原文以The bitter battle over the world’s most popular insecticides為標(biāo)題
發(fā)布在2017年11月8日的《自然》新聞專題上
原文作者： Daniel Cressey
管理機(jī)構(gòu)在考慮禁用新煙堿類殺蟲劑的同時(shí)，關(guān)于它對(duì)蜜蜂危害的爭(zhēng)論也在激烈進(jìn)行。
Maj Rundl?f記得她對(duì)新煙堿類殺蟲劑的看法是何時(shí)改變的。2013年十二月，在瑞典隆德大學(xué)的辦公室里，她和博士后Georg Andersson仔細(xì)查看他們一項(xiàng)最新研究采集的數(shù)據(jù)。這項(xiàng)研究旨在測(cè)試采食以新煙堿類殺蟲劑處理過(guò)的作物會(huì)對(duì)蜜蜂產(chǎn)生什么影響，新煙堿類殺蟲劑是世界上使用最廣泛的殺蟲劑。Rundl?f說(shuō)，“老實(shí)說(shuō)，我以為不會(huì)有任何影響?！?nbsp;
研究人員監(jiān)測(cè)在空管中筑巢的紅壁蜂（Osmia bicornis-rufa）的健康狀況。
Lucy Hulmes/CEH
研究顯示，花粉和花蜜中的化學(xué)物質(zhì)沒(méi)有對(duì)蜜蜂（Apis mellifera）群產(chǎn)生很大影響。但熊蜂（Bombus terrestris）的數(shù)據(jù)則顯示出不同的情況。不以處理過(guò)的農(nóng)作物為食的熊蜂群看起來(lái)很正常——它們的體重為越冬增長(zhǎng)，而接觸新煙堿的熊蜂群的體重增長(zhǎng)曲線則是平的。
2015年四月，瑞典這項(xiàng)研究一經(jīng)發(fā)表就在全世界引發(fā)關(guān)注，這是科學(xué)研究首次證實(shí)新煙堿類化學(xué)制劑在實(shí)際農(nóng)業(yè)環(huán)境中可以對(duì)蜜蜂造成傷害。
蜜蜂的數(shù)量在全球許多地方不斷下降，對(duì)依靠昆蟲授粉繁衍生存的農(nóng)作物和野生植物來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)令人擔(dān)憂的信號(hào)。雖然病蟲害及不斷萎縮的食物源都是造成蜜蜂數(shù)量下降的元兇，但新煙堿類殺蟲劑已成為主要導(dǎo)火線。
早在Rundl?f的研究發(fā)布之前，歐盟就嚴(yán)格限制三種使用最廣泛的新煙堿類化學(xué)制劑在開花作物（可能吸引蜜蜂）上的施用，因?yàn)槿藗冊(cè)絹?lái)越擔(dān)心這些化學(xué)制劑會(huì)對(duì)授粉昆蟲造成危害。受到限制的三種新煙堿制劑分別是農(nóng)藥巨頭拜耳公司生產(chǎn)的吡蟲啉和噻蟲胺，以及先正達(dá)公司生產(chǎn)的噻蟲嗪。但農(nóng)民、農(nóng)藥行業(yè)和一些科學(xué)家提出該禁令只是防患于未然，其有限的依據(jù)也大多來(lái)自實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。
Rundl?f的論文發(fā)表后，提出現(xiàn)實(shí)證據(jù)證實(shí)農(nóng)田中殺蟲劑危害的研究不斷出現(xiàn)，環(huán)保組織也要求更廣泛地禁用殺蟲劑。對(duì)于每年全球市場(chǎng)價(jià)值超過(guò)15億美元的新煙堿類農(nóng)藥，多國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)將在近期決定如何對(duì)其進(jìn)行管理。歐盟食品安全局將于今年11月完成對(duì)禁用新煙堿的證據(jù)的二次評(píng)估，屆時(shí)歐盟將決定采取何種行動(dòng)；美國(guó)環(huán)保署對(duì)新煙堿類農(nóng)藥的評(píng)估預(yù)計(jì)于明年完成；法國(guó)議會(huì)已經(jīng)通過(guò)立法，將在2018年禁用新煙堿類農(nóng)藥，但允許某些例外情況。
