大黄蜂虽然体型较小，仅约一英寸长，但它们在全球农业中扮演着巨大角色。全球约三分之一的粮食生产依赖于蜜蜂等授粉者。与此同时，这些重要昆虫面临着来自农药和其他环境威胁的日益压力。现代农药帮助农民保护作物并提高产量，但有些农药也可能损害许多丰收所依赖的授粉者。其中一种化学物质是硫酰氟，这是一种在2013年引入的下一代农药，用于消灭如蚜虫等害害虫，尤其是在大豆和玉米等作物上。虽然硫酰氟对害虫有效，但也被认为对蜜蜂具有毒性。科学家们现在正在揭示即使是低剂量的暴露如何在分子水平上影响蜜蜂的生殖。 常见农药改变蜜蜂基因活性 乔治亚理工学院的研究人员发现证据表明，硫酰氟改变了大黄蜂的基因活性和生殖功能。在美国农业部资助的研究中，工蜂在暴露于低剂量农药后，研究人员检查了它们基因表达的变化。最大的变化出现在卵巢组织中，表明该农药可能干扰生殖过程。根据研究人员的说法，这些基因变化可能减少后代的产生，并随着时间的推移，导致蜜蜂种群的下降。为了研究这些影响，研究团队快速冷冻了蜜蜂组织，并分析了它们的RNA以测量农药暴露后基因活性的变化。他们还使用计算模型来识别最受化学物质影响的生物系统。乔治亚理工学院生物科学学院的教授迈克尔·古迪斯曼说：“这项研究令人兴奋之处在于，它将基因表达的分子变化与个体蜜蜂及其群体的现实后果联系起来。这种联系很少见，也使我们更清楚地了解农药如何影响蜜蜂。” 平衡害虫控制与授粉者保护 这项发现突显了现代农业面临的一项持续挑战：在不危害支持粮食生产的有益昆虫的情况下，保护作物免受破坏性害虫的侵害。“我们需要农药来控制作物害虫，但它们也可能伤害像大黄蜂这样的关键非目标昆虫，”目前在坦帕大学担任助理教授的研究负责人萨拉·奥尔说。作为一名科学家，我的目标是识别既支持害虫管理，又保护有益昆虫及依赖于它们的粮食系统的实用解决方案。”奥尔强调，维持健康的蜜蜂种群对成功的授粉至关重要。“我们需要很多蜜蜂进行成功的授粉，”奥尔说。“如果它们无法产生足够的后代，授粉就会减少。” 大黄蜂面临多重威胁 农药只是影响大黄蜂的几个挑战之一。气温上升和越来越频繁的热浪给授粉者种群带来了更大的压力。通过更好地理解诸如硫酰氟等化学物质如何影响蜜蜂生物学，研究人员希望开发出既能保护作物又能保护许多粮食系统依赖的授粉者的农业实践。