【科技.未來】類尼古丁成蜜蜂殺手 如何拯救蜜蜂?

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蜜蜂與糧食息息相關。日常生活中,我們進食的每三樣食物,就可能有一樣是經蜜蜂傳播花粉而來。

過去數十年,蜜蜂數量大幅減少,其中一個原因是農業上使用的類尼古丁(Neonicotinoids)殺蟲劑。

為了化解這場「蜜蜂危機」,法國響應歐盟今年4月的表決,本月起禁用五種類尼古丁殺蟲劑,有養蜂人和科學家亦另闢蹊徑,找尋替代蜜蜂傳播花粉的方法。

這些應對措施是否足以拯救蜜蜂,令人類避免陷入糧食危機?

早在數千年之前,人類便知道蜜蜂在農業中的重要性。古埃及人會使用蜜蜂來為花朵授粉,在法老王圖坦卡門(Tutankhamun)的墓中也可找到蜜糖罐。蘋果、藍莓、桃、梨、車厘子、西瓜、杏仁、番茄……現時約有三分之一的農作物,都需要經動物傳播花粉來開花結果。傳播花粉背後,還代表着龐大的經濟利益。現時全球有八成杏仁供應是來自美國加州,在2014年,該項依賴蜜蜂授粉的產業規模達到76億美元,為當地提供逾10萬個職位,去年耕地面積更創新高至130萬公頃,可見蜜蜂對人類的糧食和經濟舉足輕重。

殺蟲劑傷蜜蜂腦

近二、三十年,全球蜜蜂數量大減。美國明尼蘇達大學(University of Minnesota)昆蟲學家Maria Spivak指出,美國科學家於1987年因為一種寄生蟎蟲意外去到當地,首次察覺蜜蜂數量減少,但直到2006年才有大型蜂群消失的報告。1980年代末,美國有逾350萬隻蜜蜂,到2008年,已減至230萬隻。

正常情況下,約有10%蜂群會在冬天死亡。但非牟利組織Bee Informed Partnership估計,去年4月至今年4月,美國蜂農失去了約40%蜂群, 30.7%蜂群是在冬天(去年10月至今年4月)死去,比對上一年增加了9.5%。國際自然保護聯盟(IUCN)2015年報告顯示,歐洲近10%蜜蜂品種面臨絕種威脅,約5%瀕危絕種。亦因為此,蜜蜂價格自2004年以來翻了近四倍,令農民租用蜜蜂的成本大增。

本年5月,法國蜂農在西部城鎮雷恩(Rennes)展示蜜蜂屍體(視覺中國)

蜂群大量死亡原因複雜,科學家稱之為蜂群崩潰症候群(Colony Collapse Disorder, CCD),類尼古丁殺蟲劑是其中一個可能原因。1985年,德國拜耳(Bayer)藥廠取得專利,以益達胺(Imidacloprid)製成首個類尼古丁殺蟲劑並推出市面。2000年代初,市場上多了可尼丁(Clothianidin)和噻蟲嗪(Thiamethoxam)兩種類尼古丁殺蟲劑。30多年間,類尼古丁已被廣泛使用,以控制一些刺吸式害蟲如蚜蟲和咬食植物根部的甲蟲幼蟲。

與那些停留葉面、靠接觸而殺死蜜蜂的殺蟲劑不同,類尼古丁會從種子階段開始污染植物,然後隨着種子成長散播至葉、花、根、莖等部位。蜜蜂接觸或食用受污染的花粉或花蜜後,神經系統會受到攻擊,導致記憶和學習能力下降,令他們迷失方向而無法回巢;類尼古丁亦會降低蜜蜂對疾病的抵抗力,令牠們大量死亡,花粉傳授也大受影響(見圖)。

類尼古丁殺蟲劑如何減少蜜蜂數量

英國《皇家學會報告B》(Proceedings of the Royal Society B)上周刊登的一項研究顯示,類尼古丁可能會令蜜蜂如人類吸煙般「上癮」。倫敦帝國學院(Imperial College London)團隊同時提供兩種糖液給熊蜂(bumblebee),一種有類尼古丁殺蟲劑,另一種沒有。結果發現熊蜂起初雖然會選擇吃沒有類尼古丁的糖液,但吃過有類尼古丁的糖後食髓知味,最終更傾向選擇後者。

禁用惹農民反彈

既然類尼古丁殺蟲劑對蜜蜂傷害極大,禁用似乎是最直接的應對方法。事實上,歐盟早在2013年便限制類尼古丁不能用於會吸引蜜蜂的開花植物,今年4月更表決通過,最遲於本年底,除了溫室以外,全面禁用上述三種類尼古丁。部分成員國近日跟上步伐,法國更在歐盟禁令之上,額外禁用另外兩種類尼古丁噻蟲啉(Thiacloprid)和啶蟲脒(Acetamiprid)。除了歐盟,加拿大衞生部害蟲管制局(PMRA)也於上月宣布,2021年起逐步在室外禁用噻蟲嗪和可尼丁;美國第二大零售商好市多(Costco)也在7月修改政策,鼓勵供應商逐步停用類尼古丁。

這些禁令引起農民強烈不滿,美國農民Henry Denotter直言,沒有使用類尼古丁的農作物雖然仍可食用,但賣相會減低消費者的購買意欲:「無人會想買到一條有蛆蟲的粟米……不會有市場的。」歐洲農作物保護協會(European Crop Protection Association)公共事務總監Graeme Taylor在歐盟4月通過禁用類尼古丁殺蟲劑後亦表示擔憂:「歐洲農業將會因這個決定而受害。可能不是今天、明天,但官員慢慢就會清楚看到,禁用一個對農民重要的工具有何後果。」德國農業組織DBV主席Joachim Rukwied補充:「判決意味着將要盡快發展和批准新產品作為(類尼古丁)替代,讓我們能保護農作物,抵抗害蟲。」

