蜜蜂蟄刺會引起疼痛是有原因的：這個物種知道如何戰鬥。但事實證明，這些黑黃色的傳粉者本身非常脆弱，尤其容易受到新菸鹼類殺蟲劑的影響，這種殺蟲劑通常用於抵禦啃食農作物的害蟲。本週發表在《科學》雜誌上的兩項新研究透過對多個地點的蜜蜂大型種群進行為期數月的研究，解決了這個問題。研究結果為新菸鹼類殺蟲劑損害蜜蜂種群的說法增加了重要的分量。
“我希望我的研究能夠消除這場辯論，”多倫多約克大學研究社會性昆蟲的昆蟲學家、其中一份新報告的合著者阿姆羅·扎耶德說。即使蜜蜂不是新菸鹼類殺蟲劑的預期目標，任何跡象表明這種適應力強的昆蟲正在遭受這種化學物質的侵害，也意味著適應能力較差的物種可能也會遇到麻煩。這種殺蟲劑旨在根除咀嚼或吸食穀物作物的昆蟲——這就是為什麼這些物質覆蓋了美國幾乎所有的玉米種子和50%的大豆種子的原因。“很難，如果不是不可能的話，找到沒有用新菸鹼類殺蟲劑處理過的玉米，”同樣在約克的生態學家希拉·科拉說，她與這項研究無關。
以往關於蜜蜂與殺蟲劑關係的大多數研究只包括在實驗室環境中向小型種群餵食化學物質，或在自然環境中觀察幾周的少量種群。扎耶德說，這種獨立的研究沒有收集到足夠證據來了解蜜蜂行為的真實本質。科拉同意這一點，這也是她讚揚約克大學研究的樣本量和研究時間的原因。
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在他們的實驗中，扎耶德和他的同事將55個蜂群分為五組，分別放在靠近玉米田的蜂場和六組遠離農作物、覓食範圍與農作物無關的蜂場。從2014年5月初到9月，研究人員每隔幾周只進行一次干預，從蜂巢中收集花粉和花蜜樣本。
對樣本的化學分析顯示，在新發現的所有殺蟲劑中，新菸鹼類殺蟲劑是花蜜樣本中最具威脅性的化合物。其中一種新菸鹼類殺蟲劑，噻蟲啉，含量最為豐富。至於它如何進入樣本，研究人員計算得出，在蜂巢中發現的所有新菸鹼類殺蟲劑中，只有不到2%來自玉米和大豆。絕大多數來自扎耶德所說的“對蜜蜂友好的”花朵——如一枝黃花、柳樹和三葉草——它們通常生長在農田的周邊。事實上，蜜蜂在種子種植前和種植後很久都在從鄰近植物中採集含有噻蟲啉的花粉，這意味著這種化學物質在種植季節之外的周圍地區長期存在並造成汙染。
第二項研究由德國、匈牙利和英國的幾個機構領導，他們也在受殺蟲劑汙染的農業環境中飼養蜜蜂。“這實際上是農民正常所做的，這就是為什麼它很重要，”英格蘭生態與水文中心的理查德·肖在新聞釋出會上說。他們將33個蜂群留在試驗區，這些試驗區要麼讓蜂群暴露在新菸鹼類處理過的油菜籽植物中，要麼暴露在未使用殺蟲劑處理的農作物中。研究小組評估了兩次蜜蜂種群的生存情況——一次是在作物開花時，一次是在冬季之後。噻蟲啉也對這些蜜蜂造成了嚴重打擊。在冬季，25%的匈牙利蜜蜂和幾乎所有的英國蜜蜂都死亡了。在新菸鹼類殺蟲劑在作物開花期間也對這些蜜蜂種群造成了損害。另一方面，德國的蜜蜂不僅安然度過了冬天，而且儘管在油菜籽植物開花季節存在新菸鹼類殺蟲劑，它們的種群數量也有所增加。儘管研究人員不確定德國蜜蜂表現如此出色的原因，但他們指出，該種群消耗的油菜籽花粉也比其他國家的蜜蜂少三分之一。
歐洲的研究在田間試驗中停止了，但扎耶德和他的團隊更進一步。該小組給選定的蜜蜂餵食了含有噻蟲啉的花粉，其含量與在自然環境中發現的含量相似，並將追蹤裝置貼在受汙染的昆蟲背上。“我們不必對涉及的化學物質進行猜測，”扎耶德說。“我們基本上觀察了玉米中的真實蜂群所接觸的情況，並在我們的實驗中對此進行了映象。”
這種不做猜測的做法帶來了精確的結果。食用受汙染花粉的昆蟲的壽命比未處理的昆蟲短23%。它們在覓食旅程上也花費了長達45分鐘的時間，這表明蜜蜂難以記住家的位置。經過處理的蜜蜂在識別和清除蜂巢中患病的個體方面也表現更差，這是維持蜂巢整體健康所必需的任務。扎耶德解釋說，最終的結果是種群在數週內緩慢下降。
扎耶德和他的團隊觀察到的許多現象已被其他研究人員記錄在案。克里斯蒂安·克魯普克就是其中之一。作為普渡大學的一名昆蟲學家，克魯普克去年發表了關於鄰近作物植物中出現新菸鹼類殺蟲劑的研究。* 隨著證據的積累，克魯普克說，下一個問題是，我們能做些什麼？他說，“目前的答案是，我們做不了多少。”
歐盟在2013年禁止在某些植物上使用新菸鹼類殺蟲劑；美國環境保護署剛剛啟動對這些化合物危害性的調查，其結果要到2018年才會公佈。馬里蘭州是美國第一個宣佈禁止這些化學物質的州，該禁令將於明年生效，儘管農民可以豁免。然而，農民可能並不像他們想象的那樣需要這種殺蟲劑。賓夕法尼亞州立大學的昆蟲學家約翰·圖克與他的研究生一起發表了關於美國農業中新菸鹼類殺蟲劑普遍性的研究，他估計只有10%的田地需要這些化學物質。“我們已經對未處理的田地進行了偵察，以尋找它們旨在防禦的害蟲，”他說，“我們很難找到它們。”
然而，扎耶德承認，蜜蜂不是研究殺蟲劑對一般昆蟲影響的最佳物種。“蜜蜂群是自然選擇的奇蹟，”他說，它通常會增加蜂巢活動以應對環境壓力。克魯普克同意這一點，他說這種內在的適應能力可能解釋了為什麼歐洲的研究表明，德國蜜蜂種群在接觸有毒化學物質後激增。同一項研究還考察了其他蜜蜂物種如何應對殺蟲劑，並看到了不同的種群反應。在美國，許多這些適應能力較差的蜜蜂物種在最終含有新菸鹼類殺蟲劑的周圍植物中茁壯成長。這表明更脆弱的昆蟲物種也可能正在遭受接觸這些化學物質的影響。“這可能是這篇論文中最糟糕的訊息，”科拉說。
儘管扎耶德抱有希望，但關於新菸鹼類殺蟲劑的辯論可能會繼續下去。克魯普克解釋說，在科學中達成完全共識幾乎是不可能的，而且這不一定是加拿大和歐洲研究的重點。但克魯普克仍然表示，假設殺蟲劑不會對除目標害蟲以外的任何動物造成傷害，“在進行這樣的研究後，越來越難以做出這樣的假設了。”