然而，行業(yè)團(tuán)體和一些科學(xué)家認(rèn)為證據(jù)尚不夠確鑿。目前的情況比較復(fù)雜，有研究表明某些蜜蜂在某些環(huán)境下受到了傷害，然而另一些研究發(fā)現(xiàn)沒(méi)有傷害。結(jié)果似乎受許多因素影響，包括蜜蜂的品種和所涉及農(nóng)作物的種類。研究這個(gè)問(wèn)題的科學(xué)家說(shuō)，這個(gè)題目已經(jīng)“有毒”了：任何新研究一公布就會(huì)立即遭到雙方忠實(shí)擁躉的猛烈批評(píng)。即便是針對(duì)這一問(wèn)題的迄今最大規(guī)模的研究，也沒(méi)能使雙方達(dá)成一致。這項(xiàng)由農(nóng)藥行業(yè)資助的研究在今年一發(fā)表，就引發(fā)了新一輪的相互抨擊，其中還有資助人對(duì)他們所贊助的論文的不滿。威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的昆蟲學(xué)及社會(huì)學(xué)專家Sainath Suryanarayanan說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題可能最終會(huì)在雙方達(dá)成一致前通過(guò)政治或監(jiān)管決策決定，“對(duì)于高度爭(zhēng)議和兩極分化辯論，這是常見模式?！?/p>
全球使用最廣泛的殺蟲劑
20世紀(jì)80年代初期，拜耳在東京的分支日本特殊農(nóng)藥制造公司的科學(xué)家開始研究一種十年前在加利福尼亞制造出來(lái)的殺蟲劑硝蟲噻嗪。后來(lái)他們合成了一種新的化合物，殺死蚜蟲等農(nóng)作物害蟲的效果是原來(lái)殺蟲劑的100倍。這種化合物被命名為吡蟲啉，于90年代推向市場(chǎng)，很快成為世界上使用最廣泛的殺蟲劑之一。 到2005年左右，吡蟲啉及類似化合物占所有殺蟲劑的四分之一（見下圖）。 這類化合物作用于昆蟲的神經(jīng)組織，通過(guò)破壞神經(jīng)系統(tǒng)使昆蟲死亡。 許多新煙堿類化學(xué)制劑直接施用于種子，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中被吸收，如果植物開花，就會(huì)進(jìn)入花粉和花蜜中。
Source: USGS/CalPIP
吡蟲啉處理的向日葵種子1994年在法國(guó)上市后，當(dāng)?shù)仞B(yǎng)蜂人就發(fā)出了警告。他們說(shuō)他們的蜜蜂出去采蜜后沒(méi)有回巢，并把原因歸咎于向日葵。這種擔(dān)憂導(dǎo)致1999年法國(guó)禁止使用吡蟲啉處理的向日葵種子，阿維尼翁蜜蜂研究所的研究人員Axel Decourtye表示，雖然禁令一直延續(xù)至今，但只是出于防患于未然的原則，而非基于確鑿的證據(jù)。
科學(xué)家們急于尋找這樣的證據(jù)，或是擔(dān)憂被夸大的證據(jù)。研究人員很快發(fā)現(xiàn)，喂食高劑量新煙堿類農(nóng)藥會(huì)使蜜蜂死亡，而非致死劑量也會(huì)引發(fā)行為異常。暴露于新煙堿的蜜蜂改變了進(jìn)食習(xí)性，它們采蜜的頻率降低但覓食時(shí)間卻變長(zhǎng)。另一些研究顯示，新煙堿類農(nóng)藥會(huì)對(duì)蜜蜂大腦中和記憶與學(xué)習(xí)有關(guān)的部分產(chǎn)生影響。例如，訓(xùn)練蜜蜂對(duì)特定氣味做出伸出舌頭等反應(yīng)，被喂食新煙堿的蜜蜂表現(xiàn)較差或根本學(xué)不會(huì)。
