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花粉大小的药丸有助于保护蜜蜂免受杀虫剂的侵害
2021-06-21  

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农民使用杀虫剂来抵御以植物为食的害虫,但这些化学物质也会伤害为农作物授粉的蜜蜂。为了更好地保护重要传粉者,来自康奈尔大学的一组科学家开发了一种花粉大小的药片,携带一种解毒剂给有机磷杀虫剂,这是最常用的杀虫剂之一。研究小组上个月在《自然食品》杂志上报道说,与其他不服用解毒剂的蜜蜂相比,在接触有机磷后服用解毒剂的大黄蜂存活率更高。

当时还是研究生的詹姆斯·韦伯说,科学家们首先在康奈尔大学的生物材料课上讨论了帮助传粉者分解杀虫剂的想法。马明林教授后来邀请韦伯加入他的实验室,他们和其他人一起研究了大约两年。

大量使用杀虫剂会在几天内杀死蜜蜂,有时会瞬间杀死。俄亥俄州立大学的昆虫学家Reed Johnson说,即使在较低的剂量下,它们也会损害蜜蜂的健康,缩短它们的寿命或伤害它们的繁殖能力。有机磷占全球杀虫剂销售额的30%以上,即使剂量较低,对蜜蜂的神经功能也有特别大的损害。约翰逊说,解决农药暴露问题的传统方法是相当低的技术含量。基本上是避免蜜蜂出现时喷洒杀虫剂。但这并不像看上去那么容易,因为蜜蜂并不总是可见的。例如,大豆花往往是隐藏的,这意味着附近的蜜蜂访问花往往也隐藏,约翰逊补充说。

科学家已经知道一种叫做氨基水解酶磷酸三酯酶(OPT)的酶可以使有机磷失活。但是他们不能使用OPT作为解毒剂,因为它在酸性环境中不起作用,比如蜜蜂的胃。为了解决这个问题,康奈尔大学的研究小组用碳酸钙制成的纳米颗粒封装了OPT,碳酸钙的成分与白垩相同。由此产生的药丸直径约为4微米,大小与蜜蜂消耗的花粉相似。

保护措施奏效了。当研究小组将大黄蜂暴露于高剂量的一种叫对氧磷的有机磷中时,70%的被喂食了包裹的OPT药丸的蜜蜂在12小时后存活了下来,而那些单独喂食OPT的蜜蜂只有37.5%存活了下来,而那些不喂食任何东西的蜜蜂只有27.5%存活了下来。当用中等剂量的对氧磷和较长的观察期进行试验时,喂食胶囊OPT药丸的蜜蜂中有50%多一点存活到第五天以后,而其他两类蜜蜂中没有一只存活下来。

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韦伯创立Beemmunity公司是为了将这一想法商业化,他说,这项技术几乎已经为市场做好了准备——目标发布日期是今年年底,他认为公司不需要跨越任何监管障碍。他还扩展了这一概念,以提供对其他类型杀虫剂的保护。

约翰逊没有参与这项研究,他对这项技术的潜力感到兴奋,称之为“真正的创新”。因为出于对人类健康的考虑,有机磷的使用正逐渐被淘汰,约翰逊说:“如果他们能找到一种能抵抗新烟碱类(一类杀虫剂)或其他更广泛使用的新型化学物质的东西,那真是太神奇了。”,它们的肠道pH值与大黄蜂相似——不过,在与制造蜂蜜供人类食用的昆虫一起使用之前,应对其对人类健康的潜在影响进行测试。他补充说:“这可能有很多非常有趣的应用,甚至在杀虫剂之外。”


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