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幫蜜蜂找回家的路—從行為生理到基因的探索

蜜蜂數量減少是全球性的問題,由於蜜蜂是重要的授粉昆蟲,蜜蜂數量的減少不僅直接打擊蜂農,也會影響糧食生產。楊恩誠抽絲剝繭,從蜜蜂的行為、生理到基因,探索蜜蜂數量減少的原因,也期望幫助蜜蜂應付未來可能日益嚴重的環境壓力。
 
 
蜜蜂數量減少是全球性的問題,由於蜜蜂是重要的授粉昆蟲,蜜蜂數量的減少不僅直接打擊蜂農,也會影響糧食生產。楊恩誠抽絲剝繭,從蜜蜂的行為、生理到基因,探索蜜蜂數量減少的原因,也期望幫助蜜蜂應付未來可能日益嚴重的環境壓力。

工蜂離家不復返
 
蜜蜂數量減少的問題,從1994年已有報導,當時在法國南部的向日葵田發現蜜蜂離開蜂箱後不會回巢。2006年以來,類似報導得到更普遍的關注,例如美國大部分的州都有蜜蜂數量減少的情況,蜜蜂損失也維持相當高的比例。
 
目前針對蜜蜂減少,討論較多的是「蜂群崩潰失調症候群」(colony collapse disorder,CCD),這是指一個蜂巢中的工蜂消失,只剩下蜂王、幼蟲和食物,而蜂巢四周也沒有工蜂屍體。正常狀況下內勤工蜂是不會離巢的,但CCD發生時,巢內的工蜂也不見了。
 
至於原因,過去便懷疑與農藥有關。例如有一類用藥劑覆膜的種子,原意在於避免播種後種子被螞蟻搬走,但這種藥劑在土壤中會溶於水,被植株從根部吸收,遍布整株植物,包括花粉;這種花粉會被蜜蜂收集、餵給幼蟲,而其中的毒性成分益達胺對昆蟲是神經性毒。
 
農藥究竟是不是罪魁禍首,從2001年開始便有研究報告出爐,而2010年的結論是蜜蜂並沒有對任何一種農藥特別敏感。而藥劑覆膜種子的作物,檢測花粉中的益達胺,濃度非常低,只有10ppb,研究也已證實此濃度不足以殺死蜜蜂。
 
藥劑影響蜜蜂的發育和學習
 
楊恩誠先從蜜蜂行為著手,了解10ppb益達胺是否影響蜜蜂健康。在糖水中給予不同濃度的益達胺,發現達到50ppb時,蜜蜂喝完糖水後表現出不舒服的行為,但之後會恢復並飛走。觀察蜜蜂來回蜂巢和糖水所需的時間,發現隨著益達胺濃度增高,時間延長,甚至不再回巢的比例也增加。
 
考慮到CCD現象包括內勤工蜂失蹤,由於工蜂的生命週期為先內勤後外勤(內勤約20天後轉為外勤),楊恩誠認為內勤蜂的消失應與幼蟲時期便攝入毒物有關,因此實驗控制幼蟲的益達胺攝取量,發現四天共攝取相當於10ppb劑量時,對羽化率雖無影響,但是學習曲線卻下降了。研究這些工蜂的腦,也發現蕈狀體(相當於人類的海馬迴,和學習與記憶有密切關係)的突觸比正常工蜂少了很多,且益達胺濃度愈高,損害愈大,甚至在1ppb時就可觀察到神經的損傷,只是尚未表現在行為上。也就是說,環境中10ppb的益達胺,可以確定足以破壞蜜蜂的神經,且影響外在行為。
 
從基因層次去看,發現有578個基因受到影響。這些基因的已知功能包括神經發育、免疫、代謝等等,足見影響複雜。
 
進一步研究發現,幼蟲期攝取益達胺的工蜂,第14天時的基因表現和正常蜂20天時很接近,已經和外勤蜂一樣準備要外出了。雖然內勤蜂轉為外勤蜂和荷爾蒙有關,還需要進一步分析,但這可能解釋巢中內勤蜂減少的現象。
 
對抗蜜蜂數量的減少,第一步或許是「不要讓蜜蜂離家出走」。在實際操作上,楊恩誠舉了一個與生機系合作的例子,是將麥克風置於蜂巢內、偵測蜜蜂中毒時的聲音改變,便可儘早警告蜂農,避免CCD發生。
 
 
 
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