Decourtye說(shuō)，每個(gè)階段都會(huì)有批評(píng)人士對(duì)這些實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)意義提出新的質(zhì)疑，例如“我們?nèi)绾沃肋@些劑量和現(xiàn)實(shí)情況一樣？對(duì)個(gè)體產(chǎn)生影響就會(huì)對(duì)群體產(chǎn)生影響嗎？
野外實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)室研究繼續(xù)進(jìn)行的同時(shí)，研究人員也開始開展野外實(shí)驗(yàn)。2012年，Decourtye和同事發(fā)表了一篇論文，表明在戶外真實(shí)環(huán)境下 “噻蟲嗪中毒”似乎會(huì)干擾蜜蜂覓食后返回蜂巢的能力。但這項(xiàng)研究仍然是在蜜蜂食物里投放新煙堿，而不是讓蜜蜂在新煙堿處理過(guò)的農(nóng)作物中覓食。
大約在同一時(shí)期，英國(guó)一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)可能受到威脅的不只有蜜蜂。他們稱，在實(shí)驗(yàn)室里將熊峰群暴露于“野外真實(shí)水平”的吡蟲啉，放歸野外環(huán)境后其生長(zhǎng)速度慢于對(duì)照組。同時(shí)，負(fù)責(zé)傳宗接代的蜂后的數(shù)量減少了85%。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的是目前就職于英國(guó)布賴頓蘇塞克斯大學(xué)的蜜蜂研究員Dave Goulson。 Goulson在2006年成立了一個(gè)致力于保護(hù)熊蜂的慈善機(jī)構(gòu)，從那時(shí)起，他開始聽說(shuō)人們對(duì)新煙堿的擔(dān)憂。 他說(shuō)：“最開始，我是相當(dāng)懷疑的。” 但到2014年，包括Goulson在內(nèi)的30名科學(xué)家組成的系統(tǒng)性農(nóng)藥特別研究小組（TFSP）宣布在分析了800份關(guān)于新煙堿和蜜蜂的同行評(píng)議研究后，發(fā)現(xiàn) “有明確證據(jù)證明危害已足夠啟動(dòng)監(jiān)管措施”。
Rundl?f的研究想盡可能模擬現(xiàn)實(shí)情況。她的研究小組在瑞典的8塊農(nóng)田上播種用噻蟲胺處理過(guò)的油籽種子，另外8塊農(nóng)田則播種未處理過(guò)的油菜種子。他們發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)藥處理過(guò)的田地上，不僅熊蜂種群的生長(zhǎng)情況劣于對(duì)照組，野生蜂的數(shù)量也下降了。對(duì)此，業(yè)界發(fā)言人指出蜜蜂種群并沒(méi)有受到影響，并且對(duì)研究提出了苛刻的質(zhì)疑，例如，他們認(rèn)為研究人員只將少量野生蜂放入田間，所以研究結(jié)果可能不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 然而，Rundl?f指出，研究人員也調(diào)查了周邊野生蜂的情況，并且有熊蜂的數(shù)據(jù)做支撐，她說(shuō)：“我知道我們有強(qiáng)有力的證據(jù)。