蜜蜂消失成因多元,蟎蟲也是長期元兇之一(Varroa Mites,圖中蜜蜂背上啡點),因此農民質疑禁用類尼古丁殺蟲劑,只會犧牲他們的利益而成效有限。(Wikimedia Commons)

農民的擔憂並非無的放矢,因為現時仍未找到能替代類尼古丁的殺蟲藥。鵳基亞胺類(sulfoximine)殺蟲劑雖然一度被視為可靠的替代品,並已於美國、中國、加拿大、澳洲等十多個國家核准使用,但皇家哈洛威學院(Royal Holloway University of London)上月中在《自然》(Nature)期刊刊登的研究發現,鵳基亞胺類殺蟲劑也對蜜蜂有害,它會減少蜂群中工蜂的數目,並降低雄蜂的生殖能力。

再者,殺蟲劑只是蜜蜂減少的原因之一。美國養蜂聯盟前主席Gene Brandi認為,蜜蜂數量減少有四大原因:寄生蟲、病原、殺蟲劑和營養不良。當中較為嚴重的是在1980年代中發現的蜂蟹蟎(Varroa mite),這種約罌粟籽般大小的寄生蟲,除了會傳播翅翼變形病毒(deformed-wing virus),還會吸蜜蜂血維生,令蜜蜂有如喪屍般無法正常飛行。難怪農民質疑,禁用類尼古丁未必能遏止蜜蜂大量死亡,卻可能犧牲了他們的利益。

研機械蜜蜂替代

面對蜜蜂減少導致農作物授粉效率降低,從而令成本上升,有農民選擇在最常用的「蜜蜂」(honey bee)以外,使用更多不同品種的蜜蜂,例如藍果園蜂(blue orchard bees)、熊蜂、苜蓿切葉蜂(alfalfa leafcutter)等。事實上,野外蜂種授粉很多時比蜜蜂更有效率,一隻蜜蜂需要採集四次,才抵得上一隻熊蜂採一次的花粉量。此外,野外蜂種有一種名為「振動授粉」(buzz pollination)的獨特採集花粉方法,透過特定頻率震動花朵以「搖」出更多的花粉,令授粉更有效,番茄授粉便是例子之一。這是蜜蜂做不到的。

當歐洲蜜蜂(honey bee; Apis mellifera)大量減少,有些農民利用其他品種如藍果園蜂(blue orchard bee; Osmia lignaria),效果有時有過之而無不及。(Wikimedia Commons)

美國果農Jim Freese便學懂了使用藍果園蜂。藍果園蜂雖然不會生產蜜糖,但天氣涼時仍會外出飛行,相反蜜蜂只會留在巢裏。Freese對藍果園蜂十分滿意:「車厘子產量翻了一倍,比以往任何一年都多。」供應藍果園蜂給Freese的蜂農Jim Watts解釋:「我們的想法是除了提升收成之外,也考慮風險管理。同時使用兩種蜂效果更好,他們傳粉方法不同,使用的蜂更多元化,長遠可令授粉更穩定。」密歇根州立大學(MSU)昆蟲學家Rufus Isaacs也認同:「同時用野外和馴養的蜜蜂,是對抗蜜蜂減少的保險政策。」

中國河北邯鄲梨園一名果農正在人工授粉(視覺中國)

部分地區在應對蜜蜂減少一事上欠缺有效方法,例如中國有農民以人手代替蜜蜂為蘋果樹授粉;沙特阿拉伯和阿聯酋等中東國家則要每年入口數以百億美元計的食物。明尼蘇達大學電腦科學教授Shashi Shekhar認為,機械蜜蜂將會應用於這些地方,不過他補充:「一些(機械蜜蜂)原型已展示了無人機授粉是可行的。但要由一隻變成十多或數千隻,仍有很多問題要解決。」現時的機械蜜蜂在溝通、對抗惡劣天氣、電池續航力等方面仍有待改善,有些機械蜜蜂仍要遙控操作,無法自動航行,亦缺乏地圖數據等相關軟件支持。

美國哈佛大學Wyss Insittute研發的機械蜜蜂RoboBee(Wyss Institute圖片)

除野外蜂種外,科學界近年也在實驗室準備另一重保險——機械蜜蜂。哈佛大學Wyss Institute研究團隊去年發布最新版本的RoboBee(機械蜜蜂),僅重0.1克,有鏡頭和感應器模仿蜜蜂眼睛和觸角,可飛之餘還可入水。日本產業技術總合研究所(AIST)高級研究員都英次郎去年亦把從亞馬遜(Amazon)買來的無人機改裝,黏上馬毛來採集花粉,再用水仙花作測試,授粉成功率約有四成。全球最大零售商沃爾瑪(Walmart)也在今年3月入紙申請以無人機傳播花粉的技術專利,正待批核。

都英次郎估計,機械蜜蜂五年後能推出市場,但他認為,機械蜜蜂非為取代自然蜜蜂而設:「這仍只是機械授粉第一步,仍在初期……但我肯定現時的進度已是一個里程碑,未來可能會改變花粉傳授方式。但我們必須拯救真的蜜蜂,這是首要任務。」

實際上,除了這些經馴養的蜜蜂,野外的蜜蜂也正在消失當中,請見另文《【科技.未來】拯救蜜蜂 也應拯救其他授粉者

上文節錄自第127期《香港01》周報(2018年9月3日)《都是類尼古丁惹禍?拯救蜜蜂》

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