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中国的蜜蜂种类虽然非常丰富,但是研究野生蜜蜂的人特别少,只能以个位数计算 | 朱朝东

朱朝东 格致论道讲坛 2023-07-23


蜜蜂看似微弱,

实则在自然界中扮演着不可替代的角色。

全世界大约有30%的食物生产,

都需要靠包括蜜蜂在内的传粉昆虫来传粉。


朱 朝 东 · 中国科学院动物研究所研究员

格致论道第72期 | 2021年10月17日 北京


今天非常荣幸到格致论道和大家分享我和我的团队在中国大地上寻找蜜蜂的道路故事

 

你真的熟悉蜜蜂吗?

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那么谈到蜜蜂,大家可能会首先想到三个字:“嗡嗡嗡”。如果走出城市到乡间,也许大家还看到过蜂箱。在山林里边很偏僻的地方,有些蜂农甚至会用木桶、木桩子作为蜂巢。

 


蜜蜂还有两个很重要的特点:第一个特点就是它的蜂巢。如果我们把它打开,就会看到每个蜂巢都是六边形的,所以蜜蜂又号称是天然的“自然界的建筑师”。另外一个特点,就是蜜蜂能提供甜美的蜂蜜。

 

 西方蜜蜂(左),中华蜜蜂(右)


为我们提供蜂蜜的家养蜜蜂主要有两种。上图左侧的西方蜜蜂实际上是外来物种,引进中国已经上百年了。它为全世界特别是东南亚提供了大量的高品质蜂蜜。上图右侧则是中国特有的中华蜜蜂。

 


 蜜蜂的传粉服务,保障着农业和生态的正常运转


除了提供蜂蜜,蜜蜂还有一个价值巨大的功能,就是我们既熟悉又陌生的传粉。简单地说,传粉就是雌性的传粉昆虫,特别是野生蜜蜂,从一朵花飞到另外一朵花上,把雄蕾上的花粉传递到雌性花的花柱上面,使得植物可以结果。大家可以在上图中看到很多果实,比如杏仁、西瓜、苹果、梨等等。如果没有了蜜蜂,特别是野生蜜蜂,那么这些美好的果实就会从我们的餐桌上消失。全世界大约有30%的食物生产,都需要靠包括蜜蜂在内的传粉昆虫来传粉。

 

 野生蜜蜂——就在我们身边,但少有人注意

 

那世界上总共有多少种蜜蜂呢?经过全世界科学家的努力,目前发现的蜜蜂已经有两万多种了。这也就意味着:我们熟悉的中华蜜蜂和西方蜜蜂,只占这么多已知蜜蜂的万分之一。而剩下其他蜜蜂有什么特点呢?从上图可以看出,它们都是独自生活的。要通过访花、在花上吸取花蜜并起到传粉功能的同时,给它自己的后代提供足够的蜂粮和食物。

 

传粉者之谜

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蜜蜂的传粉功能有多重要呢?我举一个例子:油料牡丹的传粉问题。一般牡丹的花非常漂亮,而且结籽必须要有蜂类传粉。而油料牡丹从名字就可以听出来,它不仅可以观赏,牡丹籽还可以提供油品。



 蜜蜂授粉:显著提高油料牡丹的结籽率


我们就以家养蜜蜂作为实验材料,来研究各类蜜蜂怎样提高油料牡丹的产量。这项工作主要是由我的博士后贺春玲教授在河南洛阳带着团队做的。

 

从下图可以看出,经过蜜蜂授粉的油料牡丹籽比较圆润,个大、数量多;中间的是风力传粉,右边是自交传粉。从图中就可以看出,自交传粉就基本没有牡丹籽了。

 

 蜜蜂授粉(左),风力授粉(中),自交授粉(右)

 

第二个故事稍微长一些。我最早进入野生蜜蜂研究是受到了前辈的鼓励,到江西宜春去研究油茶传粉的问题。长江中下游有着一千年油茶种植的历史,而现在中国是非常缺油的。很多人都知道花生油、大豆油。但实际上还有一类非常高品质的油,就是油茶的油。在超市里茶油的价格比较昂贵,主要是因为它是木本油料做的。全世界总共只有四种木本油料作物,而茶油就号称是“东方的橄榄油”,也是非常健康的食品。