瑞典研究人員在Maj Rundl?f領(lǐng)導(dǎo)的野外研究中檢查蜜蜂的健康狀況。
Maj Rundl?f
2017年年中，由企業(yè)出資約300萬(wàn)美元支持的迄今最大規(guī)模的野外研究終于發(fā)布了人們期待已久的結(jié)果。位于英國(guó)沃靈頓福德鎮(zhèn)附近的生態(tài)和水文學(xué)中心（CEH）的研究人員分別在英國(guó)、德國(guó)和匈牙利的33塊油菜地里放了蜜蜂、壁蜂（Osmia bicornis）和熊蜂，這次是在冬天播種，種子分別用噻蟲胺、噻蟲嗪或不含新煙堿的殺蟲劑進(jìn)行處理。
CEH昆蟲學(xué)家Ben Woodcock領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，熊蜂和壁蜂接觸到的新煙堿越多，它們進(jìn)食的量越少，蜜蜂的情況則更復(fù)雜。一些樣本中，新煙堿似乎影響了蜜蜂的健康，但另一些樣本則似乎沒(méi)有影響。在英國(guó)和匈牙利，新煙堿化合物似乎降低了蜂巢中工蜂的數(shù)量，在匈牙利，研究人員還發(fā)現(xiàn)這些蜂巢中的卵細(xì)胞的數(shù)量較少，這表明蜜蜂生殖率下降。然而在德國(guó)，暴露于新煙堿的蜜蜂蜂巢中卵細(xì)胞的數(shù)量反而更多，這一結(jié)果令人不解。總體來(lái)說(shuō)，CEH的研究認(rèn)為新煙堿類農(nóng)藥削弱了蜜蜂在越冬后建立新蜂群的能力。這篇論文的期刊編輯摘要使用的標(biāo)題是——“確鑿的傷害”。
提供研究經(jīng)費(fèi)的農(nóng)藥公司不同意這個(gè)結(jié)論。在今年6月 CEH研究人員展示研究結(jié)果的新聞發(fā)布會(huì)上——Woodcock因在海外沒(méi)有出席，先正達(dá)和拜耳的發(fā)言人告訴記者，這項(xiàng)研究的分析和結(jié)論都有問(wèn)題。他們指出，Woodcock的研究組分析了200多項(xiàng)關(guān)于蜜蜂的信息，其中9項(xiàng)顯示新煙堿類農(nóng)藥有副作用，而7項(xiàng)顯示有正面作用。在英國(guó)雷丁鎮(zhèn)先正達(dá)公司工作的環(huán)境專家Peter Campbell在另一份媒體聲明中稱：“這一行簡(jiǎn)單粗暴的總結(jié)沒(méi)有正確反映論文中的數(shù)據(jù)?！?/p>
這些批評(píng)令Woodcock感到憤怒。在與環(huán)保組織“綠色和平”（Greenpeace）的訪談中，他稱企業(yè)指責(zé)他是騙子。他說(shuō)現(xiàn)在他后悔那樣措辭，但還是認(rèn)為企業(yè)看待研究結(jié)果的眼光十分狹隘?！半m然我當(dāng)時(shí)不該情緒如此激動(dòng)，但這種反應(yīng)也是合情合理的。”他說(shuō)，蜜蜂健康的幾個(gè)關(guān)鍵方面都受到負(fù)面影響，并補(bǔ)充道，企業(yè)否認(rèn)新煙堿類農(nóng)藥對(duì)蜜蜂有影響“幾乎不可能”。
《自然》采訪的許多學(xué)者都認(rèn)同這一觀點(diǎn)。Decourtye 說(shuō)：“我想絕大多數(shù)研究人員都認(rèn)為實(shí)驗(yàn)證實(shí)新煙堿類農(nóng)藥對(duì)蜜蜂種群具有削弱作用?！?/strong>但不是每個(gè)人都如此肯定。英國(guó)哈彭登鎮(zhèn)洛桑研究所生物交互作用與作物保護(hù)部主任Linda Field說(shuō)：“對(duì)蜜蜂的傷害是否會(huì)轉(zhuǎn)化為野外環(huán)境中對(duì)整個(gè)蜜蜂種群的傷害，這個(gè)問(wèn)題更難證實(shí)。” 加拿大圭爾夫大學(xué)的生物學(xué)家Nigel Raine指出，即便個(gè)體蜜蜂受到傷害，成熟的蜂群仍可能存活，因?yàn)槠渌し淇梢蕴嫜a(bǔ)，但野生蜂、冬眠后出來(lái)的熊蜂蜂后等獨(dú)居蜂可能面臨更大的威脅。
