农药之争硝烟再起，伤害蜜蜂的罪名能否坐实？

原文以The bitter battle over the world’s most popular insecticides为标题

发布在2017年11月8日的《自然》新闻专题上

原文作者： Daniel Cressey

管理机构在考虑禁用新烟碱类杀虫剂的同时，关于它对蜜蜂危害的争论也在激烈进行。

Maj Rundlöf记得她对新烟碱类杀虫剂的看法是何时改变的。2013年十二月，在瑞典隆德大学的办公室里，她和博士后Georg Andersson仔细查看他们一项最新研究采集的数据。这项研究旨在测试采食以新烟碱类杀虫剂处理过的作物会对蜜蜂产生什么影响，新烟碱类杀虫剂是世界上使用最广泛的杀虫剂。Rundlöf说，“老实说，我以为不会有任何影响。”

研究人员监测在空管中筑巢的红壁蜂（Osmia bicornis-rufa）的健康状况。 Lucy Hulmes/CEH

研究显示，花粉和花蜜中的化学物质没有对蜜蜂（Apis mellifera）群产生很大影响。但熊蜂（Bombus terrestris）的数据则显示出不同的情况。不以处理过的农作物为食的熊蜂群看起来很正常——它们的体重为越冬增长，而接触新烟碱的熊蜂群的体重增长曲线则是平的。

2015年四月，瑞典这项研究一经发表就在全世界引发关注，这是科学研究首次证实新烟碱类化学制剂在实际农业环境中可以对蜜蜂造成伤害。

蜜蜂的数量在全球许多地方不断下降，对依靠昆虫授粉繁衍生存的农作物和野生植物来说，这是一个令人担忧的信号。虽然病虫害及不断萎缩的食物源都是造成蜜蜂数量下降的元凶，但新烟碱类杀虫剂已成为主要导火线。

早在Rundlöf的研究发布之前，欧盟就严格限制三种使用最广泛的新烟碱类化学制剂在开花作物（可能吸引蜜蜂）上的施用，因为人们越来越担心这些化学制剂会对授粉昆虫造成危害。受到限制的三种新烟碱制剂分别是农药巨头拜耳公司生产的吡虫啉和噻虫胺，以及先正达公司生产的噻虫嗪。但农民、农药行业和一些科学家提出该禁令只是防患于未然，其有限的依据也大多来自实验室测试。

Rundlöf的论文发表后，提出现实证据证实农田中杀虫剂危害的研究不断出现，环保组织也要求更广泛地禁用杀虫剂。对于每年全球市场价值超过15亿美元的新烟碱类农药，多国监管机构将在近期决定如何对其进行管理。欧盟食品安全局将于今年11月完成对禁用新烟碱的证据的二次评估，届时欧盟将决定采取何种行动；美国环保署对新烟碱类农药的评估预计于明年完成；法国议会已经通过立法，将在2018年禁用新烟碱类农药，但允许某些例外情况。

然而，行业团体和一些科学家认为证据尚不够确凿。目前的情况比较复杂，有研究表明某些蜜蜂在某些环境下受到了伤害，然而另一些研究发现没有伤害。结果似乎受许多因素影响，包括蜜蜂的品种和所涉及农作物的种类。研究这个问题的科学家说，这个题目已经“有毒”了：任何新研究一公布就会立即遭到双方忠实拥趸的猛烈批评。即便是针对这一问题的迄今最大规模的研究，也没能使双方达成一致。这项由农药行业资助的研究在今年一发表，就引发了新一轮的相互抨击，其中还有资助人对他们所赞助的论文的不满。威斯康星大学麦迪逊分校的昆虫学及社会学专家Sainath Suryanarayanan说，这个问题可能最终会在双方达成一致前通过政治或监管决策决定，“对于高度争议和两极分化辩论，这是常见模式。”

