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熊蜂为何无法交配濒临灭绝?因为它们太胖了

在上世纪九十年代前,锈斑熊蜂(Bombus affinis)遍布中西部和新英格兰地区的28个州。接着,它神秘消失了。在几十年内,90%的锈斑熊蜂在生态上咻地一下不见了。更令人不安的是,几种其他与锈斑熊蜂亲缘关系很近的熊蜂也不见了。现在几乎没听说过有谁看到锈斑熊蜂了。这个月,它成为了首个登上美国本土濒危物种名单的蜂类。

锈斑熊蜂在美国本土被列为濒危物种。图片来源:wnmufm.org

濒危的罪魁祸首:熊蜂微孢子虫导致的发胖

杀虫剂、气候变化、栖息地遭破坏、竞争压力或者以上这些因素的共同作用都可能是它们消失的原因。最近,昆虫学家在研究熊蜂身上发现的一种寄生真菌,名叫熊蜂微孢子虫(Nosema bombi),随着研究的深入,他们越来越担忧。

一些针对这种寄生生物的最有见地的研究出自北犹他的詹姆斯·斯特兰奇(James Strange)的实验室。詹姆斯·斯特兰奇是一名昆虫研究学家,他为美国农业部工作。最近,斯特兰奇研究了锈斑熊蜂的近亲——西部熊蜂(Bombus occidentalis),他在实验室培育了蜂群,使出浑身解数把它们养得健壮,然后用寄生菌感染它们,使得雄蜂浮肿到不能生育。

詹姆斯·斯特兰奇正在评估一只蜂后的健康程度。图片来源:phys.org

一只熊蜂蜂后后可以不需交配就能生出雄蜂。但是她的卵必须受精才能生出雌蜂。这是至关重要的,因为雄蜂整天游手好闲不干活,得靠雌性——工蜂去觅食才能维持一个蜂群。于是,在交配笼中,斯特兰奇将一只蜂后后放在一头,另一头是一只感染了微孢子虫的雄蜂。该雄蜂已经彻底被这种真菌感染,真菌在雄蜂的肚子里安营扎寨,而孢子“疯了一般地增殖”,斯特兰奇如是说。

真菌在雄蜂器官之间的软组织中膨胀,直到熊蜂的身躯太过于丰满,都不能弯曲它们的下腹来与蜂后交配了。无法受精的话,蜂后只能生出更多雄蜂。而没有雌性,将来的蜂群只能挨饿。

这对蜂类是毁灭性的,同时对科学家来说是费解的,因为最奇怪的是:熊蜂微孢子虫已伴随熊蜂好几百年。

熊蜂为何无法交配濒临灭绝?因为它们太胖了图片来源:graystock.info

“我们还是不知道为什么真菌问题会从不怎么严重变成了对于某些蜂真的很糟糕。”斯特兰奇告诉我。

这个问题的答案可能会决定锈斑熊蜂能否得以延续。而且因为这是首个在美国本土得到联邦保护的蜂种,不论昆虫学家提出什么解决方案,无疑都会影响环保者保护其他授粉者的方式,这其中甚至包括蜜蜂,类似的神秘的相继死去的情形也同样摧残着它们。就蜜蜂而言,据估计,去年美国的蜜蜂数量减少了44%,且这是由某种尚不明的蜂群崩溃紊乱症(colony collapse disorder)引起的。关于蜜蜂为何会离开貌似健康的蜂巢再不回归有几种理论,有些理论包括了疾病和寄生虫的传播,这和可能让锈斑熊蜂身处绝境的原因相似。因此许多昆虫学家和自然资源保护者并不把保护锈斑熊蜂看作保护一个物种的战斗,而是规模大得多的、拯救所有授粉者的战役的开端。从未有人尝试规划这样的一个保护计划,而且它又会带来一些新的问题。当下最令人困惑的还是:如果熊蜂微孢子虫真是锈斑熊蜂及其近亲衰落的罪魁祸首——它难道是突然变得如此致命的么?