Campbell認(rèn)為許多學(xué)者對(duì)這個(gè)問(wèn)題是“中立的”，但沒(méi)有表達(dá)出來(lái)。他說(shuō)，顯示對(duì)蜜蜂有害的研究往往能吸引媒體的關(guān)注，并被發(fā)表在閱讀量大的期刊上，而顯示沒(méi)有影響的研究則通常只能發(fā)表在引用數(shù)低的期刊上。但Goulson 和Woodcock表示，有些被企業(yè)引用證明農(nóng)藥無(wú)害的文章在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上令人懷疑，而且和那些引人關(guān)注、顯示有害的實(shí)驗(yàn)相比更經(jīng)不起推敲。
在位于德國(guó)萊茵河畔蒙海姆的拜耳公司從事蜜蜂保護(hù)工作的世界頂級(jí)科學(xué)家Christian Maus 談到這個(gè)問(wèn)題時(shí)，措辭十分謹(jǐn)慎。他說(shuō)：“我認(rèn)為新煙堿類農(nóng)藥對(duì)蜜蜂確實(shí)具有一些固有的毒性，這一點(diǎn)很明確，也是不容置疑的。但是，在實(shí)際情況下，像田野及農(nóng)業(yè)活動(dòng)中，我們還沒(méi)有看到任何證據(jù)表明它們會(huì)傷害蜜蜂種群——如果正確施用的話?！?/p>
組合效應(yīng)
除了研究單一殺蟲劑對(duì)蜜蜂的傷害，科學(xué)家們還想找出更復(fù)雜的關(guān)聯(lián)。在2012年發(fā)表的一篇文章中，Raine和他的同事指出，將熊蜂同時(shí)暴露于新煙堿類農(nóng)藥和擬除蟲菊酯殺蟲劑會(huì)影響其采集花粉的能力。暴露在兩種化合物中的蜂群，其工蜂損失數(shù)量高于對(duì)照組或只接觸一種農(nóng)藥的蜂群。Raine說(shuō)，這項(xiàng)研究首次揭示了組合效應(yīng)，這非常重要，因?yàn)樵谝巴饷鄯鋾?huì)接觸到多種化合物。同一年，一篇與Woodcock的研究同時(shí)發(fā)表的論文中，一個(gè)加拿大團(tuán)隊(duì)研究了米玉地附近的蜜蜂種群，發(fā)現(xiàn)使用真菌殺滅劑啶酰菌胺可使新煙堿的致死劑量減小了一半。
這項(xiàng)研究還表明，新煙堿化學(xué)物質(zhì)可以從施用植物遷移至別處。研究人員通過(guò)鑒定蜂巢中花粉顆粒的來(lái)源，指出蜜蜂主要通過(guò)沒(méi)有處理過(guò)的植物接觸新煙堿。新煙堿類農(nóng)藥可溶于水，因此可以通過(guò)從種子轉(zhuǎn)移到生長(zhǎng)的植物組織中。 “但這也意味著它們能被從種子上沖刷下來(lái)，進(jìn)入土壤，也可能進(jìn)入其它植物。” 在印第安納州西拉法葉市普渡大學(xué)工作的昆蟲學(xué)家Christian Krupke說(shuō)。
Krupke在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，在玉米種子上的噻蟲胺最后僅有1.34%進(jìn)入了植物組織。遷移到大環(huán)境中的新煙堿類農(nóng)藥可能引起其它更間接的問(wèn)題。例如，2014年在荷蘭開展的一項(xiàng)研究稱，在水體中新煙堿類化學(xué)物質(zhì)濃度較高的某些地區(qū)，以昆蟲為食的鳥類數(shù)量有所下降。
