美国蜜蜂成群“蒸发”科学家追凶获新进展

美国蜜蜂成群“蒸发”科学家追凶获新进展

新烟碱类农药进入视野

2005年春天里普通的一天,迈克尔·布瑞德(Michael Breed)像平常一样去探望他的蜂巢。作为美国科罗拉多大学博尔德分校研究蜜蜂的研究人员,这是他过去二十年中再寻常不过的工作。

然而,这次他震惊地发现,蜜蜂不见了,就像它们从来没存在过一样“蒸发”了,而不是死亡——因为没有找到尸体。可就在此前,它们看起来还十分健康。

更让布瑞德惊讶的是,从这以后,蜂群消失现象开始持续发生,以至于每年春天他不得不购买越来越多的新蜂群。

这样的噩运不仅降临在布瑞德一个人身上。美国政府调查显示,每年有多达1/3的职业养蜂人所饲养的蜂群“崩溃(collaps)”。后来,这一奇怪的现象被命名为“蜂群崩溃症候群”,也称之为“蜂群崩溃综合症”。

至今,这一现象仍没有公认的解释。

12年前,还在哈佛大学公共卫生学院任教的吕陈生用实验揭示“蜂群崩溃症候群”很可能与全球使用最广泛的一种农药——新烟碱类农药有关。

如今,已是西南大学资源环境学院特聘教授的吕陈生,正在继续探究新烟碱类农药的广泛使用对国内生态环境的影响,包括人类在长时间低剂量暴露下的未知健康风险。

他告诉《中国新闻周刊》,他并不反对农药的使用,但在用量、使用方式等方面,如何平衡农业保障与防止健康风险,还需要做更多的研究。

寻找蜜蜂杀手

自从2005年“蜂群崩溃症候群”被发现后,这一现象不断在多个国家和地区上演。

2011年,联合国环境规划署在一份报告中指出,全球蜜蜂数量正在不断下降。该机构呼吁,全球应当共同解决蜜蜂数量减少的问题,因为这将威胁到粮食安全。

有研究显示,作为传粉媒介,昆虫及鸟等动物帮助约88%的开花植物产生果实和种子;其中,蜜蜂在授粉效率上表现出色,因而承担着更重要的任务。

而拯救蜜蜂的第一步,便是找到“杀手”。学界和相关企业都在试图找到症结,纷纷提出不同猜测并想办法验证。

吕陈生注意到,早在几年前,耕种农作物高度依赖蜜蜂授粉的法国农民便开始怀疑,普遍使用的新烟碱类农药可能是蜜蜂消失的原因。

曾从事农药行业研究多年、农业服务平台“35斗”高级研究员李静告诉中国新闻周刊,这是一类广泛用于害虫防治的杀虫剂,主要作用于昆虫的乙酰胆碱酯酶发挥作用,“简单的说,便是阻断靶标害虫的中枢神经传导,从而使其死亡”。

经过对比,吕陈生发现,美国蜂群崩溃高发与这类农药的使用,在时间上高度重合。

“在不到十年的时间里,全美国只要有农业生产的地方都用了噻虫胺(新烟碱类农药的一种),而且95%都用在了玉米上”,吕陈生告诉中国新闻周刊,蜂农一般会用高果糖玉米糖浆喂养蜜蜂。

为了证实蜂群消失与新烟碱类农药的关系,吕陈生与同事们做了一系列实验。他们用了一年的时间发现,在喂养低剂量的新烟碱类农药后,4个蜂箱中所有的蜜蜂都不见了,几乎没留下一点痕迹,而正常喂养的蜂箱里则没有出现蜂群消失的现象。

与此同时,其他越来越多的研究也表明,新烟碱类农药与蜂群消失脱不了干系。

2017年,英国生态和水文中心的研究者在对英国、德国和匈牙利的33处大型农田调查发现,使用噻虫胺、噻虫嗪等新烟碱类农药对蜜蜂健康产生了负面影响,包括降低越冬和繁殖成功率等。

随后,欧洲食品安全管理局评估结果亦表明,在所有杀虫剂中,有三种新烟碱类农药对蜜蜂构成了健康风险。

中国科学家亦曾得出相似结论,发现该类农药会影响蜜蜂通过嗅觉寻找花朵,使蜜蜂觅食行为减少。

作为新烟碱类农药的主要研发者,拜耳等农药巨头并不认同这些结论。“近年来,拜耳方面的研发团队发现蜂群数量的减少,可能与一种寄生性螨类有关”,李静说。

但吕陈生指出,寄生螨问题一直存在,但蜂群崩溃症候群却是新近发生的现象。

中国亦广泛使用

如果新烟碱类农药对蜜蜂有害,那它是否也会给其他生物,甚至是人类带来负面影响呢?

