《Environmental Research》：Dynamics of glyphosate and its metabolite AMPA in the South American black bumblebee Bombus pauloensis inhabiting areas with contrasting land uses
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弗兰科·切切托（Franco Cecchetto）| 托马斯·M·麦克劳克林（Tomas M. Mac Loughlin）| 路易西娜·D·德蒙特（Luisina D. Demonte）| 玛丽亚·罗莎·雷佩蒂（María Rosa Repetti）| 马蒂亚斯·D·马吉（Mat
弗兰科·切切托（Franco Cecchetto）| 托马斯·M·麦克劳克林（Tomas M. Mac Loughlin）| 路易西娜·D·德蒙特（Luisina D. Demonte）| 玛丽亚·罗莎·雷佩蒂（María Rosa Repetti）| 马蒂亚斯·D·马吉（Matias D. Maggi）| 卡琳娜·S.B. 米廖兰扎（Karina S.B. Miglioranza）
阿根廷马德普拉塔国家大学（UNMDP）- 国家科学技术研究委员会（CONICET）- 海洋与海岸研究所（IIMyC）的生态毒理学与环境污染实验室
摘要：
南美洲的农药使用率位居全球前列；然而，农药对本地蜜蜂的影响仍知之甚少。研究表明，草甘膦在田间实际浓度下就会对蜜蜂产生影响，但在野生蜜蜂中的研究仍不够充分。由于草甘膦是阿根廷使用最广泛的农药，本研究旨在评估在应用（Appli）和应用后（Post Appli）期间，草甘膦及其代谢物AMPA在熊蜂Bombus pauloensis以及不同土地利用类型（食品园艺（FH）、观赏园艺（OP）、有机农业（OA）和城市公园（UR）中的动态变化（2021–2022年）。通过HPLC-MS/MS方法测定了工蜂（雌性）和雄蜂（仅应用后阶段）、花朵和土壤中的浓度。在43%的样本中检测到了草甘膦。应用期间，观赏园艺区域的工蜂和土壤中的最高浓度分别为252.78 – 485.68 ng/g和831.65 – 1,728.07 ng/g；而雄蜂中的最高浓度出现在食品园艺区域（
引言
近几十年来，人们发现蜜蜂和其他传粉者因农药及其与其他压力因素的相互作用而受到威胁，这导致了全球范围内多种物种的丰富度、数量和分布的变化（Goulson等人，2015年；IPBES，2016年）。在南美洲，特别是在阿根廷，过去20年间农药使用量增加了五倍，与人为因素相关的蜜蜂种群变化也已被观察到（Aizen等人，2019年；Martins和Melo，2010年）；然而，这些外来物质对本地蜜蜂群落的影响及其后果尚未得到充分研究。
在当前使用的农药中，除草剂在全球农药总使用量中占比最大（FAO，2024年）。过去30年里，草甘膦已成为全球使用最广泛的农药。鉴于其对野生动物的毒性仍在研究中，且其使用尚未有明确和全面的监管，因此被视为一种值得关注的污染物（Kissane和Shephard，2017年）。草甘膦是一种叶面除草剂，主要用于控制一年生和多年生杂草，主要应用于大豆，但也用于小麦、向日葵和玉米等作物（Battisti等人，2021年；Castro Berman等人，2018年）。它还用于园艺（如果园和葡萄园），甚至用于清理道路、铁路和城市公园。草甘膦具有很高的水溶性，在土壤中的半衰期比在水中长，根据环境条件可长达40天（Blake和Pallett，2018年）。尽管其持久性不高，但已被归类为半持久性物质，并导致抗性杂草的出现，进而促使人们增加用药剂量（Primost等人，2017年）。
在阿根廷，草甘膦是最常用的农药，其次是2,4-D和阿特拉津（Schenone等人，2015年）。2022年，官方记录显示进口了6500万公斤草甘膦（SENASA，2023年）。该国约95%的大豆作物经过基因改造，具有草甘膦耐受性（Alonso等人，2018年），这直接导致了自20世纪90年代以来草甘膦使用量的增加。阿根廷的潘帕斯地区是世界上最富饶的农业区之一（Andrade和Satorre，2015年），从这个意义上说，它代表了其他主要农业区，如北美大平原或东欧平原。
杀虫剂因其已知的作用机制而受到广泛关注，大量研究证实了这些化合物不同种类和代际的影响（Sanchez-Bayo和Goka，2014年）。相比之下，除草剂受到的关注较少。然而，现在有确凿证据表明草甘膦对多种动物物种有影响（Gill等人，2018年），包括蜜蜂，在多个生物学层面上都观察到了负面影响（Battisti等人，2021年）。这些影响从Apis mellifera的幼虫阶段（Dai等人，2017年；Gregorc和Ellis，2011年；Vázquez等人，2018年）一直持续到成虫阶段（Balbuena等人，2015年；Jumarie等人，2017年；Motta和Moran，2023年；Vázquez等人，2020a，2020b）。在欧洲的Bombus属熊蜂中也发现了类似的现象（Helander等人，2023年；Motta和Moran，2023年；Weidenmüller等人，2022年），即使是在环境相关剂量下也是如此。然而，与A. mellifera相比，关于草甘膦对本地蜜蜂物种影响的知识仍然有限。
