重复暴露于田间实际剂量邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和邻苯二甲酸二正丁酯降低熊蜂工蜂存活率并诱导工蜂和幼体肥胖相关表型

《Ecotoxicology and Environmental Safety》:Repeated exposure of bumblebee workers to field-realistic doses of di-2-ethylhexyl and di-n-butyl phthalates lowers worker survival and induces obesity-related phenotypes in workers and brood

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月14日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.6

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  摘要:野生蜜蜂与许多其他昆虫一样,数量正在下降。已识别出多种驱动因素,但邻苯二甲酸酯等内分泌干扰物的潜在影响仍研究不足。然而,邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正丁酯(DnBP)——两种最普遍且遍布环境的邻苯二甲酸酯——已知即使在田间实际

  
摘要:野生蜜蜂与许多其他昆虫一样,数量正在下降。已识别出多种驱动因素,但邻苯二甲酸酯等内分泌干扰物的潜在影响仍研究不足。然而,邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正丁酯(DnBP)——两种最普遍且遍布环境的邻苯二甲酸酯——已知即使在田间实际剂量下也会影响无脊椎动物的关键激素和代谢途径。这些广泛存在的污染物是半挥发性化合物,用于增加塑料材料的柔韧性,或作为某些洗涤剂、农药及其他产品的溶剂。蜜蜂通过其体表特别暴露于这些亲脂性分子,暴露量在数量和化学组成上均有变化。为研究邻苯二甲酸酯暴露的潜在影响,研究人员将地熊蜂(Bombus terrestris)工蜂每周一次重复暴露于名义田间实际剂量的DEHP和DnBP,并在微菌落中维持35天。整个实验期间记录工蜂死亡率和雄蜂出现情况。通过数量和重量评估后代产量,并评估成虫腹部脂质比率。重复暴露于DEHP使工蜂死亡率增加高达50%,而DnBP增加了工蜂脂质储存和后代重量,表明潜在的代谢紊乱。这些发现表明,两种最常见的邻苯二甲酸酯可对蜜蜂产生致死和亚致死效应,很可能通过破坏关键的生理途径,即使在环境浓度下也会对个体健康和蜂群发育产生级联后果。
论文解读:邻苯二甲酸酯重复暴露对熊蜂工蜂存活、后代发育及代谢紊乱的影响

研究背景与问题
全球昆虫种群下降已得到充分记录,其中化学污染是重要驱动因素之一。蜜蜂作为关键传粉者,其下降受到广泛关注,但除农药外,其他污染物(如邻苯二甲酸酯)的影响尚不明确。邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正丁酯(DnBP)是两种最常用的增塑剂,广泛存在于土壤、水和大气中,甚至在农田和城市环境中均有检出。蜜蜂通过体表接触这些亲脂性污染物,但长期暴露对蜜蜂个体健康及蜂群发育的潜在危害缺乏研究。DEHP和DnBP在脊椎动物和无脊椎动物中被证实为内分泌干扰物,可扰乱胰岛素信号通路和蜕皮激素级联反应,而这两条通路在蜜蜂的繁殖、发育、代谢及社会行为中起关键作用。因此,本研究旨在探究长期、重复暴露于环境相关浓度DEHP和DnBP对地熊蜂(Bombus terrestris)的致死和亚致死效应。

主要技术方法
研究人员采用无王微菌落模型,从5个商业蜂群中随机抽取工蜂,每个处理组建立5个微菌落(每微菌落10只工蜂)。每周一次通过体表胸背无毛区施加2μL含DEHP(12、120 ng/g体重)或DnBP(60、600 ng/g体重)或其混合物的溶液(名义田间实际剂量),共暴露5次(35天)。以溶剂对照组和纯水对照组为对照。过程中监测工蜂存活率、资源收集量(糖浆和花粉)、后代各阶段数量与重量,并测定成虫腹部脂质比(脂肪储存指标)。统计采用混合效应Cox回归和广义线性混合模型(GLMM),以初始蜂群为随机效应。

研究结果
3.1 对工蜂死亡率的影响
重复暴露于120 ng/g DEHP(单独或与60 ng/g DnBP混合)显著增加工蜂死亡率,DEHP组死亡率约为对照组的2.25倍(HR=2.25,p=0.018),混合组类似(HR=1.99,p=0.048),死亡在实验中期后开始上升。DnBP单独暴露对死亡率无显著影响。

3.2 对工蜂资源收集的影响
累积糖浆收集量在DEHP 120 ng/g组最高(105.3 g),DEHP 12 ng/g组最低(84.8 g),但均未与对照组(95.8 g)显著差异。花粉收集量无显著处理效应,但混合组有非显著下降。混合组显著降低了花粉稀释比(花粉/糖浆比)和花粉效率(后代总质量/累积花粉量),表明资源利用效率下降。

3.3 对后代数量和重量的影响
混合组显著减少了预排便幼虫数量(p=0.0002)和最终羽化雄蜂数量(p=0.0001),且处理效应独立于工蜂存活。DnBP 600 ng/g组雄蜂羽化数量呈边缘显著下降(p=0.0411)。DnBP 600 ng/g组后排粪幼虫重量边缘显著增加(p=0.0464),且最后两天羽化的雄蜂重量显著增加(p=0.0150)。混合组也显著增加最后羽化雄蜂重量。对照组第一只雄蜂于第26天羽化,而DnBP 60和600 ng/g组于第25天即出现。

3.4 工蜂和雄蜂腹部脂质比
DnBP 600 ng/g组工蜂腹部脂质比显著增加4.8%(p=0.0012),而其他处理组及雄蜂脂质比无显著变化。

讨论与结论
讨论部分指出,DEHP重复暴露导致工蜂死亡增加,这与急性暴露结果不同,提示长期暴露可产生延迟毒性,可能通过氧化应激、解毒酶耗竭或社会行为干扰(如改变体表化学信号)等机制。DnBP未引起死亡率增加,但显著提高工蜂脂质储存和后代重量,提示其可能通过干扰胰岛素信号通路导致脂质代谢紊乱(肥胖相关表型)。混合处理对后代发育的负面影响强于单一处理,且可能通过降低资源利用效率(花粉稀释比和花粉效率下降)间接影响后代。此外,研究讨论了邻苯二甲酸酯可能通过母体传递(卵黄沉积)或间接接触(巢材污染)产生跨代效应,但未进行化学定量分析,需进一步研究。

研究结论
总体而言,我们的发现表明,环境暴露于普遍存在的邻苯二甲酸酯DEHP和DnBP可对地熊蜂工蜂存活和后代发育产生负面影响。本长期研究与先前短期评估的对比凸显了在化学风险评估中评估慢性和重复暴露的重要性。当前主要依赖短期毒性测试的框架(EFSA等,2023)可能无法检测内分泌干扰物特有的延迟效应。这些被忽视的效应可能在蜂群和种群层面产生长期后果,潜在地促进熊蜂数量下降。
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