農藥損害“小”蜜蜂的大腦發育–“永久且不可逆”

一項新的研究表明,農藥可能會削弱大黃蜂幼蟲的大腦發育,影響其成年後執行簡單學習任務的能力。


倫敦帝國理工學院的研究人員使用微CT掃描技術,以便揭示大黃蜂大腦的特定部分在幼蟲期接觸農藥時是否存在異常生長和發育的情況。

農藥損害“小”蜜蜂的大腦發育–“永久且不可逆”

大黃蜂大腦的Micro-CT掃描

在此之前的大多數研究,測試了農藥暴露對成年蜜蜂的影響,因為這些成年蜜蜂能夠直接收集受到農藥汙染的花蜜和花粉,並通過進食將毒素帶入體內。這項研究表明,小蜜蜂可以感覺到帶回蜂巢中被汙染的食物,並對其產生不良的影響,使其在以後的生活中生存能力變弱。

帝國理工大學生命科學系的首席研究員Richard Gill博士說:“蜜蜂的蜂巢充當“超級生物體(superorganisms)”的角色,當任何毒素流入蜂巢中時,它們都有可能導致蜂巢中的小蜜蜂在發育方面存在問題。”

農藥損害“小”蜜蜂的大腦發育–“永久且不可逆”

在花上覓食的大黃蜂

這些發現揭示了在暴露後數週內,農藥會如何影響蜂巢,因為它們的幼蟲長大成蟲後可能無法適當地覓食。令人擔憂的是,在這種情況下,當小蜜蜂被餵食受農藥汙染的食物時,會導致大腦的一部分生長減慢,從而導致成年蜜蜂的大腦較小且功能受損,這種損傷似乎是永久且不可逆的。


腦和學習障礙

該研究團隊使用了micro-CT掃描技術,深入研究了在暴露於農藥的情況下蜜蜂大腦的發育情況。

蜂巢被提供了一種特殊的花蜜,其中摻入了一種稱為新菸鹼類的農藥殺蟲劑。這些殺蟲劑中的一些農藥在歐盟範圍內嚴格限制使用,但目前為止在全球範圍內仍然廣泛使用。當幼蟲破繭而出成長為成年大黃蜂后,將在三天和十二天後對他們的學習能力進行測試,並在自然歷史博物館中使用micro-CT技術對他們的大腦進行掃描成像。這些蜜蜂被稱為實驗組蜜蜂。

農藥損害“小”蜜蜂的大腦發育–“永久且不可逆”

將實驗組蜜蜂的檢測結果與未飼餵農藥的幼蟲以及僅在成年時僅飼餵一次農藥的幼蜂進行比較,通過觀察蜜蜂是否可以學會將氣味與食物相關聯來進行測試,記錄十次測試中成功的次數並進行評分,發現:與未飼餵農藥的蜜蜂相比,在馬上成熟期飼餵農藥的蜜蜂顯示出明顯的學習能力受損。

研究人員對來自不同蜂巢的近百隻蜜蜂的大腦進行了掃描,發現那些接觸過農藥的蜜蜂,其大腦重要部分蘑菇體(mushroom body)的體積較小。

眾所周知,蘑菇體與昆蟲的學習能力相關,在學習任務中表現不佳與蘑菇體體積較小有關。這支持以下建議:與農藥接觸有關的較小的蘑菇體體積是蜜蜂性能差的原因。

農藥損害“小”蜜蜂的大腦發育–“永久且不可逆”

蘑菇體

潛在的永久影響

在成蟲的第3天和第12天進行測試時,在幼蟲發育過程中暴露於農藥的蜜蜂表現出相似的學習障礙和蘑菇體體積減少。該研究表明,至少在成蟲未暴露於農藥的九天內,仍然不能減少幼蟲期農藥暴露的影響,即學習能力仍然無法恢復,這表明幼蟲的農藥暴露可能存在永久的影響。

該研究的主要作者迪倫·史密斯(Dylan Smith)博士表示:“越來越多的證據表明,農藥可以在蜂群內積累。我們的研究揭示了在這樣的環境中養育個體的風險,而且蜂巢的未來勞動力可能在首次暴露後產生影響並且長達數週。

農藥損害“小”蜜蜂的大腦發育–“永久且不可逆”

蜜蜂在採集受到農藥汙染的花粉時,即對整個蜂巢產生了巨大的危害,但這種行為不應該作為評估蜂巢群體潛在風險的唯一指標,還應該考慮到暴露後的蜂巢,其農藥的殘存量,

這項研究的創新之處在於,該團隊先前率先使用micro-CT掃描蜜蜂的大腦,並通過這項研究證明該技術用於測試一些尺寸和形狀很是微小的但極其重要的應用問題,為未來相關領域的深入研究提供了很好的思路。


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