我們目睹了蜜蜂的消失，也找到了原因，就看我們是否願意面對這個問題了_風聞

來源：一席

呂陳生，西南大學資源環境學院特聘教授。

如果説蜜蜂因為農藥而消失了，那新煙鹼類農藥的廣泛使用是否有導致人羣暴露的風險？這個健康風險是否在我們可以接受的範圍之內？

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蜜蜂消失的啓示

2022.1.9 北京                    

大家下午好，我叫呂陳生，來自西南大學，非常榮幸能接受一席的邀請來跟大家做一個簡單的報告。今天我要講的是全世界蜜蜂為什麼會消失的問題，以及蜜蜂消失對我們人類的啓示。

蜜蜂小課堂

蜜蜂是蜜蜂科昆蟲的統稱，全世界大概有一千多種不同的蜜蜂。它們比我們人類更早來到地球，根據化石資料，3億年前蜜蜂就存在了，現在  分佈最廣的蜜蜂是意大利蜂。

▲ 意大利蜂

我們中國有自己特有的蜜蜂，叫作中華蜂。

▲ 中華蜂

一個蜂巢裏有着非常複雜的生態環境，四五萬只蜜蜂在一個小小的空間裏有條不紊地生活是一個非常偉大的生物演化現象。

每個蜂巢裏只有一隻蜂王，蜂王身邊有將近100只雄蜂，它們的工作就是跟蜂王交配，繁殖後代。剩下的成千上萬只工蜂都是蜂王的女兒。

▲ 加藍點者為蜂王

蜜蜂有一個非常令人詫異的生態現象，在一個蜂巢裏有媽媽、爸爸還有女兒，可是它們的生命週期都不一樣。

一隻健康的蜂王，在沒有環境威脅的情況下可以活3到5年。雄蜂理論上也可以活這麼久，但是這些男士的工作只是交配，胃口卻特別大，它的女兒們擔心儲存的用來過冬的花粉和花蜜被它們吃光，所以會在冬天來臨之前把雄蜂趕出蜂巢，讓它們在自然界裏自己死掉，所以它的壽命也就只有1年。

剩下的工蜂就更奇妙了。雖然它們都是姐妹，但是在春天、夏天還有初秋時出生的工蜂最多隻能活30天左右，而在入冬之前孵育出來的工蜂，可以比它們的姐姐多活100天到120天。

蜜蜂有一個很特別的情況，在它們的生物時鐘快要停止的那一剎那，它們會主動飛到巢外。這是一個非常好的設計，因為如果它們不這麼做的話，一個小小的蜂巢在短短三五個月裏就會堆滿它們的屍體。

除了蜜蜂之外，授粉昆蟲還有蜻蜓、蝴蝶等等，但  蜜蜂是唯一一種可以原地過冬的多年生授粉昆  蟲。

什麼叫原地過冬呢？如果大家對自然界有興趣的話，可能會知道有一種蝴蝶叫國王蝴蝶，每年冬天來臨之前，在美國西岸的那幾個州會有一個非常壯觀的國王蝴蝶遷移現象。它們就不能原地過冬，冬天必須到南方比較温暖的地方去。

▲ 國王蝴蝶

蜜蜂原地過冬是它們與人類共同演化的結果，在冬天結束時人類需要蜜蜂為糧食、水果等作物授粉。

那蜜蜂是怎樣過冬的呢？蜜蜂過冬也是一個非常完美的進化結果。在秋天快結束時，蜜蜂就開始在巢內儲存花粉和蜂蜜。當蜂巢外的温度低於15度時，蜜蜂就不再出巢，因為它無法承受低於15度的低温。

當外面的温度開始降低時，所有的蜜蜂都會跑到蜂巢底部抱團取暖，結成一個洋葱一樣的球。隨着冬天一天天過去，這個蜂球就會從蜂巢下面慢慢往上移，等到它移到最上面時，冬天就結束了。

這是一個關於蜂巢過冬的研究，圖片顯示的是在冬天快要結束的2月25號下午五點鐘，外面的温度是零下11度，蜂球中間的温度可以達到33度。也就是説，內外有44度的温度差異，這個温差是所有工蜂的貢獻。

▲ Owen, 1971

包裹在黑圈外圍的就是工蜂，中間是蜂王。蜂王和她產的卵不能承受太低的温度，否則無法孵育出新的幼蜂，蜂羣也就會崩潰。  工蜂的工作就是通過做功保障蜂球裏的温度，  這要依靠工蜂完善的能量代謝  ，它們的能量代謝遭到一點點破壞都會影響到蜂巢的過冬情況。

