不会产生这种酶,但一些细菌会利用这种酶。

 

这引起了位于奥斯汀的德克萨斯大学进化生物学家Nancy Moran的兴趣。她和她的同事们从一个蜂房里取了大约2000只蜜蜂,喂了一些糖浆,另一些糖浆中加入了草甘膦,其含量与它们在觅食时在环境中遇到的类似。回到蜂房三天后,喂食草甘膦除草剂的蜜蜂的肠道中一种名为Snodgrassella alvi的细菌含量低于未接触过这种细菌的蜜蜂。有些结果令人困惑;得到最多草甘膦的蜜蜂在3天后的微生物组比低剂量的蜜蜂看起来更正常。莫兰说,目前还不清楚这是否因为更多的蜜蜂在高剂量的情况下死亡,而留下了更好地抵抗除草剂的蜜蜂。

 

注射草甘膦后的蜜蜂

给蜜蜂注射草甘膦,观察它如何影响它们消化系统中的微生物,使用油漆标记来追踪哪些蜜蜂摄入了这种化学物质

 

在进一步的测试中,食用草甘膦的蜜蜂体内的细菌含量要少五倍。在培养皿中,大多数S. alvi菌株在高剂量草甘膦后要么减慢要么停止生长。

 

蜜蜂体内微生物的变化似乎使其更容易受到致命感染。在对几百只蜜蜂的测试中,只有12%的用草甘膦喂养的蜜蜂在Serratia marcescens感染后存活下来。Serratia marcescens是一种广泛存在于蜂房和蜜蜂内脏中微量的细菌,可以通过入侵蜜蜂身体的其他部位而引起感染。

 

Moran说,不清楚为什么草甘膦破坏的微生物群会让蜜蜂更容易感染。S. alvi形成了肠壁的一部分,并能形成一个保护屏障,还会分泌一种化学物质来攻击入侵的细菌。

 

美国伊利诺伊大学蜜蜂遗传学家Gene Robinson没有参与这项研究,他说,这项研究结果今天在“ 美国国家科学院院刊”上发表,为近年来目睹蜜蜂数量减少的潜在原因提供了一个新因素。近年来,美国商业养蜂人发现近三分之一的蜂巢在冬季衰竭,超过历史最高值的两倍。研究人员认为,杀虫剂,病原体,寄生虫和营养问题都起着作用。他说,新论文的一个主要优势在于它指出了一种机制——肠道微生物的破坏——农药如何影响蜜蜂。

 

该发现也提出了一个问题,即草甘膦是否正在影响包括人类在内的其他动物的微生物群。Moran说,人类肠道中微生物的作用与蜜蜂肠道有很多相似之处。需要更多的研究,人类的肠道内有不同的微生物,它们的细菌数量要大得多,而且可能比蜜蜂接触的草甘膦剂量要低得多。

 

这项新研究肯定会使有争议的除草剂成为更大的导火索。一些人还警告说,它可能会让人生病。对于这种化学物质是否可能致癌,公共卫生机构给出了相互矛盾的评估。

 

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