顺着这个思路,近年来,一些相关的研究成果陆续发表出来。科学家们发现,该类农药的使用与斑马鱼、鸟类、大鼠等动物的健康风险都存在相关性。

譬如,新烟碱农药暴露可导致雄性大鼠睾丸受损从而影响繁殖,也会使雌性大鼠卵巢质量减轻。

复旦大学公共卫生学院教授姜庆五曾指导学生对相关研究做出梳理。他们总结,新烟碱农药可能对非靶标生物具有生殖毒性、遗传毒性、神经毒性、免疫毒性、肝毒性和肾毒性。

同时,由于新烟碱类农药水溶性较大,很容易通过地表径流、地下排水等途径污染水体。多个国家在不同流域、不同来源的水样本中,都曾检出一种或多种新烟碱类农药。

中国是新烟碱类农药的生产和使用大国。2018年回国后,吕陈生也试图在中国找到答案。

他一边在国内继续此前对蜂群的研究,一边在此基础上扩大实验对象范围,譬如蚯蚓、溪水中的鱼类、湿地中的生物等,同时将环境分析也纳入其中。

吕陈生在杭州收集到的水果——无论是苹果、香蕉、梨,还是草莓——都至少含有一种新烟碱类农药。

此外,他们还在钱塘江、东苕溪等水源地及自来水中,检测到了新烟碱类农药。

这样的研究并非孤例。中国食品安全风险评估中心对全国20个省份第五次和第六次膳食调查显示,新烟碱类农药的总检出率分别为53.3%和70.5%。另一项对珠江流域三个干流地表水样的分析也显示,噻虫嗪、噻虫胺等新烟碱类农药的检出率接近100%。

当然,几乎所有测定的各类样本中该类农药的浓度均低于风险剂量。但即便是极低的剂量,长期暴露所带来的风险,也很难令学界放下担忧。

使用应更为谨慎

农业农村部农药管理司有关工作人员对中国新闻周刊表示,在中国,农药登记时需要先对蜂、鸟、鱼、蚕等做安全性评价,目前在国内暂未观察到“蜂群崩溃症候群”类似的现象。

“农药研发过程中有一套非常复杂的评价体系,包括对哺乳动物和非靶标生物的毒性评估及环境安全评估。”李静说。

具体而言,研究中通常要用大鼠、兔子等哺乳动物来完成急性毒性、慢性毒性、致畸性、致癌性等多种毒性数据的评估。此外,还会对蜂、鸟、鱼、蚕等非靶标生物的毒性水平进行实验。

除此之外,农药研发和登记时,也需要完成一系列严格的实验以进行环境风险评,如残留实验、不同条件下的降解和代谢等。

自1991年吡虫啉获批后至今,全球已有12种新烟碱类农药上市,登记产品数以千计。那为什么投入使用这么年后,这类农药有害的一面才逐渐暴露呢?

在李静看来,这与农药最大的问题——抗药性有关。

长期使用同一类型的化学农药,害虫很容易产生抗药性。她说:“这就需要用不同类型的农药轮换或复配使用。此外,开发全新作用机理的新产品,也是解决抗药性的有效途径。”

但问题是,从农药研发的角度看,目前全新作用机理的新农药开发难度越来越高,时间周期也越来越长。

一位农药销售对中国新闻周刊说,相比之前的杀虫剂,新烟碱类农药更广谱,也能防治更多害虫。同时,无论是拌种剂还是喷剂,药效都持续较长时间。

这一说法也得到了李静的认同。她说,“对于农民来说,眼下并没有更合适的替代产品”。

虽然研究人员已在探索其他方向,譬如对蛋白类、核酸类等生物制剂农药的研发,然而从研发到上市平均需要10年左右的时间,“远水解不了近渴”,李静说。

盼不到新产品,为了保护农作物就不得不交替使用不同类型的新烟碱类农药或加大剂量。这就会导致另一个问题,农药的实际用量,超过了其包装上明确标示的用法与用量。

“用量超标之下,就可能对生物多样性、生态系统功能造成难以意料的影响。”一位不愿具名的业内人士告诉中国新闻周刊。

吕陈生提醒说,过去很多被禁用的农药在上市之初,人们并不知晓它们对人类或是生态健康的危害。

在他看来,农药不应当是预防的工具,使用应更为谨慎,“不能假设玉米种下去会有虫害,就把种子都包上农药”。

事实上,多个国家已陆续推行了对新烟碱类农药的限用,甚至禁用政策。早在2013年,欧盟便对部分品种的该类农药做出了限制,禁止将其应用于大米、油菜籽和其他春季谷物。此后,巴西、加拿大乃至非洲等国家和地区也相继采取措施。

因拜耳用于水稻的新烟碱类农药氟苯虫酰胺对水生生物存在较高的潜在风险,2016年,其在中国的农药登记被撤销,并于2018年10月1日期禁止其在水稻上的使用。

但目前来看,对其余11种登记在册的新烟碱类农药的观察与评估,或许仍需要进一步推进。

来源: 中国新闻周刊

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