新烟碱类杀虫剂吡虫啉会改变原始真社会性蜜蜂（Lasioglossum malachurum）的化学成分特征

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：The neonicotinoid Acetamiprid alters the chemical profile of the primitive eusocial bee Lasioglossum malachurum

野生蜜蜂健康与农药交互作用研究。小地栖汗蜂Lasioglossum malachurum暴露于「蜜蜂安全」性内吸剂Acetamiprid后，糖水消耗率显著升高，表皮脂类物质总量增加且组成发生改变，可能与化学通讯紊乱有关，但卵巢发育未达显著水平。实验室培养导致肠道菌群中乳杆菌属丰度下降，提示环境变化可能比农药本身更影响微生物组。该研究揭示农药可能通过干扰化学通讯影响社会行为，为评估现有农药残留风险提供新证据。

　　本研究探讨了广泛使用的农业化学品——特别是新烟碱类杀虫剂Acetamiprid对野生蜜蜂中一种重要且常见的地穴式巢居蜂Lasioglossum malachurum的影响。这项研究发现，尽管Acetamiprid被普遍认为对蜜蜂是安全的，但其在实验室条件下的暴露仍然会对这种蜂的化学通讯、行为和生理状态产生显著影响，进而可能影响其社会行为和种群稳定性。

### 野生蜜蜂的重要性与威胁

全球范围内，单生蜂和具有社会行为的蜂类是主要的传粉者，对农作物和野生植物的繁殖起着关键作用。然而，野生蜜蜂正面临严重的种群衰退问题，尤其在德国，超过一半的物种被列为濒危。类似的情况也出现在阿尔卑斯山和东欧地区，并且预计将在全球范围内继续恶化。农业用地的集约化是导致这一问题的重要因素之一，它不仅减少了蜜蜂的栖息地和食物来源，还对蜜蜂的觅食行为和学习能力造成直接影响。自2000年以来，杀虫剂的使用与传粉者数量下降之间的联系已被多次报道，其中新烟碱类杀虫剂因其对昆虫神经系统的影响而成为特别关注的对象。

新烟碱类杀虫剂，如Acetamiprid，因其在花蜜和花粉中持久存在而被广泛使用。它们通过与昆虫的乙酰胆碱受体高亲和力结合，发挥神经毒素的作用，进而影响昆虫的生理状态、健康状况以及繁殖能力。此外，新烟碱类杀虫剂还可能对非目标动物，如两栖类，产生毒性效应。尽管欧盟自2018年起对新烟碱类杀虫剂进行了严格限制，但Acetamiprid仍然是目前唯一在欧盟获得许可直到2033年的新烟碱类杀虫剂，因为它被认为对蜜蜂相对安全。然而，这一评估主要基于对人类健康的影响，而忽视了对昆虫传粉者可能带来的生态风险。

### 研究背景与研究对象

Lasioglossum malachurum是一种常见的地穴式巢居蜂，属于Halictidae科，具有原始的社会行为。其社会结构依赖于通过蜂王信息素进行的化学通讯，尤其是通过宏观环状酯类化合物来调控工蜂的卵巢发育和行为表现。因此，这种蜂成为研究新烟碱类杀虫剂对化学通讯影响的理想模型。此外，Acetamiprid在油菜田中被广泛使用，而油菜也是L. malachurum的重要花粉资源。

本研究的假设是：Acetamiprid的暴露会改变L. malachurum的表皮脂质组成、卵巢发育以及肠道微生物群落。通过实验室条件下的暴露实验，研究人员能够观察到这些变化，并进一步探讨其对蜂群行为和生态功能的潜在影响。

### 实验方法与样本处理

研究人员在德国乌尔姆附近的Reichenbach im T?le地区收集了L. malachurum的工蜂，并将它们分组进行实验室处理。实验分为两组：一组被喂食含有Acetamiprid的糖水溶液，另一组仅被喂食糖水。实验持续7天，期间通过玻璃毛细管每日提供糖水，并通过称重测量蜜蜂的摄入量。此外，部分样本被直接冷冻以用于肠道微生物分析，而其他样本则在实验室中饲养，并在实验结束时被冻杀。