 


中国种了这么多年的油茶,主要还不是为了提供油品,而是为了在长江中下游保持水土。因为这些地方雨水量比较大,很容易把一些土壤冲刷到河流里。而油茶在这些贫瘠的地方,不需要施肥、打药,就能够保持水土。到了近年,很多当地政府都想把油茶发展成一项产业,但这里面出了问题。油茶有一个特点:在冬季开花结果。漫山遍野,非常漂亮,但是,油茶缺乏足够的授粉者,原因很简单:冬季很多蜜蜂活动能力下降了,所以很少有蜜蜂在这个时候出来给油茶授粉。

 

 

另外还有一个更重要的原因。当地政府曾经鼓励蜂农把蜂箱移到油茶林边上,来给它们授粉,但是蜂农很快都离开了。原因也很简单:这些蜂把花粉采回去以后,在蜂箱里做成蜂粮,喂养它的后代,结果就“烂窝”了,幼虫死了。这就会影响到蜂农的效益,蜂农们就不愿意给油茶授粉。

 

所以,当地政府就邀请我们科学院带领团队,到江西宜春去参加研讨会,给他们会诊。我们发现:当地的油茶种植是非常成规模、成片的,就像种苹果、种梨,把地清扫得特别干净。甚至有的地方为了保证没有杂草,还会播撒除草剂、杀虫剂,希望通过保护油茶的生长,来提高它的产量。但实际上,这造成了一个非常大的问题:这使当地的一些土蜂不能在这个地方筑巢,也就不能在这里给油茶传粉。


 大分舌蜂(左),油茶地蜂(中),湖南地蜂(右)

 

那么,到底有没有野生蜜蜂能为油茶传粉?有哪些油茶传粉蜂可以更有效地提供传粉服务呢?我有两位学生从2007年开始就在那里蹲点。他们研究发现:油茶的传粉者实际上有很多种类,并不是只有家养蜜蜂才可以传粉。上图列出了那里14种传粉蜜蜂当中的3种,包括大分舌蜂、油茶地蜂、湖南地蜂,都有未来给油茶传粉的潜力。特别是左边最大最漂亮的金黄色的大分舌蜂,它的传粉效率明显高于其他蜂。

 

野生蜜蜂哪里找?

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正是因为蜜蜂在自然界和农田生态系统中有着非常重要的作用,可以保障食品、粮食的安全,因此我们需要花大力气来研究和保护野生蜜蜂。

 


但问题是:要想研究它,要去哪里寻找这些野生蜜蜂呢?是不是要像熊爬到树上去摘蜂巢,然后把蜂巢里面的蜂蜜扒出来一样?


 世界蜜蜂总科7科20139种,中国已知6科1372种,

在中国可能还有至少1000个物种有待发现。

 

首先从科学上做起。我们对全世界两万多种蜜蜂进行了大数据分析。这是一张变形的地图,展示的是全世界蜜蜂的分布、物种数量和每个物种的个体数量。


我们分析了大概上百万条数据,发现颜色最深、面积最大的部分是欧洲和美国。这告诉了大家:欧洲和美国的专家特别多、研究的数据特别丰富,所以在这个地图上就特别突出;相反,中国以及周边的国家实际上蜜蜂种类非常丰富,然而这张图上基本找不到中国的踪迹,它甚至成了窄窄的一条线。


原因也很简单:在中国,研究蜜蜂的人非常少,研究野生蜜蜂的就更少了,只能以个位数计算。可以毫不客气地讲,中国研究野生蜜蜂分类不断发表论文的人不会超过三个。


在中国大地上,还有很多地方可供我们寻找蜜蜂、发现它们的功能,进行研究和保护。大家一般都会认为,森林里蜜蜂的种类可能会多一点,但经过大数据分析和大量野外考察,得到一个经验:森林里面其实蚊子比较多。好在蚊子不咬我,所以我有天然的优势来做这个工作。森林里其实很少见到蜜蜂,那在什么地方有蜜蜂呢?