所以冬天對蜂羣的生存來講是一個非常關鍵的時期，只有過冬成功，來年春天到來時，活下來的工蜂和最重要的蜂王才能再次建立蜂巢。

蜜蜂消失之謎

2005年的冬天，一位養了40多年蜜蜂的美國職業養蜂者遇到了一個奇怪的現象，在過冬時，他養的幾億只蜜蜂都消失了。      要    注意是    消失了，不是死亡了，消失跟死亡在這個問題上是完全不同的意  義。  他打電話給美國農業部，農業部派了很多專家到他的養蜂場調查。

整個蜂巢的蜜蜂在冬天結束時都消失了，蜂巢裏只剩下少數凍死的蜜蜂，這些蜂巢在冬天來臨之前並沒有任何疾病現象。空的蜂巢裏還剩下很多蜂蜜和花粉，但是也沒有其他蜜蜂來佔為己有。

這些現象非常困擾他們，他們也從來沒見過，所以他們給這個現象取了個名字，叫作Colony Collapse Disorder，簡稱CCD，我們翻譯為“  蜜蜂蜂羣崩潰症候羣  ”。

這種現象不只發生在美國，世界上很多地方都有，所以2011年聯合國發表了一篇報告，提醒全世界的人類必須要改變一些行為來拯救蜜蜂，因為它們對糧食生產非常重要。

有多重要呢？世界上1/3的高營養價值的農作物都需要蜜蜂授粉。

如果沒有了蜜蜂，我們就只能依靠人工授粉，這種現象在中國越來越普遍。但是，人工授粉永遠不能取代蜜蜂授粉。

那時有很多專家提出了自己對CCD成因的看法，他們認為可能是因為蜂巢頻繁和長距離的移動，或者蜜蜂缺乏多樣的食物，又或者是因為氣候變化改變了植物開花的時間和週期，還有可能是因為農藥的急性毒。

這些都非常可能造成蜜蜂死亡，但那時我認為這些都不是造成CCD的最主要原因，因為CCD跟這些因素造成的現象是不一樣的。如果説蜜蜂因為缺乏營養物質和長距離的移動，或者是因為接觸了農藥的急性毒而死掉，你會在蜂巢裏看到四五萬只蜜蜂的屍體，但是CCD的一個非常明顯的特徵是蜂巢是空的。

那個時候我總結了三個問題：蜜蜂在冬天不應該離巢，為什麼蜂巢會空？為什麼CCD都發生在冬天？這些蜂巢在冬天來臨之前並沒有明顯的疾病徵兆，為什麼過了一個冬天蜂巢就空了？

喂蜜蜂吃農藥

這三個問題大概在我的腦海裏盤旋了三年時間，其實我本人並不是昆蟲學家，在2009年之前我也從來沒有做過蜜蜂實驗。

那個時候我在哈佛大學工作，我的研究一直圍繞着農藥，研究農藥對農夫健康的影響、農藥的生態毒性問題、農藥對一般老百姓的影響等等。

我在思考這些問題時發現，在CCD出現和引起關注的過程中，我們正在開始使用一種現在我個人認為非常可怕的農藥，叫作  新煙鹼類殺蟲劑  。那時候我就想，會不會是新煙鹼類農藥導致了CCD。

新煙鹼類農藥有8種不同的殺蟲劑，其中一種叫噻蟲胺。美國從2005年開始大量使用噻蟲胺，2005年也是CCD開始的那一年。過了不到十年的時間，全美國只要有農業生產的地方都用到了噻蟲胺，而且95%以上用在了玉米身上。

