工蜂通常充当巢群抵御污染的第一道防线，在有害物质传播到蜂巢之前过滤掉它们。但新的研究表明，蜂后也有自己的防御机制。当蜜蜂女王长时间接触农药时，一些化学物质可以在她们的身体里累积，并转移到卵子中。研究人员称这种过程为母体卸载。这项发表在《当前生物学》上的研究提供了蜜蜂中蜂后减少自身化学负担的首次证据。研究由加利福尼亚大学戴维斯分校主导。论文的高级作者、环境毒理学系副教授萨沙·尼克利施表示：“为了保护自己，蜂后将这些化学物质卸载到自己的卵子中以摆脱它们。没有人之前在蜜蜂中证明过这一点。” 农药可以在蜂巢中积聚 研究结果表明，即使在接触开始后，农药仍可能在巢群中继续积累，尤其是在工蜂无法有效去除污染物时。这可能对养蜂人、种植者和综合害虫管理人员产生影响，尤其是在蜜蜂积极觅食或巢群扩展期间。该研究与劳伦斯利物莫国家实验室（LLNL）及美国农业部农业研究服务（USDA-ARS）合作进行。 尼克利施表示：“当农药积聚到蜂后卵子中以至于无法正常发展时，可能出现一个临界点。化学物质积累可能存在缓慢的潜在影响，这将导致蜜蜂群体的延迟崩溃。” 之前大多数关于蜜蜂的毒理学研究都集中在工蜂身上。该研究则跟踪了化学物质在整个巢群中的去向，并检查了它们对蜂后、她的卵巢、卵子以及蜂蜡的影响。 工蜂保护的局限 科学家们长期以来认为工蜂通过过滤有害物质来帮助保护蜂后免受污染。新的研究结果表明，这种保护可能仅在一定程度上有效，论文的第一作者、最近获得加利福尼亚大学戴维斯分校博士学位的安吉拉·恩塞拉多-曼里克斯表示：“在我们的研究中，农药随着时间的推移在蜂后体内开始积累，这表明工蜂的过滤能力可能会被压倒。” 恩塞拉多-曼里克斯表示：“当这种情况发生时，蜂后有自己的防御机制。母体卸载允许她们将毒性负担转移到自己的卵子中。”为了研究这一过程，研究人员构建了所谓的“纳米巢群”，这些小型实验系统旨在重现蜂巢内的关键功能。每个系统由一个锥形塑料容器和一个网底组成，内部有一只蜂后和60只工蜂。蜜蜂获得了被农药甲基对硫磷污染的花粉、水和食物。该农药上标记有低水平放射性标记，以便研究人员追踪其移动。在第一天，工蜂过滤掉了95%的农药并将其转移到蜂巢中。然而到第10天，这一数字下降到了86%。 在极低水平下追踪农药 该项目结合了美国农业部在蜜蜂生物学和实验设计方面的专业知识与LLNL的专门技术。那里的研究人员使用生物加速器质谱法（BioAMS）来检测极小浓度的放射性标记物。“通过BioAMS，我们可以追踪非常低浓度的农药，”LLNL的科学家和论文作者布鲁斯·布赫霍尔茨表示，“我们使用的农药浓度并不致命，并且在环境中具有相关性。” 蜜蜂女王每天可以产下1500到2000个卵子，供应巢群所需的工蜂，使蜂巢能够正常运作。蜜蜂还为世界上三分之一的粮食作物授粉，因此巢群的损失对农业生产力和粮食安全构成关注。 尼克利施表示：“蜂后是蜂巢中唯一能够产下成为下一代工蜂的卵子的一员。她使巢群存活下去，因此了解农药如何影响蜂后及其后代非常重要。” 关于长期巢群效应的问题 研究人员仍不清楚蜂后能继续将污染物转移到她的卵子中多长时间，这可能对巢群的长期后果是什么，或者这一过程是否会因涉及的农药不同而有所不同。这些问题是未来研究的目标。来自USDA-ARS的朱莉亚·芬、埃利扎·利茨和LLNL的戴维·巴里乌-罗德里格斯、肖恩·伦纳德和布鲁斯·布赫霍尔茨为该研究提供了贡献。美国农业部国家食品和农业研究所及非补助合作协议项目支持了这项研究。