新研究发现大黄蜂超级食物背后的惊人科学

发布时间：2023-04-06 17:49:59 栏目：生活

导读 是刺。这是由马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员领导的两篇新论文的结论，表明向日葵科(菊科)植物的多刺花粉既减少了81-94%的常见蜜蜂寄生

是刺。这是由马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员领导的两篇新论文的结论，表明向日葵科(菊科)植物的多刺花粉既减少了81-94%的常见蜜蜂寄生虫的感染，又显着增加了大黄蜂王的产量。



这项研究发表在《功能生态学》(Functional Ecology)和《皇家学会会刊》(Proceedings of the Royal Society B： Biological Sciences)上，为生物学家和生态学家面临的最棘手的问题之一提供了急需的思考：如何扭转世界传粉媒介的巨大死亡。

昆虫传粉媒介——那些飞行、嗡嗡作响、飞翔的虫子，帮助从蓝莓到咖啡等各种食物施肥——每年为全球生态系统服务贡献超过200亿美元。“我们依靠它们提供多样化，健康，营养的饮食，”麻省大学阿默斯特分校即将上任的环境保护助理教授，花粉刺论文的主要作者Laura Figueroa说。然而，由于杀虫剂的广泛使用、栖息地丧失和其他原因，许多传粉媒介正在遭受前所未有的下降，世界各地的科学家正在努力找出如何对抗世界末日。

帮助传粉媒介，尤其是蜜蜂的重大突破之一是发现某些种类的花可以帮助传粉媒介抵抗疾病感染，并且向日葵在对抗生活在蜜蜂肠道中的广泛病原体Crithidia bombi方面特别有效。

但直到现在，没有人知道为什么向日葵在阻止C. bombi方面如此有效，或者向日葵家族中的其他花是否具有相同的抗病原体能力。

物理，而不是化学

“我们知道，某些食物的健康益处来自其中的特定化学物质，”菲格罗亚说。“但我们也知道，有些食物是健康的，因为它们的物理结构 - 想想高纤维的食物。

为了发现向日葵如何帮助大黄蜂抵御C. bombi，Figueroa和她的团队设计了一个实验，该实验取决于将花粉的多刺外壳与花粉核心中的化学代谢物分离出来。然后，他们将去除化学物质的多刺向日葵壳混合到喂给一批蜜蜂的花粉中，而另一批则喂食撒有向日葵代谢物且没有向日葵壳的野花花粉。

“我们发现吃多刺向日葵花粉壳的蜜蜂与以整个向日葵花粉为食的蜜蜂具有相同的反应，并且它们遭受的C. bombi感染比以向日葵代谢物为食的蜜蜂低87%，”Figueroa说。

但这还不是全部。从豚草，蟑螂，蒲公英和狗茴香中喂食花粉的蜜蜂 - 所有向日葵家族的成员和类似的多刺花粉壳 - 具有低的C. bombi感染率，类似于吃向日葵花粉的蜜蜂 - 这增加了这种抗病药效可能常见于向日葵家族植物的可能性。

适合女王的食物

这项新研究的一个反直觉方面是，向日葵花粉本身并不是那么有营养，因为向日葵花粉的蛋白质含量很低。虽然花粉可能很好地保护大黄蜂免受像C. bombi这样的肠道病原体的侵害，但如果营养不良导致营养不良，喂大黄蜂向日葵和亲戚几乎没有用处。

“如果你饿死病人，治疗普通感冒是不好的，”麻省大学阿默斯特分校生物学教授林恩阿德勒说，他是研究向日葵花粉和蜂王生产的论文的资深作者。“我们需要看看社区层面，以及蜜蜂肠道中发生的事情，知道如何帮助它们应对压力环境，”阿德勒说。

衡量蜂群健康状况的一种方法是通过它产生的蜂王数量，因为蜂后是大黄蜂群将其基因传递给下一代的方式。皇后不是天生的;他们长大了。蜂群利用他们收集的食物资源将少量蜜蜂幼虫变成女儿蜂王。一旦寒冷的天气到来，所有的工人和老女王都会死去。唯一幸存下来的蜜蜂是新的女儿女王。如果它们在冬天幸存下来，它们将在春天产生一个全新的殖民地。一个蜂群产生的蜂王越多，一个蜂群的基因通过多代蜜蜂传下去的可能性就越高。

为了测试向日葵对向日葵对蜂群健康的影响，阿德勒和她的团队在马萨诸塞州西部的二十个不同的农场放置了大黄蜂的商业蜂群，这些农场种植了不同数量的向日葵。在几周的时间里，研究小组对蜜蜂肠道中收集的病原体进行了采样，对蜂群进行了称重以确定它们是否正在蓬勃发展，并计算了女儿蜂王的数量。

“我们发现，随着向日葵丰度的增加，感染率下降，也许更重要的是，向日葵花粉的可用性每增加一个数量级，蜂王的产量就会增加30%，”该论文的第一作者Rosemary Malfi说，她完成了这项研究，作为她在Adler实验室的博士后工作的一部分。

虽然对于向日葵花粉对蜂王的确切原因还有更多的研究要做——如果大黄蜂不与疾病作斗争，也许它们有更多的繁殖能量，或者也许 C. bombi 会损害学习和觅食，因此减少感染会增加蜜蜂寻找食物的能力——阿德勒说：“证明向日葵不仅可以减少疾病，这真的很令人兴奋， 但对生殖产生积极影响。

菲格罗亚和阿德勒很快指出，这项研究并不代表昆虫启示录的解决方案。这项研究仅使用一种常见的大黄蜂进行，这种大黄蜂没有濒临灭绝。需要对菊科花粉如何影响其他受到威胁的大黄蜂物种进行更多的研究。也不知道多刺的菊科花粉是如何防止C. bombi的。但这些初步结果令人鼓舞，并表明向日葵家族很可能在维持传粉媒介健康以及最终我们自己的食物系统健康方面发挥作用。