蜂类共同为世界上约30%的食物(作物)授粉。其中大部分由蜜蜂完成,这也是为什么关于蜂类大规模死去的新闻和恐慌集中在欧洲蜜蜂身上(虽然它们并非美国本土物种)。

熊蜂不产蜜。美国约50种熊峰主要为野花授粉,锈斑熊蜂也是其中之一。锈斑熊蜂的背上有一块锈色的斑块,这是这个物种的熊蜂所特有的,它也由此得名,不过大体上它有着熊蜂的普遍特征:它们比蜜蜂要滚圆,它们的身体被一层厚厚的绒毛覆盖,而且它们是少有的几种能调节体温的昆虫之一。这些特征让它们能够生活在高海拔的高山环境,由此它们对那里的植物和动物至关重要。熊蜂还有个特点:每年由上百只熊蜂组成的整个蜂群几乎都会死去。

每年早春,蜂后从地下几公分松软泥土之下的冬眠洞中钻出,找个废弃的老鼠洞、一棵死树、甚至一堆修剪下来的草屑开始建立起她的蜂群。她收集花粉,建造巢房并在里面产满卵。第一批出生的是之前已经受精的工蜂,它们寻找食物,建造蜂群,直到生存活动在夏末之时转变为扩张需求。此时,蜂后会生下蜂群中负责繁殖的成员:更多的蜂后和雄性熊蜂。雄性会离开蜂群寻找其他蜂后,再不归来,冬天降临之时,除了蜂后,其他熊蜂都会死去。

早春,蜂后开始筑巢。 图片来源:all-that-is-interesting.com

这本身就是个微妙的平衡。而由于过多的雄蜂感染了真菌,身体因充满孢子而臃肿不堪不能交配,锈斑熊蜂和几种亲缘接近的熊蜂都接近灭绝。富兰克林熊蜂(Bombus franklini)已经有近十年没人见过了,我们认为它现在已经灭绝了。

养殖商业化和熊蜂的衰落

实际上自从欧洲殖民者飘过大西洋把蜜蜂带来,蜜蜂在美洲的商业养殖就开始了。但是熊蜂的大规模养殖直到上世纪九十年代才开始。熊蜂是唯一一类体型足够大、翅膀的肌肉足够有力,能够为西红柿黏黏的花粉授粉的蜂类。二十年前,授粉业把几千只东方熊蜂(Bombus impatiens)蜂后运到欧洲养大,然后再运回来送到美国各个农场和温室。加州大学戴维斯分校的昆虫学家罗宾·索普(Robbin Thorp)和伊利诺伊大学的西德尼·卡梅隆(Sydney Cameron)注意到了该商业化的时间线与几种熊蜂衰落的时间吻合到了可疑的程度。

很多科学家认为在那段时间兴起的新烟碱类农药是罪魁祸首。“但人们只是做些关于熊蜂在美国全境衰落的宽泛的声明,并对其原因作出猜想,”卡梅隆这么告诉我。杀虫剂对蜜蜂肯定不好,很多昆虫学家认为杀虫剂会削弱免疫系统、损害蜂后的生育能力。但如果杀虫剂是唯一的原因,卡梅隆说,那所有的熊蜂和蜜蜂都会遭到相似的破坏。所以撇开熊蜂微孢子虫假说,卡梅隆调查了八种熊蜂,并从博物馆调取样本,其中最久远的样本有一百多年历史。

新烟碱类农药被认为是罪魁祸首。图片来源: compoundchem.com

她发现检验过的物种中,有四种在过去的二十多年内就消减了多达96%,并且,虽然类似品种的真菌一直都存在,这四种死伤最惨重的熊蜂种类有较低的遗传多样性。这些蜂很有可能从未暴露在如此高浓度的熊蜂微孢子虫之下。当熊蜂在上世纪九十年代开始商业化的时候,养蜂人可能在不知情的情况下,让这些从美国采集后蜂后打包送到欧洲仓库的蜂后蜂后接触到了这种真菌。和真菌一起被养大的熊蜂们浑身浇满了寄生菌,成为了超级携带者,还有一种可能是凭借多代都生存在同一屋檐下,病原体的基因组成发生了改变,它变得更致命,对某些品种尤为危险。

当养蜂人把蜂群运到美国来为这里的粮食作物授粉的时候,被感染的熊蜂传播了寄生菌。从某种意义上来说,这是一个古老的问题了:满载疾病的殖民者踏上新大陆,传染了当地土著。