為什麼我會產生可能是新煙鹼類農藥導致了CCD這樣瘋狂的想法呢，原因就在這裏。

現在美國種的玉米90%以上都是轉基因玉米，玉米種子不是過去的淡黃色，而是五顏六色的，因為上面粘了一層農藥，不同的顏色代表不同的農藥。

這些漂亮顏色的背後是一個非常可怕的事情，  當這些種子種在土裏後，種子上的農藥會非常神奇地跟着植物一起長，植物長多高農藥就跟着到多高。

這些轉基因玉米很多都被拿去餵雞、餵豬、餵牛，但還剩下很多，他們又開發出一種蒸餾技術，用玉米做糖水，叫做高果糖玉米糖漿，現在很多食品中使用的糖就是玉米糖漿。

蜂農一般會把蜂蜜刮下來拿到市場去賣，然後就用這些高果糖玉米糖漿來餵養蜜蜂。本來這是沒什麼問題的，但是從2005年美國開始使用加了農藥的種子後，問題發生了。

我們就根據這個使用原理設立了一個非常簡單的現場實驗。我們準備了5個白色的實驗蜂箱，我們給其中4箱蜜蜂吃加了一點點不同劑量農藥的玉米糖水，這有1箱是對照組，完全不給它吃任何農藥。

跟我一起做這個實驗的是兩位非常有經驗的養蜂人，除了喂糖水之外，我們沒有做任何其他的人為干預，所有蜜蜂都可以自由進出。我們放蜂巢的地方沒有農業活動，所以也就沒有背景污染的暴露。

我們把蜂巢在野外放了一年，在這12個月裏，夏天的3個月我們每個禮拜給蜜蜂吃4公升糖水，有的加了農藥，有的沒有。我們的目的是要看看可不可以在這個實驗蜂巢裏複製CCD現象，當時沒有人知道能不能成功，包括我自己在內，但有時候科學研究需要冒一些風險，也需要一點運氣。

這個是正在吃一點點新煙鹼類農藥的蜂巢，現在還非常健康，這些蜜蜂正在大量地儲存冬天要吃的蜂蜜，但同時正在享受我們給它吃的一點點農藥。

就是這個蜂巢，等到冬天結束的時候，變成了這樣子，蜜蜂不見了。

我剛講過我們是在幾乎沒有其他人為干預的環境之下做的實驗，我們成功地複製了CCD。

這個是沒有吃農藥的對照組蜂巢，它們成功地度過了寒冷的冬天。那一年冬天特別冷，特別長，到3月初地上還有一些積雪。

這個是沒有吃農藥的蜂巢，但是蜜蜂生了病，所以死掉了。它們死掉的樣子跟CCD的蜂巢完全不一樣，可以看到很多蜜蜂的屍體。

所以這個結果還有什麼好疑問的呢？我發現了一個導致CCD的最可靠的原因。因為我們發現在這麼低的劑量下，每隻蜜蜂每天0.14納克的餵食過程中，這4個蜂箱裏所有的蜜蜂都不見了。

當時我們就趕快把這資料整理下來，結果發現了一個非常有意思也非常可怕的現象，叫作  隔代毒性現象  。

我們建立蜂巢實驗的時候是從零開始的，我們把它定義為F0，也就是第一代。等蜂王生了很多蛋，建立出一個一般的蜂巢，大概有4萬到5萬隻蜜蜂時，已經過了兩代了。第4代、第5代、第6代這三代蜜蜂很榮幸，吃到了我們給它的一點點農藥，但是這三代蜜蜂都沒事。

等發展到第7代時，我們把糖水拿走了，因為要讓這個蜂巢自己開始準備過冬。真正發生問題的是第8代，  這一代蜜蜂從來沒有吃過帶農藥的糖水，但是這一代蜜蜂消失了  ，這個現象我們把它稱為隔代毒性現象。也就是説，農藥的毒性是從蜂王那裏傳遞給它們的。

所以我們認為  長時間的低劑量的農藥暴露，很有可能改變了蜜蜂的能量代  謝，而且這種改變會遺傳給它們的後代  ，導致它們在冬天無法為蜂巢提供足夠的熱量。

那時候我認為這是我的職業生涯中貢獻最大的研究，我對這篇文章報以很大的期望。    結果這個文章寫完投出去之後，我發現好像全世界的人都不希望知道蜜蜂為什麼消失了，這個文章投不出去，被拒絕了一次又一次，我那時候就非常納悶。

後來我請教了一個非常資深的教授，他建議我發到歐洲去，因為在美國有農藥利益集團的影響。最後我們的論文發表在歐洲一個評分比較低的期刊，這篇論文是我發表過的分數最低的文章，但也是最後的貢獻最大的文章。

那時候歐洲議會對歐盟國家蜜蜂消失的問題非常重視，他們召開了很多次會議，也邀請我去做了一次報告。我沒有想到一篇在美國發不出去的文章，居然得到了歐洲議會的認可。當然參會的不只有我們，還有很多其他的文章。

