实验室研究发现，粮食作物上使用的抗生素会影响大黄蜂的行为

一项实验室研究发现，喷洒在果园作物上以对抗细菌性疾病的抗生素会减缓大黄蜂的认知，降低它们的觅食效率。这项研究的重点是链霉素，这是一种在过去十年中在美国农业中使用越来越多的抗生素。

　　

这项研究的重点是链霉素，这种抗生素在过去十年中在美国农业中使用越来越多。

“没有人研究过在农业中广播喷洒抗生素对传粉者的潜在影响，尽管它们被广泛使用，”该论文的共同第一作者、埃默里大学生物系博士后研究员劳拉·阿维拉(Laura Avila)说。

目前的研究是基于实验室实验，使用的是大黄蜂在饮食中接触链霉素的上限。目前还不清楚野生大黄蜂是否会受到农业喷洒链霉素的影响，也不知道它们是否会暴露在田间测试的浓度中。

该论文的高级作者Berry Brosi说:“这篇论文是了解在粮食作物上使用链霉素是否会对有益于农业的传粉昆虫造成损害的第一步。”布罗西在埃默里大学环境科学系任教时开始了这项工作，目前就职于华盛顿大学。

在美国农业部的资助下，研究人员现在将在喷洒链霉素的果园进行实地研究。如果发现大黄蜂受到了有害影响，研究人员希望提供证据来支持可能更好地服务于农民的方法和政策的建议。

布罗西说:“我们的粮食生产、农民生计和传粉者的健康息息相关。”“找到保持农业生产的方法，同时保护生态系统服务，包括生物多样性生态系统提供的授粉，这是至关重要的。”

基于已有的证据，研究人员假设，在实验室实验中看到的链霉素对大黄蜂的负面影响可能是由于昆虫的微生物群被破坏。

阿维拉说:“我们知道，抗生素会消灭有益微生物和病原体。”“这是真的，不管抗生素的消费者是人、其他动物还是昆虫。”

阿维拉是妮科尔·吉拉多(Nicole Gerardo)实验室的成员。吉拉多是埃默里大学(Emory)的生物学教授，也是一名昆虫学家，研究昆虫-微生物系统的共同进化。

在过去的十年里，随着农民与植物细菌感染的增加作斗争，在美国作物上喷洒抗生素的数量呈指数级增长。“火枯病”可以使苹果和梨树的花和芽变黑，使它们看起来被火烧焦，也可以杀死整棵树。柑橘黄龙病(Citrus greening)，又称“黄龙病”，使柑橘类水果变绿、变苦、无法食用，并摧毁了美国和国外数百万英亩的农作物。

阿维拉在哥斯达黎加的一个咖啡产区长大，她说:“我看到了靠种植咖啡为生的艰辛，也看到了控制病虫害是多么昂贵和困难。”

她的家庭农场与大片原始森林接壤。“我们周围的多样性让我着迷，”阿维拉说。“我决定成为一名蜜蜂生物学家，因为我想了解自然环境如何影响农业生产，反之亦然。”

世界上75%的粮食作物依赖于10万多种传粉媒介中的至少一种，包括2万种蜜蜂，以及其他昆虫和脊椎动物，如鸟类和蝙蝠。然而，许多传粉昆虫物种，尤其是蜜蜂，面临着灭绝的危险。

此前的研究表明，用于治疗管理蜂巢中的病原体的抗生素四环素可以改变昆虫的肠道微生物群，并间接增加对病原体的易感性和死亡率。暴露在高浓度土霉素环境中也被发现对大黄蜂的肠道微生物群有类似的影响，降低了它们对病原体的免疫力。研究发现，暴露于高剂量的四环素会影响蜜蜂的学习能力，而土霉素则会减缓管理蜂群觅食的开始。

在这篇论文中，研究人员对管理好的大黄蜂(Bombus impatiens)进行了实验室实验，以测试饮食中上限接触链霉素的效果。其中一半的蜜蜂喂食纯蔗糖或糖水来模拟花蜜。剩下的蜜蜂喂食蔗糖和链霉素。

经过两天的节食，这些蜜蜂看到了不同颜色的纸板条——一个是黄色的，另一个是蓝色的。一种颜色饱和于白水，另一种颜色饱和于蔗糖。在一系列的训练试验中，每只蜜蜂都拿到了一条彩色的纸条，直到它的触角或喙碰到它。

研究人员测量了蜜蜂对充满蔗糖的色带表现出偏爱的试验次数。与其他蜜蜂相比，喂食链霉素的蜜蜂通常需要大约三倍的试验才能得出这种关联。服用抗生素的蜜蜂也更有可能对任何一种刺激表现出回避行为。

那些通过训练门槛的蜜蜂在五分钟后接受了短期记忆测试。同时给每只蜜蜂两条纸板条，让它们从中选择一条。注射了链霉素的蜜蜂选择蔗糖奖励的比例约为55%，而未注射链霉素的蜜蜂选择蔗糖奖励的比例接近87%。

为了评估它们的觅食能力，研究人员在一个觅食室中进行了一些试验，其中放置了实验用的人造花，并配以蔗糖或白水。这些花要么是蓝色的，要么是黄色的，但大小和形状都一样。每只蜜蜂都配备了一个微型的、超轻的无线电频率识别“背包”，用来监测它们在人造花朵中的活动，每只蜜蜂都配备了一个短程天线和跟踪系统。

计算机分析的结果显示，与对照组相比，接触抗生素的蜜蜂访问的蔗糖价值较高的花朵要少得多。

在春季，Avila和Brosi将开展实地研究，以确定在梨园播撒链霉素是否会影响大黄蜂。

布罗西说:“在实验室实验中，我们发现链霉素对大黄蜂的影响如此之大，这让我感到惊讶。”“这使得我们必须了解在农业环境中是否会看到类似的效果。”

研究人员指出，如果实地研究确定了农业喷洒链霉素对大黄蜂的有害影响，那么抗生素应用的时间、用量和可能的抗生素替代品可能是潜在的缓解方法。

Journal Reference:

1. Laura Avila, Elizabeth Dunne, David Hofmann, Berry J. Brosi. Upper-limit agricultural dietary exposure to streptomycin in the laboratory reduces learning and foraging in bumblebees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2022; 289 (1968) DOI: 10.1098/rspb.2021.2514