保护熊蜂,从合理使用杀虫剂开始

如果当真如此,这意味着好几种可选的熊蜂保护方案。过去最有成效的策略会包括一些计划,其重点在于让蜂类的栖息地变得健康,这其中包括种植熊蜂取食的花和植物——这是因为如今为了给单一作物的农田腾出地方,许多土地都被开发了,野花也被刨了。

这些农田也应该停止胡乱喷洒杀虫剂,据斯考特霍夫曼·布莱克(ScottHoffman Black)说,他是扎西斯社团(The Xerces Society)的执行理事,扎西斯社团是一个无脊椎动物保护团体。布莱克告诉我,即使没有来自害虫的直接威胁,大农场在许多情况下会用杀虫剂喷洒种子、土壤和作物。他称之为预防法,或者“万金油”方法。这一方法可以追溯到新烟碱类杀虫剂在上世纪九十年代发展起来的时候,它作为一种“包治百病”的、对哺乳动物和鸟类都安全的杀虫利器,被杀虫剂产业所推崇。新烟碱类杀虫剂确实对哺乳动物和鸟类比较安全,但是对昆虫就不一定了。这些杀虫剂可溶于水,可以被作物吸收,被花粉吸收,它们与蜜蜂和熊蜂的死亡、蜂后降低的生育能力、还有整体上下降的昆虫健康水平都有着关联。欧洲和加拿大已经限制了它们的使用,但是美国还没有出台此类规定,布莱克将此归咎于杀虫剂行业的游说能力。

扎西斯社团作为一个无脊椎动物保护团体,正在推动杀虫剂的合理使用。图片来源:xerces.org

“我们的农民中有很多人能懂,”布莱克谈到他的组织推动农民使用更精准定向的杀虫剂的行动时说。“他们理解如果我们破坏了农场周围的环境,他们可能也得不到他们要的利益。”

一些企业的农场正在开始采纳扎西斯的计划,比如通用磨坊(General Mills),它正在投入百万元来改变它使用杀虫剂的方式。不过授粉昆虫的衰落不只是一个农村问题或者企业问题。在郊区,每亩土地中的杀虫剂更多。户主们从大卖场购回杀虫剂的时候基本上都不知道自己在干嘛,结果就过度喷洒了。

规范蜂类活动,防治寄生菌

至于熊蜂微孢子虫,同我交谈过的昆虫学家都认同的一个方案,便是联邦政府必须规范蜂类活动。不是针对蜂本身,而是针对养蜂人。现在美国农业部监管着蜂类的国际进口,而且州与州之间也需要开展同样的监管。养活增长的人口的需求,让农业生产的规模超出了野蜂的授粉能力,所以既然美国农民出租蜂群来授粉,那我们必须更关注什么蜂被送到了哪儿。理想上来说,这会限制商业蜂在本地蜂群地盘的活动。不会再有欧洲工厂培养的东方熊蜂被漂洋过海送到美国,再从宾夕法尼亚州送到加利福尼亚州。

这会很难的,弗吉尼亚大学环境科学系的教授泰·罗尔斯顿(T\\'ai Roulston)这么告诉我,因为“我们没有任何管理野生昆虫疾病的历史经验。”

可能是熊蜂微孢子虫的传播已经超过了人类能够干预的程度。如果确实如此,那科学家只能寄望以下几个事情了:其一,现存的锈斑熊蜂蜂群已有了对熊蜂微孢子虫的基因抗性,这就是它们现在还存活着的原因。其二,昆虫学家能培养圈养的抗寄生虫的锈斑熊蜂。如果成功了的话,那就像环保者对加州兀鹫所做的,昆虫学家就能把健康的熊蜂送回它们原先的栖息地了。有些科学家认为这样做越界了。它似乎是一种过度干涉。但是即便能这么做,罗尔斯顿告诉我,他也怀疑有没有人做得到。“能做这件事的人不多,”他说。接着过了一会儿他想起了一个人。

詹姆斯.斯特兰奇,罗尔斯顿说,那个北犹他的昆虫学家,“要是有人在尝试,那十有八九是他了。”

因此我问斯特兰奇,他打算尝试吗?

“我什么都愿意试试,”他局促不安地一笑。(编辑:小Alice呀)

作者:J. Weston Phippen
链接:http://www.guokr.com/article/442067/
来源:果壳
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