刘玉玲 徐凯 王志 牛庆生│编译
吉林省养蜂科学研究所
有谁不喜欢熊蜂呢? 它们很可爱,毛茸茸的,经常出现在儿童故事书中,而且它们还是茄科植物(如番茄和辣椒)最重要的传粉者。
但熊蜂的数量正在以惊人的速度下降。关于熊蜂种群的长期研究数据提供了最佳证据,证明传粉者的减少是真实存在的,比蜜蜂减少的证据还要充分。例如,纽约的18种熊蜂中有13种分布范围收缩,这些数据代表了世界许多地方的类似趋势。
为什么熊蜂(和其他传粉者)数量下降呢? 关于这个话题有很多观点,我相信大多数读者也都有自己的观点。但是如果我们可以问蜜蜂,那么它们会说什么呢?
我们实验室第11篇笔记的主题,“北美熊蜂Bombus Terricola的保护基因组学”,揭示了免疫基因的近亲繁殖和选择,由克莱门特·肯特及其同事撰写,发表在2018年《遗传学前沿》杂志上。
为了进行研究,肯特和他的同事首先在安大略省和魁北克省搜寻了30多个采样点,寻找黄带熊蜂Bombus Terricola。他们收集了几个雌雄同体,或者叫蜂王,并把它们带回实验室。在实验室,研究人员提取了其DNA,然后使用新的测序技术对它们的基因组进行测序。与任何测序研究一样,这是真正工作开始的时候。作者花了很多时间把DNA拼图拼在一起,特别是寻找群体大小、近亲繁殖的基因组特征(当种群很小且近亲开始交配时,为了彼此的需要通常会发生这种情况),以及任何经过最近和快速选择的基因。
那么,黄带熊蜂的数量还在下降吗?很不幸,是的。肯特和他的同事发现,基因组学证据支持黄带熊蜂种群在过去的100年里数量大幅减少,下降了近100倍。此外,大多数被分析的蜜蜂都有近亲繁殖的迹象。近亲繁殖对蜜蜂来说是一个特别糟糕的问题,因为它们的遗传系统是单倍体的(即雄蜂通常有一套染色体,而雌性工蜂和蜂王有两套染色体)。当近亲繁殖发生时,一些雄性会产生两套染色体,这使得它们不育,这是由蜜蜂性位点的纯合性和单性互补性决定的结果。
这种近亲繁殖的结果被称为“二倍体雄性漩涡”,因为它增加了种群开始减少的物种的灭绝风险。事实上,这可能是目前许多膜翅目传粉昆虫数量下降的一个重要机制——一旦它们的数量下降到一个临界值,近亲繁殖就更有可能发生,它们就会陷入“漩涡”。在他们的研究中,作者发现高达15%的黄带熊蜂雌蜂与不育的二倍体雄蜂交配。这对那些没有生育的后代来说是个坏消息,因为这样会减少下一代的数量。
关于可能导致蜜蜂数量下降的压力,基因组揭示了什么呢? 这是肯特和同事们研究的真正突破点。作者们指出,超过25个负责免疫功能和抗病毒防御的基因最近经历了筛选。换句话说,安大略省和魁北克省的黄带熊蜂最近承受了来自病毒等病原体侵染的巨大压力。
有趣的是这种病原体的压力从何而来呢?我们不可能确切说出是什么原因导致黄带熊蜂受到这种病菌的感染。但有一种可能性是它来自那些给西红柿和辣椒授粉的熊蜂。这些熊蜂是在巨大的车间里生产的,然后运到北美各地授粉。不幸的是,有时运输前它们在车间里生病,然后把疾病传染给野生蜜蜂。
另一种可能性是养蜂人管理不当,让他们的蜜蜂生病从而蔓延到野生蜜蜂,如天鹅绒带熊蜂,这种现象已经在感染蜜蜂和熊蜂的残翅病毒上得到证实。
既然我的蜜蜂可能会让野生熊蜂生病,我该怎么做才能避免这种情况呢? 首先,确保你的蜂群是健康的,瓦螨可以传播残翅病毒等病原体,病原体可以通过花在不同种类的蜜蜂之间传播。所以,如果在你的蜂群中控制了瓦螨和其他疾病,你不仅为你的蜜蜂做了很好的服务,而且也为你周围的野生蜜蜂做了很好的服务。
第二,告诉你的邻居少用农药。实验室最近的研究发现,美国黄带熊蜂在使用更多杀菌剂的地区更容易感染病原体。最后,确保你家附近有很多营养丰富的鲜花。与人类相似,当蜜蜂拥有健康和多样化的饮食时,它们的免疫系统功能会更好。对我们来说,这可能包括一些辣调味品。对蜜蜂来说,也许是那些美丽的西红柿和胡椒花的花粉。