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想拯救蜜蜂吗?注意病原体和花卉

马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员使用荧光涂料、移液管、帐篷、镊子和剪刀来追踪植物、病原体和蜜蜂之间的三方联系

发表在该杂志上的新研究生态最终表明,花朵的某些物理特性通过调节一种有害病原体的传播影响大黄蜂的健康短膜虫属bombi.特别是,由马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的科学家进行的这项研究表明,花冠或花瓣的长度会影响这种病原体在蜜蜂之间的传播,因为花冠越短,意味着在花朵内部和蜜蜂寻找花蜜的路径上的蜜蜂粪便越少。

科学家们最近敲响了“昆虫末日”的警钟,即全球昆虫的大规模死亡。据估计,在过去的50年里,世界昆虫的数量减少了75%。这场灾难对生态的诸多影响之一就是传粉昆虫物种的灭绝,据科学家估计,在过去20年里,美国的一些传粉昆虫数量减少了90%。

尽管造成这种灾难的原因有很多,包括栖息地的丧失、杀虫剂的使用等等,但其中一个原因是病原体造成的破坏。对于大黄蜂来说,一种叫做短膜虫属bombi通常由蜜蜂粪便传播,是一种广泛流行的祸害。

一种广泛流行的拯救蜜蜂的尝试是种植传粉者花园。“但是我们应该种什么植物呢?”马萨诸塞大学阿默斯特分校生物学博士后研究员、该论文的第一作者珍妮·范·维克(Jenny Van Wyk)问道。“我们正在试图收集关于花卉性状如何影响传粉者健康的信息,这样我们就可以超越特定物种的信息。这样,我们就可以在具有相似特征的物种之间进行归纳,从而帮助指导种植决策。”

特别是,花瓣较短的花比花瓣较长的花传播的病原体更少。

这是因为蜜蜂在寻找花蜜时,会爬到花的深处。当花瓣变长时,蜜蜂可能会扭动整个身体。当那只蜜蜂排便时,它的粪便会留在花朵里,而下一只蜜蜂过来寻找花蜜和花粉,最后会沾到另一只蜜蜂的粪便上。如果便便里碰巧有c . bombi,那么第二只蜜蜂就会有很高的感染风险。

但在花瓣较短的花中,“蜜蜂的屁股会露在外面,”Van Wyk说,它们的粪便会掉落到地上,不会造成任何伤害。

一只蜜蜂正爬过毛地黄,毛地黄须舌,一种看起来像白色毛地黄的植物,开着深深的管状花。蜜蜂头后的身上有一层蓝色的光泽。
无数大黄蜂中的一只被涂成蓝色,以追踪蜜蜂的健康状况。图片来源:Ben Barnhart

为了得出这个结论,Van Wyk和她的同事招募了一群马萨诸塞大学阿默斯特分校的本科生和研究生,让他们用帐篷围起来,种植当地的野花。大黄蜂在这些帐篷里被放飞。一半的蜜蜂是健康的,Van Wyk和她的同事把它们涂成蓝色,以便于识别。另一半接种了c . bombi

然后,研究小组改变了每个帐篷中花朵的物理特征,以测试哪一种特征对蜜蜂的健康影响最大。为了测试花冠长度,Van Wyk和她的团队用小剪刀修剪了105,000多朵花。为了测试植物上花朵的朝向是否有影响,研究人员将一些花朵排列成十字形,而另一些花朵排列成更线性的形状。

他们还测试了花蜜的数量和分布是否对蜜蜂的健康起作用。研究小组将一个充满花蜜的小移液管插入6500多朵花中,喷射更多的甜味物质,以观察每朵花的花蜜数量是否起作用,他们向整组植物喷洒糖水,以测试花蜜的分布是否影响蜜蜂的健康。最后,研究小组测试了密集种植的开花植物与更分散种植的开花植物的对比。

为了追踪哪只蜜蜂的粪便落在哪里,Van Wyk和她的同事给蜜蜂喂食荧光涂料。利用黑光,他们找到了发光的粪便,以了解病原体沉积在哪里。

一名妇女俯身在一株植物上,专注于一个看起来像指甲刀的东西,她正在用它修剪一株长长的洋地黄花。
马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究助理菲奥娜·麦克尼尔正在修剪105,000朵花中的一朵。图片来源:Ben Barnhart。

在所有这些之后,研究小组发现,当花冠唇被修剪,当花蜜在一组花中均匀分布,或者当花被种植得更宽时,病原体的传播就会减少。花冠修剪过的花朵有更多的幼虫,花蜜分布更均匀的植物斑块也是如此。

“这项工作确实令人兴奋和新奇,”这篇论文的资深作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校的生物学教授林恩·阿德勒说,“因为比较不同种类的花朵如何传播蜜蜂疾病的研究很少,而且只有一项发表于25年前的研究,通过控制花朵的性状来确定其在疾病传播中的因果作用。”我们的研究表明,一系列的特征可能很重要。”

“当我做公开演讲时,我得到的第一个问题是,”范维克说,“‘我应该为蜜蜂种什么?“我们的研究为进一步了解特定的花朵特征如何支持蜜蜂健康打开了大门,这可以为管理实践提供信息。”

在他们的论文中,作者明确了吸引蜜蜂和传播感染之间的联系。他们写道:“蜜蜂在花多的花序上访问更多的花……因此可能会沉积和/或遇到更多的粪便。”此前的传播实验发现,病原体的传播与花序上生殖结构(包括花、芽和果实)的数量有关,也与单孢单胞菌(Monarda didyma)中开放的花朵数量有关,尽管接种剂是人工添加到花朵上的,而不是让粪便自然沉积……因此,花朵开放更多的植物可能为蜜蜂提供更多的资源,但也有可能成为增加传播的枢纽。”

阅读文章

范维克,j。i。林奇,am。m。Adler, L.S.(2022)“多种花性状的操纵显示了在传粉者疾病传播中的作用,”生态, p. e3866。https://doi.org/10.1002/ecy.3866

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