全球使用最广泛的杀虫剂

20世纪80年代初期，拜耳在东京的分支日本特殊农药制造公司的科学家开始研究一种十年前在加利福尼亚制造出来的杀虫剂硝虫噻嗪。后来他们合成了一种新的化合物，杀死蚜虫等农作物害虫的效果是原来杀虫剂的100倍。这种化合物被命名为吡虫啉，于90年代推向市场，很快成为世界上使用最广泛的杀虫剂之一。 到2005年左右，吡虫啉及类似化合物占所有杀虫剂的四分之一（见下图）。 这类化合物作用于昆虫的神经组织，通过破坏神经系统使昆虫死亡。 许多新烟碱类化学制剂直接施用于种子，在植物生长过程中被吸收，如果植物开花，就会进入花粉和花蜜中。

Source: USGS/CalPIP

吡虫啉处理的向日葵种子1994年在法国上市后，当地养蜂人就发出了警告。他们说他们的蜜蜂出去采蜜后没有回巢，并把原因归咎于向日葵。这种担忧导致1999年法国禁止使用吡虫啉处理的向日葵种子，阿维尼翁蜜蜂研究所的研究人员Axel Decourtye表示，虽然禁令一直延续至今，但只是出于防患于未然的原则，而非基于确凿的证据。

科学家们急于寻找这样的证据，或是担忧被夸大的证据。研究人员很快发现，喂食高剂量新烟碱类农药会使蜜蜂死亡，而非致死剂量也会引发行为异常。暴露于新烟碱的蜜蜂改变了进食习性，它们采蜜的频率降低但觅食时间却变长。另一些研究显示，新烟碱类农药会对蜜蜂大脑中和记忆与学习有关的部分产生影响。例如，训练蜜蜂对特定气味做出伸出舌头等反应，被喂食新烟碱的蜜蜂表现较差或根本学不会。

Decourtye说，每个阶段都会有批评人士对这些实验的现实意义提出新的质疑，例如“我们如何知道这些剂量和现实情况一样？对个体产生影响就会对群体产生影响吗？

野外实验

实验室研究继续进行的同时，研究人员也开始开展野外实验。2012年，Decourtye和同事发表了一篇论文，表明在户外真实环境下 “噻虫嗪中毒”似乎会干扰蜜蜂觅食后返回蜂巢的能力。但这项研究仍然是在蜜蜂食物里投放新烟碱，而不是让蜜蜂在新烟碱处理过的农作物中觅食。

大约在同一时期，英国一个研究小组发现可能受到威胁的不只有蜜蜂。他们称，在实验室里将熊峰群暴露于“野外真实水平”的吡虫啉，放归野外环境后其生长速度慢于对照组。同时，负责传宗接代的蜂后的数量减少了85%。领导这项研究的是目前就职于英国布赖顿苏塞克斯大学的蜜蜂研究员Dave Goulson。 Goulson在2006年成立了一个致力于保护熊蜂的慈善机构，从那时起，他开始听说人们对新烟碱的担忧。 他说：“最开始，我是相当怀疑的。” 但到2014年，包括Goulson在内的30名科学家组成的系统性农药特别研究小组（TFSP）宣布在分析了800份关于新烟碱和蜜蜂的同行评议研究后，发现 “有明确证据证明危害已足够启动监管措施”。

Rundlöf的研究想尽可能模拟现实情况。她的研究小组在瑞典的8块农田上播种用噻虫胺处理过的油籽种子，另外8块农田则播种未处理过的油菜种子。他们发现，在农药处理过的田地上，不仅熊蜂种群的生长情况劣于对照组，野生蜂的数量也下降了。对此，业界发言人指出蜜蜂种群并没有受到影响，并且对研究提出了苛刻的质疑，例如，他们认为研究人员只将少量野生蜂放入田间，所以研究结果可能不具有统计学意义。 然而，Rundlöf指出，研究人员也调查了周边野生蜂的情况，并且有熊蜂的数据做支撑，她说：“我知道我们有强有力的证据。

