聚苯乙烯微塑料如何 “毒害” 蜜蜂?肠道菌群与代谢的双重危机

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Environmental Toxicology and Pharmacology 4.2

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  为探究聚苯乙烯微塑料(PS - MPs)如何经肠道影响蜜蜂生存及代谢过程,研究人员用不同浓度和粒径的 PS - MPs 处理蜜蜂 21 天。结果显示,PS - MPs 降低蜜蜂存活率和食物摄入量,破坏肠道结构和菌群,干扰代谢。该研究为治理环境污染物提供依据。

  在生态系统中,蜜蜂(Apis mellifera L.)可是至关重要的角色,它们就像大自然的 “红娘”,对维持生态平衡和农业授粉功不可没。但近年来,蜜蜂种群数量却在不断减少,背后的 “凶手” 众多,寄生虫、细菌、病毒等致病因素,还有农药、微塑料(MPs)这些环境污染物都脱不了干系。其中,微塑料作为一种广泛存在于环境中的污染物,已经在各种生物体内被发现,蜜蜂也未能幸免。由于蜜蜂的觅食范围广泛,很容易接触到被微塑料污染的花蜜、花粉和水源,这些微塑料进入蜜蜂体内后会产生怎样的影响呢?特别是对蜜蜂的肠道系统以及代谢过程会造成哪些改变?目前这些问题还没有明确答案。
为了解开这些谜团,中国农业科学院的研究人员开展了一项研究。他们将蜜蜂暴露在不同粒径(0.5μm 和 5μm)、不同浓度(25mg/L 和 50mg/L)的聚苯乙烯微塑料(PS - MPs)环境中,持续 21 天。研究发现,PS - MPs 会降低蜜蜂的存活率和食物摄入量,还会让蜜蜂肠道壁结构受损,增加氧化应激水平。而且,PS - MPs 改变了肠道微生物群落,使有益的乳酸菌(Lactobacillus)数量减少,巴尔通体(Bartonella)增多。肠道代谢组学分析表明,PS - MPs 干扰了代谢途径,上调了氨基酸和碳水化合物代谢,下调了 α - 亚麻酸和脂质代谢。这一研究成果发表在《Environmental Toxicology and Pharmacology》杂志上,为深入了解微塑料对蜜蜂的生理影响提供了重要依据,也凸显了制定有效环境污染物管理策略的紧迫性。

研究人员在开展这项研究时,主要运用了以下关键技术方法:首先是准备 PS - MPs,选用粒径为 0.5μm 和 5μm 的 PS - MPs,分别配置 25mg/L 和 50mg/L 的溶液用于实验;接着记录蜜蜂的存活率和蔗糖消耗量,以此评估 PS - MPs 对蜜蜂生理状态的影响;还进行了肠道代谢组学分析,探究 PS - MPs 对蜜蜂代谢途径的作用 。

下面来看具体的研究结果:

  • PS - MPs 降低蜜蜂存活率和蔗糖消耗:研究人员通过记录蜜蜂存活率和蔗糖消耗情况,发现除 PS_25_5 组外,其他 PS - MPs 处理组的蜜蜂存活率相比对照组(CK)都显著降低(p < 0.05)。同时,PS - MPs 处理组的蜜蜂累计蔗糖消耗量也低于对照组。这表明 PS - MPs 对蜜蜂的生存和饮食行为产生了负面影响。
  • PS - MPs 破坏肠道结构并增加氧化应激:PS - MPs 在蜜蜂肠道内积累,导致肠道壁结构受损,同时升高了氧化应激水平。这说明 PS - MPs 会对蜜蜂肠道的正常生理功能造成破坏,影响其健康。
  • PS - MPs 改变肠道微生物群落:PS - MPs 处理后,蜜蜂肠道内的微生物群落发生了变化,乳酸菌数量减少,巴尔通体数量增加。肠道微生物群落的平衡被打破,可能会进一步影响蜜蜂的健康和生理功能。
  • PS - MPs 干扰代谢途径:肠道代谢组学分析显示,PS - MPs 干扰了蜜蜂的代谢途径,使得氨基酸和碳水化合物代谢上调,而 α - 亚麻酸和脂质代谢下调。代谢途径的紊乱可能会影响蜜蜂的营养吸收和能量供应,对其生存产生不利影响。

研究结论和讨论部分指出,本研究充分证明了 PS - MPs 对蜜蜂存在诸多负面影响。在 21 天的暴露期内,PS - MPs 显著降低了蜜蜂的存活率和食物摄入量,肠道内 PS - MPs 的积累破坏了肠道结构,扰乱了肠道微生物群落的组成,改变了代谢过程,还增强了氧化应激。随着塑料制品的广泛使用,环境中的 MPs 污染日益严重,这对生态系统和生物的生存构成了严重威胁。该研究揭示了 PS - MPs 对蜜蜂生理健康的危害,特别是对肠道内环境的破坏,为后续深入研究微塑料对蜜蜂乃至整个生态系统的影响提供了重要参考,也为制定环境污染物治理策略提供了理论依据,对保护蜜蜂种群、维护生态平衡具有重要意义。

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