为了提取表皮脂质，蜜蜂在实验前被用戊烷清洗，随后进行解剖以获取肠道和卵巢组织。肠道样本被保存在DNA/RNA Shield中以备后续的微生物群分析。卵巢发育被分为三个阶段，并通过显微镜观察进行分类。同时，为了评估蜜蜂的体型对表皮脂质提取的影响，研究人员测量了翅膀和立方细胞的大小，但发现体型与表皮脂质的总量无显著相关性。

### 化学分析与微生物群研究

通过气相色谱分析，研究人员发现Acetamiprid暴露显著改变了蜜蜂的表皮脂质组成。具体而言，处理组的蜜蜂表现出更高的表皮脂质总量，而某些特定化合物的相对丰度发生了变化。这些化合物包括长链烷烃、烷烯和宏观环状酯类，它们在蜜蜂的化学通讯中起着重要作用，尤其是作为蜂王信息素，影响工蜂的卵巢发育和行为表现。

此外，研究人员还对蜜蜂的肠道微生物群进行了分析。结果显示，尽管Acetamiprid暴露并未显著改变微生物群的组成，但实验室条件下的饲养导致了肠道微生物群的变化。特别是，Apilactobacillus的相对丰度在实验室样本中显著下降，而Wolbachia则成为主要的共生菌。这一现象表明，实验室环境可能对蜜蜂的微生物群产生显著影响，因此在评估农药对蜜蜂的生态影响时，必须考虑到实验室条件可能带来的偏差。

### 实验结果与分析

实验结果显示，Acetamiprid暴露导致蜜蜂的糖水摄入率显著增加，尤其是在实验初期。这种行为变化可能与蜜蜂对农药的反应有关，尽管Acetamiprid被认为对蜜蜂相对安全，但其对蜜蜂的觅食行为产生了明显影响。此外，处理组的蜜蜂卵巢发育呈现出一种趋势，即更倾向于未发育或发育不完全的阶段，这可能对蜂群的繁殖能力产生不利影响。

在表皮脂质的组成方面，研究人员发现处理组的蜜蜂表现出显著的差异。某些长链烷烃和宏观环状酯类的相对丰度降低，而其他化合物则增加。这些变化可能影响蜜蜂之间的化学通讯，进而对蜂群内部的行为调控产生影响。值得注意的是，这些变化与卵巢发育阶段密切相关，说明农药可能通过影响蜂王信息素的化学组成，间接影响工蜂的行为表现。

在微生物群的分析中，研究人员发现实验室环境对蜜蜂的肠道微生物群产生了显著影响，而Acetamiprid的暴露并未直接改变其组成。这种现象可能表明，实验室条件本身对蜜蜂的微生物群存在干扰，因此在评估农药对蜜蜂的生态影响时，必须考虑到实验环境的潜在影响。

### 讨论与生态意义

本研究的发现表明，尽管Acetamiprid被认为对蜜蜂相对安全，但它仍然可能对蜜蜂的化学通讯和行为产生影响。这些影响可能包括对蜂王信息素的干扰，进而影响工蜂的卵巢发育和行为表现。这种影响可能对蜂群的繁殖能力和社会结构产生不利影响，从而影响其在农业生态系统中的作用。

此外，实验室条件下的微生物群变化表明，蜜蜂的微生物群可能对环境因素非常敏感。因此，在进行农药对蜜蜂微生物群的影响研究时，必须考虑到实验室环境可能带来的偏差。例如，某些蜜蜂种类在实验室中可能失去与特定微生物的共生关系，而这些微生物在自然环境中对其健康和行为起着重要作用。

### 结论与建议

本研究的结论是，Acetamiprid的暴露虽然在一定程度上被认为是安全的，但其对L. malachurum的化学通讯和行为表现产生了显著影响。这些影响可能对蜂群的繁殖能力和社会结构产生不利影响，进而影响其在农业生态系统中的作用。因此，在评估农药对蜜蜂的影响时，必须考虑到其对小型地穴式蜂种的潜在影响，并在农药批准和再评估过程中纳入这些物种的生态研究。

此外，研究人员建议，在进行农药对蜜蜂微生物群的影响研究时，应考虑实验室条件可能带来的偏差，并在实验设计中尽可能模拟自然环境。这将有助于更准确地评估农药对蜜蜂生态系统的潜在影响，从而为制定更有效的保护措施提供科学依据。