現(xiàn)在有一些研究人員質(zhì)疑使用新煙堿類農(nóng)藥到底有沒(méi)有益處。Krupke的研究小組在另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，在印第安納州，施用新煙堿類農(nóng)藥并沒(méi)有提升玉米的產(chǎn)量。新煙堿類農(nóng)藥常常作為對(duì)種子進(jìn)行處理的殺蟲劑之一進(jìn)行售賣，他說(shuō)，用新煙堿對(duì)玉米進(jìn)行預(yù)防性處理很愚蠢。
“這樣使用新煙堿完全不合理，只有從一個(gè)動(dòng)機(jī)出發(fā)才說(shuō)得通，那就是制造商的利益動(dòng)機(jī)。” 他說(shuō)。
Campbell堅(jiān)持新煙堿類農(nóng)藥確實(shí)增加了產(chǎn)量，但是許多證據(jù)屬于公司內(nèi)部數(shù)據(jù)，因而沒(méi)有發(fā)表。Maus表示，研究顯示自歐盟限制使用新煙堿類農(nóng)藥以來(lái)，油菜籽產(chǎn)量下降了4%。不論限制是否有影響，農(nóng)民們對(duì)無(wú)法使用新煙堿類農(nóng)藥意見很大。傳聞報(bào)道許多農(nóng)民將大量施用擬除蟲菊酯來(lái)彌補(bǔ)新煙堿類農(nóng)藥的缺失，這種農(nóng)藥直接噴灑在農(nóng)作物上，不是用在種子上，如果大量施用將帶來(lái)健康威脅，因?yàn)槠鋵?duì)魚類和水生昆蟲都具有毒性。
“蜂”爭(zhēng)不休
一些國(guó)家的監(jiān)管機(jī)構(gòu)將很快決定是否采取進(jìn)一步措施限制新煙堿類殺蟲劑，在這個(gè)問(wèn)題上，研究人員的意見出現(xiàn)了分歧。綠色和平及農(nóng)藥行動(dòng)聯(lián)盟等運(yùn)動(dòng)組織主張對(duì)所有戶外種植的農(nóng)作物禁用新煙堿類殺蟲劑，不僅限于可能吸引蜜蜂的作物，如明黃色的油菜花。
Woodcock說(shuō)，“許多農(nóng)民的確從根本上依賴新煙堿類殺蟲劑?！眹?yán)格限制一種化學(xué)物質(zhì)可能意味著其它有害物質(zhì)的用量增加。Field說(shuō)，“人們?nèi)绻荒苡眯聼焿A類農(nóng)藥，就會(huì)用其它殺蟲劑，這樣情況會(huì)好轉(zhuǎn)嗎？這其中有許多連鎖反應(yīng)。”
Goulson說(shuō)，這種擔(dān)憂引發(fā)了更廣泛的質(zhì)疑，即對(duì)最開始允許新煙堿等農(nóng)藥上市的監(jiān)管體系的質(zhì)疑。許多研究者并未表態(tài)主張全面禁用。一些研究者——如Rundl?f，認(rèn)為提供決策建議不是他們的工作。但Goulson說(shuō)，隨著證據(jù)越來(lái)越多，他的看法已經(jīng)改變了。2014年，系統(tǒng)農(nóng)藥專題小組剛剛發(fā)布第一份綜合報(bào)告時(shí)，他認(rèn)為可能在某些情況下新煙堿類農(nóng)藥是最好的選擇。但是從那以來(lái)又出現(xiàn)許多昆蟲數(shù)量下降的有力證據(jù)，而實(shí)施部分禁止又很困難，“所以現(xiàn)在我支持全面禁止?！彼硎?。
Goulson說(shuō)，不論監(jiān)管機(jī)構(gòu)如何行動(dòng)，他對(duì)于業(yè)界和學(xué)界達(dá)成一致的可能越來(lái)越不抱希望?！拔覞u漸開始相信，沒(méi)有人能改變游戲規(guī)則?？茖W(xué)家沒(méi)有辦法能讓所有人都坐下來(lái)，找出一個(gè)答案?！?strong>?
Nature|doi:10.1038/551156a
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