想拯救蜜蜂? 注意病原体和花
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想拯救蜜蜂? 注意病原体和花

UMass Amherst 的研究人员使用荧光颜料、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向联系

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在该杂志上发表的新研究 生态 最终表明,花朵的某些物理特性通过调节有害病原体的传播来影响大黄蜂的健康 Crithidia bombi. 特别是,由马萨诸塞大学阿默斯特分校的科学家进行的研究表明,花的花冠或花瓣的长度会影响这种病原体在蜜蜂之间的传播方式,因为较短的花冠意味着较少的蜜蜂粪便会进入蜜蜂体内开花本身和蜜蜂寻找花蜜的路径。

科学家们最近对“昆虫末日”或世界昆虫的大规模灭绝敲响了警钟。 据估计,在过去 50 年中,世界昆虫的寿命减少了 75%。 在这场灾难的众多生态影响中,授粉物种的崩溃是其中之一,据科学家估计,在过去的二十年中,其中一些传粉物种在美国已经灭绝了 90%。

尽管世界末日的原因有很多,包括栖息地丧失、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,一种叫做 Crithidia bombi,通常通过蜂粪传播,已成为广泛流行的祸害。

一种广泛而流行的拯救蜜蜂的尝试是种植传粉花园。 “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 Jenny Van Wyk 问道。 “我们正试图收集有关花卉特征如何影响传粉者健康的信息,以便我们能够超越物种特定信息进行思考。 这样,我们就可以对具有相似特征的物种进行概括,从而有助于指导种植决策。”

特别是,花瓣较短的花比花瓣较长的同种花传播的病原体更少。

这是因为,在寻找花蜜的过程中,蜜蜂会深入花朵。 当花瓣很长时,蜜蜂可能会在里面摆动整个身体。 当那只蜜蜂排便时,它的粪便留在花内,下一只来寻找花蜜和花粉的蜜蜂最终会弄脏另一只蜜蜂的粪便。 如果那便便恰好含有 C. 邦比, 那么第二只蜜蜂就会有很高的感染风险。

但在花瓣较短的花朵中,“蜜蜂的屁股会伸出来,”Van Wyk 说,它们的粪便会无害地掉到地上。

一只蜜蜂爬过 Penstemon digitalis,毛地黄胡须舌,一种看起来像白色毛地黄的植物,开着深管状的花朵。 蜜蜂头后的身体有蓝色光泽。
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:本·巴恩哈特

为了得出这个结论,Van Wyk 和她的同事招募了一群 UMass Amherst 本科生和研究生来种植本地野花,这些野花被封闭在帐篷里。 大黄蜂在这些帐篷里放荡不羁。 一半的蜜蜂是健康的,Van Wyk 和她的同事将它们涂成蓝色,以便于识别。 另一半接种了 C. 邦比.

然后,该团队改变了每个帐篷中花朵的物理特性,以测试哪种特性对蜜蜂健康影响最大。 为了测试花冠长度,Van Wyk 和她的团队使用小剪刀修剪了超过 105,000 朵花。 为了测试花的方向是否对植物产生影响,研究人员将一些花排列成十字形,另一些则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有影响。 该团队通过将一个装满花蜜的微型移液管插入 6,500 多朵花中,喷出更多甜味物质,以查看每朵花的花蜜量是否起到了作用,他们用糖水喷洒了整组植物测试花蜜的分布是否影响蜜蜂的健康。 最后,该团队将开花植物的密集种植与更分散的种植进行了测试。

为了追踪哪些蜜蜂的粪便落在哪里,Van Wyk 和她的同事给蜜蜂喂了荧光涂料。 他们使用黑光灯定位了发光的粪便,以了解病原体沉积的位置。

一个女人靠在一株植物上,专注于看起来像一把指甲剪的东西,她正在用它修剪一朵长长的 Penstemon 洋地黄花。
UMass Amherst 研究助理 Fiona MacNeill 正在修剪 105,000 朵花中的一朵。 图片:本·巴恩哈特。

所有这一切之后,该团队发现,当花冠唇被修剪、花蜜在一组花中均匀分布或花的种植距离更远时,病原体传播减少。 花冠被修剪过的花朵产生了更多的幼虫,花蜜分布更均匀的植物斑块也是如此。

“这项工作非常令人兴奋和新颖,”麻省大学阿姆赫斯特分校生物学教授、该论文的资深作者 Lynn Adler 说,“因为只有少数研究比较了不同物种的花如何传播蜜蜂疾病——而且只有少数研究一项发表于 25 多年前的研究操纵了一种花卉性状,以确定其在疾病传播中的因果作用。 我们的工作表明,广泛的特征可能很重要。”

“当我进行公开演讲时,我遇到的第一个问题是,”Van Wyk 说,“‘我应该为蜜蜂种植什么?’ 我们的研究为进一步了解花朵的具体物理特性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:“蜜蜂会在花更多的花序上拜访更多的花……因此可能会沉积和/或遇到更多的粪便。 之前的传播实验发现病原体传播与花序上的生殖结构(包括花、芽和果实)的数量相关,并且还与 Monarda didyma 中开放的花朵数量相关,尽管接种物是手动添加到花中,而不是允许粪便自然沉积……因此,花朵开放的植物可能为蜜蜂提供更多资源,但也有可能成为增加传播的枢纽。”

阅读文章

Van Wyk, JI, Lynch, A.-M。 和阿德勒,LS(2022 年)“多种花卉性状的操纵表明在传粉媒介疾病传播中的作用,” 生态,页。 e3866。 https://doi.org/10.1002/ecy.3866

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作者

Alun Salt

Alun(他/他)是 Botany One 的制作人。他的工作是维护服务器的正常运行。

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