瑞典研究人员在Maj Rundlöf领导的野外研究中检查蜜蜂的健康状况。 Maj Rundlöf

2017年年中，由企业出资约300万美元支持的迄今最大规模的野外研究终于发布了人们期待已久的结果。位于英国沃灵顿福德镇附近的生态和水文学中心（CEH）的研究人员分别在英国、德国和匈牙利的33块油菜地里放了蜜蜂、壁蜂（Osmia bicornis）和熊蜂，这次是在冬天播种，种子分别用噻虫胺、噻虫嗪或不含新烟碱的杀虫剂进行处理。

CEH昆虫学家Ben Woodcock领导的研究小组发现，熊蜂和壁蜂接触到的新烟碱越多，它们进食的量越少，蜜蜂的情况则更复杂。一些样本中，新烟碱似乎影响了蜜蜂的健康，但另一些样本则似乎没有影响。在英国和匈牙利，新烟碱化合物似乎降低了蜂巢中工蜂的数量，在匈牙利，研究人员还发现这些蜂巢中的卵细胞的数量较少，这表明蜜蜂生殖率下降。然而在德国，暴露于新烟碱的蜜蜂蜂巢中卵细胞的数量反而更多，这一结果令人不解。总体来说，CEH的研究认为新烟碱类农药削弱了蜜蜂在越冬后建立新蜂群的能力。这篇论文的期刊编辑摘要使用的标题是——“确凿的伤害”。

提供研究经费的农药公司不同意这个结论。在今年6月 CEH研究人员展示研究结果的新闻发布会上——Woodcock因在海外没有出席，先正达和拜耳的发言人告诉记者，这项研究的分析和结论都有问题。他们指出，Woodcock的研究组分析了200多项关于蜜蜂的信息，其中9项显示新烟碱类农药有副作用，而7项显示有正面作用。在英国雷丁镇先正达公司工作的环境专家Peter Campbell在另一份媒体声明中称：“这一行简单粗暴的总结没有正确反映论文中的数据。”

这些批评令Woodcock感到愤怒。在与环保组织“绿色和平”（Greenpeace）的访谈中，他称企业指责他是骗子。他说现在他后悔那样措辞，但还是认为企业看待研究结果的眼光十分狭隘。“虽然我当时不该情绪如此激动，但这种反应也是合情合理的。”他说，蜜蜂健康的几个关键方面都受到负面影响，并补充道，企业否认新烟碱类农药对蜜蜂有影响“几乎不可能”。

《自然》采访的许多学者都认同这一观点。Decourtye 说：“我想绝大多数研究人员都认为实验证实新烟碱类农药对蜜蜂种群具有削弱作用。”但不是每个人都如此肯定。英国哈彭登镇洛桑研究所生物交互作用与作物保护部主任Linda Field说：“对蜜蜂的伤害是否会转化为野外环境中对整个蜜蜂种群的伤害，这个问题更难证实。” 加拿大圭尔夫大学的生物学家Nigel Raine指出，即便个体蜜蜂受到伤害，成熟的蜂群仍可能存活，因为其它工蜂可以替补，但野生蜂、冬眠后出来的熊蜂蜂后等独居蜂可能面临更大的威胁。

Campbell认为许多学者对这个问题是“中立的”，但没有表达出来。他说，显示对蜜蜂有害的研究往往能吸引媒体的关注，并被发表在阅读量大的期刊上，而显示没有影响的研究则通常只能发表在引用数低的期刊上。但Goulson 和Woodcock表示，有些被企业引用证明农药无害的文章在统计数据上令人怀疑，而且和那些引人关注、显示有害的实验相比更经不起推敲。

在位于德国莱茵河畔蒙海姆的拜耳公司从事蜜蜂保护工作的世界顶级科学家Christian Maus 谈到这个问题时，措辞十分谨慎。他说：“我认为新烟碱类农药对蜜蜂确实具有一些固有的毒性，这一点很明确，也是不容置疑的。但是，在实际情况下，像田野及农业活动中，我们还没有看到任何证据表明它们会伤害蜜蜂种群——如果正确施用的话。”

