向日葵家族的多刺花粉有益于大黄蜂的健康

这是刺。这是由马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员领导的两篇新论文的结论，表明向日葵科植物(菊科)的多刺花粉既能减少81-94%的常见蜜蜂寄生虫感染，又能显著提高大黄蜂蜂后的产量。这项研究发表在《功能生态学》和《皇家学会学报B:生物科学》上，为生物学家和生态学家面临的最棘手的问题之一提供了急需的思考:如何扭转世界上传粉昆虫的大灭绝。

昆虫传粉者——那些会飞、嗡嗡作响、飞来飞去的昆虫，为从蓝莓到咖啡的各种食物施肥——每年为全球生态系统服务贡献超过2000亿美元。

“我们依赖它们提供多样化、健康、营养的饮食，”劳拉·菲格罗亚说，她是马萨诸塞大学阿默斯特分校即将上任的环境保护助理教授，也是这篇关于花粉棘的论文的主要作者。然而，由于农药的广泛使用、栖息地的丧失和其他原因，许多传粉昆虫正在遭受前所未有的减少，世界各地的科学家正在努力研究如何对抗这场灾难。

在帮助传粉者，特别是蜜蜂方面的重大突破之一是发现某些种类的花可以帮助传粉者抵抗疾病感染，向日葵在对抗一种广泛存在于蜜蜂肠道中的病原体方面特别有效，这种病原体被称为Crithidia bombi。

但直到现在，还没有人知道为什么向日葵能如此有效地抵御C. bombi，也没有人知道向日葵家族中的其他花是否有同样的抵抗病原体的能力。

物理，而不是化学

菲格罗亚说:“我们知道，某些食物对健康的益处来自其中的特定化学物质。”“但我们也知道，有些食物是健康的，因为它们的物理结构——想想高纤维的食物。”

为了发现向日葵是如何帮助大黄蜂抵御C. bombi的，Figueroa和她的团队设计了一个实验，这个实验的关键是将花粉的刺状外壳从花粉核心的化学代谢物中分离出来。然后，他们将去除化学成分的多刺向日葵壳混合到喂食给一批蜜蜂的花粉中，而另一批蜜蜂则喂食撒有向日葵代谢物的野花花粉，不含向日葵壳。

菲格罗亚说:“我们发现，吃了刺状向日葵花粉壳的蜜蜂和吃了整个向日葵花粉的蜜蜂有相同的反应，而且它们受到C. bombi感染的几率比吃了向日葵代谢物的蜜蜂低87%。”

但这还不是全部。喂食豚草、苍耳草、蒲公英和狗茴香花粉的蜜蜂——这些都是向日葵家族的成员，具有类似的刺状花粉壳——与食用向日葵花粉的蜜蜂相似，具有较低的bombi感染率——这提高了这种抗病药物效果可能是向日葵家族植物常见的可能性。

为女王准备的食物

这项新研究的一个反直觉的方面是，向日葵花粉本身并没有那么有营养，因为向日葵花粉的蛋白质含量很低。虽然花粉可以很好地保护大黄蜂免受C. bombi等肠道病原体的侵害，但如果导致营养不良，用向日葵和它们的亲缘植物喂养大黄蜂就没什么用了。

“如果你让病人挨饿，治疗普通感冒是没有好处的，”马萨诸塞大学阿默斯特分校的生物学教授林恩·阿德勒说，他是这篇研究向日葵花粉和蜂王产量的论文的资深作者。“我们需要关注社区层面，以及蜜蜂肠道中发生的事情，以了解如何帮助它们应对压力环境。”

衡量蜂群健康状况的一种方法是看蜂王的数量，因为蜂王是大黄蜂蜂群将基因传递给下一代的方式。女王不是天生的，她们是长大的。蜂群利用它们收集到的食物资源将少量的蜜蜂幼虫培育成蜂后。一旦寒冷的天气到来，所有的工蜂和老蜂后都会死去。唯一幸存下来的是新蜂后。如果它们能挺过冬天，就能在春天繁衍出一个全新的族群。蜂群产生的蜂后越多，蜂群的基因在数代蜜蜂中传递的可能性就越大。

为了测试向日葵对蜂群健康的影响，阿德勒和她的团队在马萨诸塞州西部种植不同数量向日葵的20个不同农场放置了大黄蜂的商业蜂群。在几周的时间里，研究小组对蜜蜂肠道中收集的病原体进行了采样，称了蜂群的重量，以确定它们是否茁壮成长，并计算了子代蜂王的数量。

该论文的主要作者Rosemary Malfi说:“我们发现，感染随着向日葵数量的增加而减少，也许更重要的是，向日葵花粉的可用性每增加一个数量级，蜂王的产量就会增加30%。”Rosemary Malfi在Adler的实验室完成了这项研究，这是她博士后工作的一部分。

虽然关于向日葵花粉对蜂王有益的确切原因还有更多的研究要做——也许大黄蜂在不对抗疾病的情况下会有更多的精力来繁殖，或者C. bombi会损害学习和觅食，因此减少感染会增加蜜蜂寻找食物的能力——阿德勒说:“向日葵不仅能减少疾病，而且对繁殖有积极的影响，这真的很令人兴奋。”

下一个步骤

菲格罗亚和阿德勒很快指出，这项由国家科学基金会和农业部支持的研究并不代表昆虫末日的解决方案。这项研究只使用了一种常见的大黄蜂，这种大黄蜂并不濒临灭绝。需要做更多的研究来了解Asteraceae花粉是如何影响其他受到威胁的大黄蜂物种的。也不清楚多刺的菊科花粉是如何抵御C. bombi的。但这些初步结果是令人鼓舞的，并表明向日葵家族可能在维持传粉者的健康方面发挥着很好的作用，并最终对我们自己的食物系统的健康起着作用。

参考:Figueroa LL等人。向日葵刺及以上:减少常见东部大黄蜂肠道病原体感染的花粉的机制和宽度。Func生态。2023年4月6日。doi:10.1111 / 1365 - 2435.14320

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