 

 其实,蜜蜂丰富度在森林中更低


大家可以看上面这张照片,这条路就把蜜蜂的分布一分为二了:一边是森林,一边是草地。如果一个地方没有森林,但是有草也有花,那么很有可能就有很多蜜蜂种类分布。所以我去野外时,非常喜欢去西藏、新疆和内蒙。不是为了名山大川,而是因为那些地方非常干旱,跑几百公里可能不见一个人影,但是,只要见到一片草,这片草上面有一朵花,我就会停下来,在这里待上一上午甚至一天的时间。为什么?因为正是有花就必有蜂,所以我只需要守花待蜂就可以了。从学术层面来讲,只要没有树木、森林,在干旱的地方,有一定的植物多样性,就一定会有较高的蜜蜂丰富度。

 


上图是我们参加第二次青藏高原考察时,在西藏墨脱的森林里发现的枯木。

 


上方的视频中,枯木上有一个圆孔,里面隐隐约约有一只白色的脑袋在晃悠。它是在干什么呢?原来它在看我们,它就是一只美丽的木蜂。

 


除了青藏高原、新疆这些干旱的地方,我们也会到村庄院落里寻找蜜蜂,尤其喜欢找古老的村落和特别破旧的土墙。上方左图中躲了一个人,举着长长的采虫杆子,他要干什么呢?要到房梁、土墙上去找一些洞。这些洞里有一些蜜蜂。很多房梁上的木蜂已经化蛹了,还有一些壁蜂在土墙里面,它们都可以给植物传粉。


 赤足木蜂X. rufipes

这个季节,正好是苹果可以采摘的时候,农家乐的院落旁也会有一些柴火堆。这些柴火堆,也是我们要寻宝的地方。这些柴火堆里,好多木头上面有一个又一个的小孔。这些小孔有可能是废弃的蜂巢,也有的是正被蜂妈妈占据的蜂巢。在春季,木蜂会把木头打洞,在里面筑一个个的巢室。

 

 少数木蜂种类会选择在枯竹中筑巢,

如金翅蜂、长木蜂、竹木蜂……

 

那么,这些蜂都在木头或墙上打洞,会不会特别辛苦?它们就不能很聪明地找一些有孔洞的植物吗?我们发现:有些非常聪明的木蜂会寻找竹子和芦苇杆来筑巢。

 

 突眼木蜂亚属物种新疆原木蜂X. xinjiangensis在土中筑巢

 

除了木头、墙上和竹子之外,蜂的筑巢环境是非常不拘一格的。上图是贺春玲教授在新疆南疆找到的,特别适合特殊的木蜂——突眼木蜂亚属这个类群筑巢的地方。

 

 

这个土地上有很多的蜂窝。这种蜂筑巢非常困难,因为沙地非常松软。怎么办呢?蜂妈妈就会在沙里挖出地道,每个地道里用自己的分泌物构筑一个又一个的一居室,然后把虫卵产在里面。

 

为了带回蜜蜂,我们掘地三尺

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如果我们找到了蜂,也采到了样本,那怎样才能把它带回实验室呢?这需要很多的野外考察工作。

 

 如何把蜜蜂带回实验室?

 

上图是我带了八年的博士研究生郭鹏飞同学。他在每年的4月初到11月底必须待在江西婺源。他需要做一些芦苇管,然后放在PVC管里做成蜂巢,吸引当地的野生蜜蜂筑巢。所以,他每天得定期地检查哪些蜂巢已经有蜂,把它们带回实验室,寻找并记录这些蜂的各种数据。

 

 发掘土中的油茶地蜂

 

