马萨诸塞大学阿默斯特分校研究发现大黄蜂超级食物背后的惊人科学

​是脊椎。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)植物的多刺花粉既可以减少 81-94% 的常见蜜蜂寄生虫感染，又可以显着增加蜂王的生产。该研究发表在功能生态学 和皇家学会学报 B：生物科学中，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：如何扭转世界传粉者的大灭绝。

昆虫传粉者——那些飞来飞去、嗡嗡作响、飞来飞去的昆虫，帮助从蓝莓到咖啡等各种植物施肥——每年为全球生态系统服务贡献超过 2000 亿美元。“我们依靠它们来获得多样化、健康、有营养的饮食，”麻省大学阿默斯特分校即将上任的环境保护助理教授、花粉刺论文的第一作者劳拉·菲格罗亚 ( Laura Figueroa)说。然而，由于杀虫剂的广泛使用、栖息地丧失等原因，许多传粉昆虫正在遭受前所未有的衰退，世界各地的科学家正在努力研究如何对抗末日。

帮助传粉者，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者抵抗疾病感染，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，还没有人知道为什么向日葵能如此有效地抵御C. bombi，或者向日葵家族中的其他花卉是否具有相同的抗病原体能力。

物理，不是化学

Figueroa 说：“我们知道某些食物对健康的益处来自于其中的特定化学物质。” “但我们也知道，有些食物因其物理结构而健康——想想纤维含量高的食物。”

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项实验，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。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，而另一批喂给撒有向日葵代谢物但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有相同的反应，而且与以向日葵代谢物为食的蜜蜂相比，它们遭受 C. bombi 感染的几率要低 87%，”Figueroa说。

但这还不是全部。以豚草、苍耳、蒲公英和狗茴香为食的蜜蜂——所有向日葵科的成员，并具有类似多刺的花粉壳——与食用向日葵花粉的蜜蜂相似，C. bombi感染率较低——这增加了这种疾病的可能性- 抗药性可能对向日葵科植物很常见。

适合女王的食物

新研究的一个违反直觉的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，但如果导致营养不良，用向日葵和亲属喂养大黄蜂就没什么用了。

“如果让病人挨饿，这对治愈普通感冒没有好处，”马萨诸塞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。“我们需要观察群落水平，以及蜜蜂肠道中发生的情况，以了解如何帮助它们应对压力环境，”阿德勒说。

衡量一个蜂群健康状况的一种方法是通过它产生的蜂王数量，因为蜂王是大黄蜂蜂群将其基因传递给下一代的方式。女王不是天生的，而是长大的。蜂群利用它们收集的食物资源将少量蜜蜂幼虫变成女蜂王。一旦寒冷的天气到来，所有的工人和老王后都会死去。唯一幸存下来的蜜蜂是新的女蜂王。如果它们能熬过冬天，它们将在春天产生一个全新的群体。蜂群产生的蜂王越多，蜂群的基因通过多代蜜蜂传递下去的可能性就越高。

为了测试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 20 个不同农场安置了商业大黄蜂群落，这些农场种植了不同数量的向日葵。在几周的时间里，研究小组对收集在蜜蜂肠道中的病原体进行了采样，对蜂群进行称重以确定它们是否在繁衍生息，并计算了女蜂王的数量。

“我们发现，感染随着向日葵丰度的增加而减少，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，他也是作为她在阿德勒实验室博士后工作的一部分完成了这项研究。

尽管向日葵花粉对蜂王有益的确切原因还有更多研究要做——也许大黄蜂如果不与疾病作斗争，就会有更多的繁殖能量，或者C. bombi会损害学习和觅食，因此减少感染可以提高蜜蜂的能力寻找食物——阿德勒说，“证明向日葵不仅能减少疾病，还能对繁殖产生积极影响，真是令人兴奋。”

下一步

Figueroa 和 Adler 很快指出，这项由美国国家科学基金会和农业部支持的研究并不代表昆虫末日的解决方案。这项研究仅使用一种未濒临灭绝的常见大黄蜂进行。需要对菊科花粉如何影响其他受威胁的大黄蜂物种进行更多研究。也不清楚多刺的菊科花粉如何防止C. bombi。但这些初步结果令人鼓舞，表明向日葵科很可能在维持传粉者健康方面发挥重要作用，并最终在我们自身食物系统的健康方面发挥重要作用。