组合效应

除了研究单一杀虫剂对蜜蜂的伤害，科学家们还想找出更复杂的关联。在2012年发表的一篇文章中，Raine和他的同事指出，将熊蜂同时暴露于新烟碱类农药和拟除虫菊酯杀虫剂会影响其采集花粉的能力。暴露在两种化合物中的蜂群，其工蜂损失数量高于对照组或只接触一种农药的蜂群。Raine说，这项研究首次揭示了组合效应，这非常重要，因为在野外蜜蜂会接触到多种化合物。同一年，一篇与Woodcock的研究同时发表的论文中，一个加拿大团队研究了米玉地附近的蜜蜂种群，发现使用真菌杀灭剂啶酰菌胺可使新烟碱的致死剂量减小了一半。

这项研究还表明，新烟碱化学物质可以从施用植物迁移至别处。研究人员通过鉴定蜂巢中花粉颗粒的来源，指出蜜蜂主要通过没有处理过的植物接触新烟碱。新烟碱类农药可溶于水，因此可以通过从种子转移到生长的植物组织中。 “但这也意味着它们能被从种子上冲刷下来，进入土壤，也可能进入其它植物。” 在印第安纳州西拉法叶市普渡大学工作的昆虫学家Christian Krupke说。

Krupke在一项研究中发现，在玉米种子上的噻虫胺最后仅有1.34%进入了植物组织。迁移到大环境中的新烟碱类农药可能引起其它更间接的问题。例如，2014年在荷兰开展的一项研究称，在水体中新烟碱类化学物质浓度较高的某些地区，以昆虫为食的鸟类数量有所下降。

现在有一些研究人员质疑使用新烟碱类农药到底有没有益处。Krupke的研究小组在另一项研究中发现，在印第安纳州，施用新烟碱类农药并没有提升玉米的产量。新烟碱类农药常常作为对种子进行处理的杀虫剂之一进行售卖，他说，用新烟碱对玉米进行预防性处理很愚蠢。

“这样使用新烟碱完全不合理，只有从一个动机出发才说得通，那就是制造商的利益动机。” 他说。

Campbell坚持新烟碱类农药确实增加了产量，但是许多证据属于公司内部数据，因而没有发表。Maus表示，研究显示自欧盟限制使用新烟碱类农药以来，油菜籽产量下降了4%。不论限制是否有影响，农民们对无法使用新烟碱类农药意见很大。传闻报道许多农民将大量施用拟除虫菊酯来弥补新烟碱类农药的缺失，这种农药直接喷洒在农作物上，不是用在种子上，如果大量施用将带来健康威胁，因为其对鱼类和水生昆虫都具有毒性。

“蜂”争不休

一些国家的监管机构将很快决定是否采取进一步措施限制新烟碱类杀虫剂，在这个问题上，研究人员的意见出现了分歧。绿色和平及农药行动联盟等运动组织主张对所有户外种植的农作物禁用新烟碱类杀虫剂，不仅限于可能吸引蜜蜂的作物，如明黄色的油菜花。

Woodcock说，“许多农民的确从根本上依赖新烟碱类杀虫剂。”严格限制一种化学物质可能意味着其它有害物质的用量增加。Field说，“人们如果不能用新烟碱类农药，就会用其它杀虫剂，这样情况会好转吗？这其中有许多连锁反应。”

Goulson说，这种担忧引发了更广泛的质疑，即对最开始允许新烟碱等农药上市的监管体系的质疑。许多研究者并未表态主张全面禁用。一些研究者——如Rundlöf，认为提供决策建议不是他们的工作。但Goulson说，随着证据越来越多，他的看法已经改变了。2014年，系统农药专题小组刚刚发布第一份综合报告时，他认为可能在某些情况下新烟碱类农药是最好的选择。但是从那以来又出现许多昆虫数量下降的有力证据，而实施部分禁止又很困难，“所以现在我支持全面禁止。”他表示。

Goulson说，不论监管机构如何行动，他对于业界和学界达成一致的可能越来越不抱希望。“我渐渐开始相信，没有人能改变游戏规则。科学家没有办法能让所有人都坐下来，找出一个答案。”