另外一项工作有点像挖掘文物。油茶蜜蜂的发现并不容易,不是只靠眼睛就能够看到的。为什么?因为看到成虫,我们还需要找幼虫。找幼虫就必须挖地,而且甚至是掘地三尺。我们研究发现,蜂妈妈实在是太伟大了:它为了保护自己的孩子,会在红壤地里挖到1.6米深。这是我们所见到过最深的蜂巢了。挖了地道以后,围绕主管道,它还会在周围构筑一个个蜂巢,然后把虫卵产在自己做成的球状蜂粮上面。

 

 收集蜜蜂成虫

 

我们在野外主要的采样方式,还是用网扫:把很多蜜蜂收到网里,再用特殊的工具,一只一只地抓到管子里。大家可能会问:图中这位小伙这样做会不会被蜂蜇?没错,而且他是经常会被蜂蜇,蛰完以后还很快乐。为什么?因为蜇一次就意味着,他又抓到了一只蜂。所以他已经在西藏跑了二十次。


把这些蜂带回去后,还要解决什么问题?

 

 蜜蜂分类:中国蜜蜂总科3科物种名录,

包括768个已知物种。

 

现在已经发现了一千多种蜜蜂,而后面还有一千多种要研究。怎么办?我们需要把这些物种进行比较,研究它们属于哪个物种、它们的生活史,还要研究怎么利用它们。

 

 获取形态学特征与分子数据

 

如何研究呢?我们要通过研究它的翅、身体、它的内部甚至脑部,把不同物种的性状全部提取出来。同时,还需要把前足和中足取下来,进行分子测序。为什么不提取后足的DNA呢?因为后足上有非常重要的采集花粉的结构,所以我们把它留下来,是要给未来的后辈研究的。

 

 获取生活史数据:在实验室养蜜蜂

 

有了这些物种后,还要研究它们的生活史来获取数据。为什么呢?研究生活史,把蜂饲养在实验室,从卵期到幼虫、蛹、直至成虫,这样就可以实现人工的扩繁

 

 

当然,蜜蜂在自然界也不是没有天敌的。上图威猛的切叶蜂是非常重要的传粉者,它有很强硬的大颚。但即便如此,切叶蜂也有天敌。图中右侧展示是在它的卵期、幼虫期、蛹期的天敌,像蝇类、甲虫和其他的蜂类,都会取食切叶蜂的幼虫或者蛹。

 

人类与蜜蜂相助相成

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系统的基础研究之后,我们在思考野生蜜蜂的应用。我们和宁夏农科院张蓉教授团队进行了合作。苜蓿是非常重要的草料,它引进到中国有很多年了。它最大的生产瓶颈就是:它的结籽是需要传粉的。

 

 缺乏切叶蜂授粉成为限制我国苜蓿种子单产提高的瓶颈

 

大家从上图可以看出,它的花结构有点像豆科植物。这个结构只有切叶蜂用特定的行为、结构来把它打开,才能采到并传播这些花粉。

 

 给蜜蜂特殊的“家”

 

张蓉教授已经在苜蓿地里引进了一些切叶蜂,同时给这些切叶蜂提供了特殊的蜂巢。有了蜂窝,一些蜂就会回来,在里面筑巢。上图右侧就是用木头做成的蜂巢。


 在早春为果园传粉

还有一个最重要的例子。大家可能去过一些梨园,像安徽生产砀山梨,山西也是梨的产区。梨树的授粉是在早春,一到早春,很多农民伯伯和阿姨,就会拿着特殊的装置给梨树人工授粉。这实际上有点危险,同时也不能完全保障梨的口感。经过我们的研究,梨园和一些早春的果园里,有很多野生蜜蜂可以完成梨树的传粉。

 

所以,野生蜜蜂离不开花,花也离不开蜜蜂。我们需要让野生蜜蜂更好地生活在它们能够筑巢、采到花蜜的地方,这样才能繁衍后代,进而与人类和谐共生。蜜蜂看似微弱,实则在自然界中扮演着不可替代的角色。

 


我们需要组成好的团队,在中国研究、保护、并进而利用好这些蜜蜂!

 

我的演讲到此结束,谢谢大家!



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文章和演讲仅代表作者观点,不代表格致论道讲坛立场。


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