全球蜂群大衰退 科學家揭南瓜蜂族群逆勢成長的秘密

全球蜂群大衰退 科學家揭南瓜蜂族群逆勢成長的秘密

受到殺蟲劑、病原體和氣候變遷等因素影響,蜜蜂這類授粉昆蟲的數量正大量減少,但有一種蜂卻能逆勢增加。由於北美在近1000年大量種植各類南瓜、瓠瓜,喜愛這些瓜類的南瓜蜂(Squash Bee,學名:Eucera pruinosa)數量跟著上揚。
由賓州州立大學(Pennsylvania State University)科學家主持、4月3日剛在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)發表的研究指出,南瓜蜂隨著南瓜屬植物大量種植而跟著演化。
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停留在南瓜花上的南瓜蜂(Pruinose Squash Bees)圖片來源:Ilona Loser(CC BY-SA 4.0)
賓州州立大學昆蟲學副教授羅培茲烏勒比(Margarita López-Uribe)說,一般談到農業擴張會增加哪些昆蟲時,大多會想到飛蛾、蒼蠅和甲蟲這類害蟲。集約農業會對授粉益蟲產生什麼影響?我們所知甚少。透過這篇研究,我們得知農業可以增加南瓜蜂的族群規模。日後或許能在其它授粉昆蟲上發現類似現象。
新研究首次證明農業會改變野生授粉昆蟲的演化,並影響糧食安全。
南瓜蜂僅分布於美洲,在墨西哥的數量最多。在過去,南瓜蜂的主要花粉來源是油瓜(Buffalo Gourd)。這種棒球大小的南瓜生長在墨西哥和美國西南部的沙漠中。
南瓜、玉米和豆類是美洲原住民的重要作物。5000年前,北美東部林地的原住民開始馴化油瓜的近親美國南瓜(C.pepo),之後開始產出各類南瓜,並在3000年前開始大量種植。1000年前,南瓜隨著玉米的引入變得更加普遍。
羅培茲烏勒比解釋,因北美各地廣泛地種植南瓜,讓南瓜蜂棲地擴張,數量也跟著激增。如今,南瓜蜂已經遍布美國和加拿大東南部,遠遠超出了它最初的食物來源範圍。
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野生南瓜馴化後產生各種不同的南瓜,不僅成為桌上的佳餚,更與傳統習俗緊密結合。圖片來源:Birgit/Pixabay
為了研究南瓜屬作物對南瓜蜂演化的影響,研究人員先進行基因組定序,檢查其遺傳結構,以了解不同族群內部和族群間遺傳多樣性的數量和分,藉以尋找其適應的特徵。
羅培茲烏勒比解釋,遺傳多樣性變少可能代表著「選擇性清除」(selective sweep),這是有益的新突變基因頻率增加、並且逐漸固定下來的過程。
研究人員發現,蜜蜂從沙漠中的野生寄主植物轉到溫帶農業棲息地後,基因組某些遺傳多樣性大幅減少。這種轉變可能與選擇性清除相關。
選擇性清除可能會影響蜜蜂化學感知(chemosensation)相關的基因變化。化學感知指的是生物的神經系統感知環境化學訊號的能力。以南瓜蜂來說,就是其解讀花朵產生的氣味化合物的能力。
羅培茲烏勒比說,馴化南瓜屬植物的花朵氣味比野生南瓜更簡單。南瓜蜂很可能適應了農業棲息地的新感官環境,所以活動範圍變大,族群量也明顯增加。

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