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多篇Science和Nature证实新烟碱类杀虫剂对蜜蜂有害,欧盟已禁止使用

来源:本站原创 2017-07-07 06:15


蜜蜂(Apis mellifera),图片来自Guérin Nicolas /Wikipedia。

2017年7月6日/生物谷BIOON/---多年来,科学家们一直在收集旨在让害虫避开农作物的新烟碱类杀虫剂(neonicotinoid insecticides)也会伤害重要的传粉者---蜜蜂的证据。但是实验室研究存在局限性,而且对真实世界的模拟也是缺乏的。近期两项发表在Science期刊上的大型野外研究在很大程度上证实了新烟碱类杀虫剂对蜜蜂是有害的。

一项由英国生态与水文中心首席科学家Richard Pywell领导的在三个国家(德国、匈牙利和英国)开展的欧洲野外研究(以下称欧洲研究)[1]报道接触新烟碱类杀虫剂通常会降低蜜蜂(honey bee)在冬天存活下来的能力和降低野生蜂(wild bees)的繁殖成功率。约克大学研究员AmroZayed领导的一项在加拿大开展的研究(以下称加拿大研究)[2]证实野生蜂接触的新烟碱类杀虫剂剂量与这些科学家们在实验室中一直在使用的这种杀虫剂剂量相类似。

英国萨塞克斯大学蜜蜂生物学家Dave Goulson(未参与这项研究)针对这项欧洲研究说道,“它是迄今为止开展的关于新烟碱类杀虫剂的正常农业使用对蜜蜂影响的最大野外试验。它基本上证实了很多之前的研究已获得的发现,那就是在农业上正常地使用这些化学剂确实似乎伤害野生蜜,而且也很可能伤害蜜蜂。”

尽管这项欧洲研究的结果基本上证实了新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的负面影响,但是在德国,新烟碱类杀虫剂接触并不影响蜜蜂的过冬成功率。

美国普渡大学昆虫学家Christian Krupke(也未参与这项研究)说,“在一种负面刺激物和一种负面结果之间并不总是存在一一对应关系。这就是这种争论持续如此长时间的原因之一. . . .可以想象一下如果在德国的这项发现独自地出现,那么我们需要从不同的角度看待一下这项研究其余部分揭示出的事实。”

确实,之前针对蜜蜂对这些杀虫剂作出反应的多项研究产生了复杂的结果[5][6]。比如,之前在瑞典开展的一项野外研究[5]已发现新烟碱类杀虫剂伤害两种野生蜂物种,但不会伤害蜜蜂。批评者也已提出担忧:之前的实验并反映“野外真实的(field realistic)”杀虫剂接触。

在这项欧洲研究中,Pywell和他的团队在英国、德国和匈牙利的多个地方,找出了三块不同的田地种植油菜:一块田地接受一种被称作噻虫胺(clothianidin)的新烟碱类杀虫剂处理,一块田地接受一种被称作噻虫嗪(thiamethoxam)的新烟碱类杀虫剂处理,一块田地作为对照,不接受杀虫剂处理。为了最好地评估这些杀虫剂,这些研究人员使用了它们在真实世界农业生产中通常使用的浓度。

在春季,当这种农作物开花时,他们在田地里放入蜜蜂(Apis mellifera)和两种野生蜂---大黄蜂(Bombus terrestris)和红壁蜂(Osmia bicornis)---群体,并且整个开花期间让它们呆在那里。此后,他们将这些这些试验田中的这些蜜蜂和野生蜂清理走。就这样,在夏季,他们仔细分析了大黄蜂和独栖的红壁蜂蜂巢,以便分析这些野生蜂的繁殖适合度(reproductive fitness)。他们还将所有的蜜蜂迁移到另一个含有非农作物植物资源的地方,继续在整个冬季和下一个历年监控它们的健康。

这些研究人员测试对接触新烟碱类杀虫剂如何影响蜜蜂在冬季存活下来的能力感兴趣,因为这是这种蜜蜂群体健康的关键。在匈牙利,接触过噻虫胺的蜜蜂群体在冬季过后比对照蜜蜂群体少24%的工蜂。在英国,蜜蜂群体死亡率是如此之高(众多蜜蜂群体被完全消灭,这其中也包括很多对照蜜蜂群体)以至于他们不能够利用统计学手段进行分析。另一方面,在德国,接触新烟碱类杀虫剂似乎并不影响蜜蜂在冬季存活下来的能力。

这些研究人员认为这种差异可能与饮食相关。Pywell说,“在匈牙利和英国,我们发现了新烟碱类杀虫剂的这种负面影响,而且花粉载量分析结果提示着在这两个国家,油菜在蜜蜂饮食中所占的比例高于德国。”他补充道,“我们认为这实际上会影响蜜蜂接触的新烟碱类杀虫剂数量。”此外,他说,英国和匈牙利具有比德国更多的蜜蜂疾病。