在這之後，歐洲議會發表了一個報告，報告認為新煙鹼類農藥的使用是造成近年來蜂巢減少的主要原因，所以必須重新評估這一類農藥的安全性。根據這兩個結論，加上預防原則的要求，歐盟決定從2013年11月開始禁止使用三種最常用的新煙鹼類農藥兩年。

在這兩年中歐洲議會資助了一個調查，想看看限制新煙鹼類農藥使用是否會帶來一些改變。

▲ 歐洲蜂羣死亡率調查（2012-2014）

下面是限制之前與之後的夏天蜂羣的死亡率，它們之間沒有太大差別。但是冬天差別就很大了，左上角是還沒有禁止新煙鹼類農藥時蜜蜂過冬的死亡率，顏色越深的比例越高，深咖啡色這些國家有20%以上的死亡率。

新煙鹼類農藥被禁止之後，只過了一年時間，這些蜜蜂死亡率曾經達到30%-40%的國家全部迴歸到15%-20%甚至更低的水平。這個損失率對一般的養蜂人來説是可以接受的，我剛剛講了過冬對它們來説本來就非常具有挑戰性。

新煙鹼類農藥禁止之後，所有國家的蜜蜂損失率都回歸到最低標準了，所以距離禁令發佈剛過了一年，歐盟就決定這三類農藥永遠不能使用了。所以這篇文章就算發在Nature、Science可能也沒啥用，發表在歐洲卻起到了很大的作用。

人類的微量農藥暴露

那個時候我們又開始思考另外一個問題，如果説蜜蜂因為農藥而消失了，那  新煙鹼類農藥的廣泛使用是否有導致人羣暴露的風險？這個健康風險是否在我們可以接受的範圍之內？

剛好那時浙江工業大學的張全老師在我的實驗室做訪問教授，我們討論了這個問題，他回國之後我們就做了一個實驗。

我們在杭州市找了58個6到12歲的小孩，邀請他們的家長參與這個實驗。  譬如王小強是他的孩子，今天準備給他吃一個蘋果，我們就請家長買兩個蘋果，一個王小強吃掉了，剩下的那一個我們拿走去做分析檢測，當然我們是付了錢的。

在一年的時間裏，我們收集到了很多蔬菜水果，  我們發現每一種水果都至少含有一種新煙鹼類農藥  ，不管是蘋果、香蕉，還是梨、草莓等等。  有30%的水果含有三種或三種以上的新煙鹼類  農藥。

▲ Lu et al. (2018) ES&T 52, 3175-3184 

我們把杭州的數據跟美國的數據做了一個比較，跟美國全國調查的數據差異不大，杭州的蘋果中農藥濃度稍微高一點，但草莓裏的濃度就稍微低一點。

美國的另外一個數據是我們的一個合作伙伴到美國國會食堂裏採集的樣品，美國的國會食堂號稱提供高品質高質量的食物，很大一部分是有機蔬菜和水果，但是還是測得出一點點新煙鹼類農藥的殘留。但是相對來講，就比美國的平均濃度和杭州的濃度低很多。

蔬菜也是類似的檢測結果，  在杭州收到的蔬菜100%都含有至少一種新煙鹼類農藥，42%含有三種以上。

▲   Lu et al. (2018) ES&T 52, 3175-3184 

所以我們認為  蔬菜水果裏的新煙鹼類農藥是洗不掉的  ，我剛剛講過植物長多高農藥就會跟着到多高，它們已經長在這個植物裏面了，農藥已經在蘋果裏面了，花再長的時間洗都沒有用。

這個是香菜的種子，大家如果以前見過香菜的種子會知道它肯定不是粉紅色的，而是咖啡色或者卡其色的。但是現在上面包了衣，裹上了農藥，所以種出來的香菜裏應該都會有一些殘留。

如果我們都用這樣的種子去種蔬菜和水果的話，那這些農藥會不會進入土裏呢？肯定會的，那掉在土裏的這些農藥會不會被沖刷到水裏成為我們飲用水的一部分呢？

所以我們在杭州又做了另外一個實驗，我們找到杭州自來水的兩個主要水源，一個是錢塘江，另外一個是東苕溪。

我們從水源地取了水樣，在這些水流進自來水處理廠之前，以及處理完之後，還有最後面流到居民家裏的水龍頭，我們都取了樣。所以我們有4種樣品，水源、處理之前、處理之後、水龍頭。

我們發現  96%的水龍頭樣品中含有一種新煙鹼類農藥，41%含有三種以上  。東苕溪在一個比較偏僻的地方，附近有很多農業生產活動，所以溪流裏的農藥濃度非常高。杭州自來水的處理工藝相當好，它可以把農藥的濃度降低很多，但還是沒有辦法100%去除，所以我們才會在96%的水樣裏都檢測出了至少一種新煙鹼類農藥。

▲ Lu et al. (2020) Environ. Pollut.