尽管有多项研究在阿根廷的环境样本中检测到了草甘膦（Aparicio等人，2013年；Bernasconi等人，2021年；Mac Loughlin等人，2022年；Okada等人，2018年），但专门针对蜜蜂或其相关样本的研究仍然很少（Medici等人，2022年），据我们所知，还没有涉及本地蜜蜂的研究。这种缺乏关于草甘膦在本地蜜蜂中积累的研究现象在全球范围内普遍存在。因此，鉴于蜜蜂作为环境污染物监测器的作用（Cunningham等人，2022年），开展此类研究对于评估代表性农业景观（如城郊水果和蔬菜带）的污染水平以及了解蜜蜂面临的健康威胁至关重要。
在南美洲，特别是在阿根廷，最广泛分布和数量最多的熊蜂物种是Bombus pauloensis（Abrahamovich等人，2001年）。近年来，利用B. pauloensis蜂群进行授粉服务的现象日益增多，进一步凸显了其在食品生产中的重要性（Salvarrey等人，2021年）。像所有Bombus属物种一样，B. pauloensis是真社会性昆虫，具有年度生命周期。通常，怀孕的蜂后会在早春从冬眠中苏醒，建立繁殖（蜂后和雄蜂）和非繁殖（工蜂）等级的蜂群。这些蜂群在秋季会减少，之后新的怀孕蜂后进入休眠状态，直到下一个季节（Goulson，2010年）。熊蜂（Bombus）是本地和商业植物的有效传粉者（Artz和Nault，2011年），但它们也容易受到草甘膦的影响。然而，关于南美洲熊蜂物种的健康状况的信息仍然有限。
阿根廷的马德普拉塔（布宜诺斯艾利斯）这座沿海城市周围环绕着广阔的园艺带和大型农作物生产区，代表了该省典型的农业生态系统景观，也反映了世界上许多中等规模城市的类似系统。为了解决关于本地蜜蜂中草甘膦污染的信息不足问题，本研究评估了草甘膦及其主要代谢物氨基甲基膦酸（AMPA）在本地熊蜂Bombus pauloensis及相关环境样本（花朵和土壤）中的存在情况，这些样本来自马德普拉塔周围的四个具有不同土地利用类型的代表性区域：一个食品生产园艺田、一个观赏园艺田、一个靠近自然保护区的有机农业田以及城市公园。这种方法使我们能够比较不同土地利用类型的污染模式，并根据现有关于草甘膦对熊蜂影响的文献来评估检测到的草甘膦水平对熊蜂健康的潜在影响。
章节摘录
研究区域和采样
采样区域包括四个代表不同土地利用类型的地点：食品园艺（FH）、观赏园艺（OP）、有机农业（OA）和城市公园（UR）（图1）。采样工作在2019年、2020年和2021年的夏季进行，具体时间分别为每年1月至5月底。
1月至3月（含）期间收集的样本属于应用期（Appli），而
Bombus pauloensis
所有样本中草甘膦及其代谢物AMPA的平均浓度在图2中以图形形式展示，在表1中以数字形式呈现。对于B. pauloensis来说，除了城市区域（UR）外，在所有地点的工蜂和雄蜂中都检测到了草甘膦，但未检测到其代谢物AMPA。在应用期（Appli）和应用后（Post Appli）两个时期，样本中的检测频率均为40%。
考虑到两性
讨论
在分析的各种样本中都检测到了草甘膦。花朵中的检测率最高（接近50%），这与该化合物的系统性特征一致。此外，应用后（Post Appli）期间花朵中的草甘膦浓度较高，而同一时期工蜂和土壤中的浓度较低。
结论
CRediT作者贡献声明
托马斯·M·麦克劳克林（Tomas M Mac Loughlin）：撰写 – 审稿与编辑、方法论、数据分析。路易西娜·D·德蒙特（Luisina D Demonte）：撰写 – 审稿与编辑、方法论。玛丽亚·罗莎·雷佩蒂（María Rosa Repetti）：撰写 – 审稿与编辑、方法论。马蒂亚斯·D·马吉（Matias D Maggi）：撰写 – 审稿与编辑、资源获取、调查、资金筹集、概念化。卡琳娜·S.B. 米廖兰扎（Karina SB Miglioranza）：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、调查、资金筹集、数据分析、概念化。弗兰科·切切托（Franco Cecchetto）：
手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用了一个大型语言模型（LLM）来帮助从源文档中提取数据以生成表3，并对语言进行了优化。使用该工具后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对发表文章的内容负全责。
资金来源
本研究由国家科学技术促进局（ANPCyT；PICT 2018-3165和PICT 2021-1043，K. Miglioranza）资助。
? 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者衷心感谢采样地点的土地所有者和国家气象服务局（SMN）提供的天气数据集支持。这项工作是弗兰科·切切托博士博士论文的一部分。这项工作献给亲爱的达米安·马里诺博士（Dr. Damian Marino）——他是阿根廷环境污染研究领域的先驱人物。他的热情、知识和合作精神对这项研究的成功至关重要。他的遗产将永远伴随着我们：同事们、学生们……