对大黄蜂和红壁蜂而言,Pywell和他的团队也研究了蜂巢中的新烟碱类杀虫剂残留与繁殖成功率(对大黄蜂而言,指的是蜂王产生;对独栖的红壁蜂而言,指的是产卵)之间的关联性。他们发现这种繁殖成功率与来自更大地方的新烟碱类杀虫剂总残留量存在一种负面的关系。

Pywell注意到他和他的同事在大黄蜂蜂巢中发现了他们并没有在实验中使用过的新烟碱类杀虫剂,如吡虫啉(imidacloprid,)。他们认为它是因之前的农业施用而残留在环境中。瑞典隆德大学蜜蜂生物学家Maj Rundlöf指出对照田地中的蜂巢也存在杀虫剂。她说,这可能潜在地解释了这些研究人员观察到的过冬存活率上的差异。她说,“如果在对照田地发现杀虫剂残留,那么有理由期待接受杀虫剂处理的田地和对照田地之间存在非常小的差异。”

在这项加拿大研究中,Zayed和他的团队对测定蜜蜂在野外接触到的新烟碱类杀虫剂水平感兴趣。他们将蜜蜂群体放在接受过新烟碱类杀虫剂处理的玉米较近或较远的地方,随后在整个养蜂季节,针对200多种杀虫剂,测试了蜜蜂、花粉和花蜜中存在哪些。

Zayed告诉《科学家》杂志,“我们发现第一个令我们感到非常惊讶的是我们非常长的时间里检测到低水平的新烟碱类杀虫剂。我们指的是大约三到四个月的养蜂季节。在温带的北美洲,这是一个主要的蜜蜂活跃季节。因此,尽管我们发现新烟碱类杀虫剂的水平较低. . .但是,它们在环境中持续较长的时间。”

这些研究人员发现这些蜜蜂不是从附近的接受过杀虫剂处理的农作物而是从往往生活在农作物附近的野花中采集受到新烟碱类杀虫剂污染的花粉,这是因为新烟碱类杀虫剂是水溶性的,会进入水源,因而就进入未接受处理的植物中。这些野外研究数据表明之前的实验室让蜜蜂接触到“野外真实的”杀虫剂水平。

一旦这些研究人员确定了蜜蜂在野外接触到的杀虫剂水平,他们就在实验中让这些蜜蜂接触含有类似水平的噻虫胺的人工花粉,研究了这对蜜蜂健康的影响。喂食受到新烟碱类杀虫剂污染的蜜蜂要比未接触这种杀虫剂的对照蜜蜂在更年轻时死掉,而且也表现出更少的“卫生行为(hygienic behavior)”,这就是说在感染能够传播之前,应从蜂巢中移除患病的或死亡的蜜蜂。相比于对照蜜蜂群体,喂食受到新烟碱类杀虫剂污染的花粉的蜜蜂群体更不可能具有产卵的蜜蜂女王。

Goulson说,“我认为,没有一个理性的人如今会否定这些化学物会以一种方式或另一种方式影响蜜蜂。明显的是,科学家们想要开展更多的研究,但是在某种情形下,人们必须作出决策,而且在我看来,一种非常明显的决策需要作出。”

自从2013年以来,在开花植物中使用新烟碱类杀虫剂在欧盟是非法的,而且欧洲议会正在争论是否采用一种更加广泛的新烟碱类杀虫剂禁令,禁止它们在室外所有用途中使用。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.B. A. Woodcock, J. M. Bullock, R. F. Shore et al. Country-specific effects of neonicotinoid pesticides on honey bees and wild bees. Science, 356(6345):1393-1395, doi:10.1126/science.aaa1190

2.N. Tsvetkov, O. Samson-Robert, K. Sood et al. Chronic exposure to neonicotinoids reduces honey bee health near corn crops. Science, 356(6345):1395-1397, doi:10.1126/science.aam7470

3.Jeremy T. Kerr. A cocktail of poisons. Science, 30 Jun 2017, 356(6345):1331-1332, doi:10.1126/science.aan6173

4.Jeremy T. Kerr. European bee study fuels debate over pesticide ban. Science, 30 Jun 2017, 356(6345):1321, doi:10.1126/science.356.6345.1321

5.Maj Rundlöf, Georg K. S. Andersson, Riccardo Bommarco et al. Seed coating with a neonicotinoid insecticide negatively affects wild bees. Nature, 07 May 2015, 521(7550):77–80, doi:10.1038/nature14420

6.Ben A. Woodcock, Nicholas J. B. Isaac, James M. Bullock et al. Impacts of neonicotinoid use on long-term population changes in wild bees in England. Nature Communications, Published online:16 August 2016, doi:10.1038/ncomms12459

7.Neonicotinoids May Harm Wild Bees

8.Field Studies Confirm Neonicotinoids’ Harm to Bees

9.Tories aim to block full EU ban on bee-harming pesticides

10.First pan-European field study shows neonicotinoid pesticides harm honeybees and wild bees

11.Exposure to neonics results in early death for honeybee workers and queens: study


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