我們用數學統計的方式計算出了一個新煙鹼類農藥攝入量的風險評估模型。從中可以看到，在杭州吃蔬菜水果和喝水攝入的新煙鹼類農藥是低於國家設定的每日安全攝入量的，也就是説按照這個標準是安全的。但是如果跟我們的蜜蜂實驗比較的話會發現，  吃蔬菜水果的攝入量遠遠高於我們用在蜜蜂身上的最低劑量。

所以問題就來了，  到底是劑量決定毒性，還是長時間的低劑量毒性暴露的潛在風險更大？  這是個非常大的問題，也是個非常大的課題，希望這樣的研究工作能夠在國內紮根繼續做下去，這也是我從美國回國工作的一個原因。

我們現在在重慶做的研究是把這些蜂巢拿到果園旁邊，不做人為干預，不給它吃任何農藥，就讓這些蜜蜂在枇杷園、橙子園、葡萄園裏授粉，然後我們觀察它的存活情況。這些果園都是有用農藥的，我們想看看可不可以在現場不干預的情況下複製餵食實驗的結果。

我們現在用線粒體DNA的損傷作為一個生物指標，線粒體負責細胞的能量代謝，蜜蜂在冬天因為產生的熱量不足而死亡很有可能就是因為線粒體被農藥破壞了，我們已經有了一些先期數據能夠支撐這個結論。

人類的線粒體與蜜蜂還有螞蟻、蚯蚓、鳥類等等的線粒體幾乎一模一樣，而且都是母系遺傳。  我們想看看長時  期的農藥暴露是否會改變人的線粒體，以及這種改變是否會遺傳。

另外，我們還想進一步做一個全面的調查，看看新煙鹼類農藥是否會破壞螞蟻、蚯蚓、青蛙等等的線粒體，如果同樣會的話，我們就需要考慮這種農藥還是否可以繼續使用。

保護蜜蜂，就是保護我們自己

19世紀時，歐洲很多地方在挖礦，每天礦坑裏總有一兩個人死掉，那時候的科學無法告訴他們礦坑裏出了什麼問題，我們現在知道這是因為一氧化碳的濃度過高。

那時的工人雖然不知道這個原因，但是慢慢地發現在這種情況下金絲雀也會死掉，所以他們每天下礦時都會提上一隻裝着金絲雀的鳥籠，如果發現金絲雀開始掙扎了，就趕快離開礦坑，這就是預防原則的精神。

20世紀有本非常有名的書叫《寂靜的春天》，這本書直接影響了全世界的環保運動。這本書發表之後兩年，美國成立了全世界第一個環保署，發表四年後美國開始關注瀕危的國鳥白頭老鷹。

這本書描述了農藥DDT帶來的負面影響。最初我們只知道DDT是殺蚊蟲的藥，後來發現它還有其他的毒性，會干擾動物的內分泌。白頭老鷹吃了富集了DDT的魚之後，生出的蛋殼特別薄，一不小心就壓破了，所以無法孵出新的幼鳥。春天來臨，沒有小鳥出生，一片安靜，所以書名叫《寂靜的春天》。美國發現了這個可怕的影響之後就把DDT禁用了，現在美國很多地方都可以看到白頭老鷹了。

我現在對這本書的詮釋是從完全不同的角度。  現在我們所知道的農藥被禁，都是因為當初我們不知道的毒性。  等到我們用了20年30年之後，這個毒性顯現出來了，紙包不住火了，我們才只好把這個農藥禁止使用。但是這個過程是20年、30年，我們付出的代價太大太大了。

在21世紀剛開始的時候，我們親眼目睹了蜂羣崩潰症候羣，我們現在也知道了是什麼原因導致的，就看我們是否願意面對和解決這個問題了。

保護蜜蜂，就是保護我們自己。謝謝！

策劃    丨        恆宇啊

剪  輯  丨    FH