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蜜蜂身上的微生物是城市健康的宝贵信息

寻找蜜蜂的 CITY来不
2024-09-07

研究城市及居民健康状况的科学家手中最得力的工具,可能就是蜜蜂。

原因在于,蜜蜂觅食时收集的不只是花粉和花蜜。小蜜蜂在周围的环境中飞舞时,微生物和其他微型颗粒物也会附着在它们毛茸茸的身体上,而在蜜蜂进入蜂箱时这些颗粒物会脱落。

由于城区的蜜蜂通常在蜂箱周围一英里半径的范围内觅食,因此在它们产出的蜂蜜、它们的身体上和蜂箱底部的碎屑中,存在关于一座城市甚至是一个社区的宝贵信息

“蜜蜂每天会收集大量的微生物,远远超出了它们要获得的东西。经过进化优化后,蜜蜂能做到棉签可以做到的一切,”麻省理工学院媒体实验室教授凯文⋅斯拉文(Kevin Slavin)在就《环境微生物组》(Environmental Microbiome)杂志上一篇新报告召开的新闻发布会上说。该新研究的目标是形成一种可行方法,通过与养蜂者及其蜜蜂蜂群的合作来研究城市的微生物组。

微生物组是我们体内和周围看不见的微生物、真菌、病毒和细菌群落,在城市环境和人类以及动植物的机能运转和健康中发挥着重要作用。先前的研究表明,接触不同的微生物组与健康状况的改善存在关联。

纽约皇后区阿斯托里亚社区,研究论文的合著者Devora Najjar在养蜂者拉尔夫盖塔(Ralph Gaeta)位于房顶的蜂箱旁。供图:Ralph Gaeta

斯拉文说,不久以后,了解微生物环境将变得至关重要,会便于我们了解健康和环境不平等对边缘社区造成畸高影响的多个方面。“目前,我们是把这种情况与污染甚至是挡光等因素联系起来,(但)一定程度上只是为了尽可能多地收集数据,远远超出了直接的病原体筛查,为的是更好了解什么因素才能让社区健康状况得到提高,以及它能否被测量。”

为了检验蜜蜂是否可以当做城市的“棉签”,斯拉文和一个团队与养蜂者合作,从全球五个城市(纽约、威尼斯、东京、墨尔本和悉尼)的蜂蜜样本、蜜蜂身体部位和蜂箱碎屑中收集和分析微生物,并利用这些信息揭示每个地方独特而多样的微生物足迹。

研究最先从纽约市开始,研究人员比较了三个社区的微生物——其中两个社区位于布鲁克林,一个在皇后区——以展示不同社区微生物的差异。他们从中发现了物种的多样性,包括与植物和更广泛环境相关的细菌,以及与人类有关的病原体。从三个社区蜂箱碎屑中收集的微生物差异最大。

阿斯托里亚社区养蜂者拉尔夫盖塔家房顶上的一个朗式蜂箱内部。供图:Devora Najjar

在威尼斯,许多建筑物坐落在没入水中的木桩上,部分样本数据涵盖了与木材腐烂有关的真菌。在东京,研究人员发现了一种用于生产酱油和味增酱的发酵酵母的遗传痕迹。

城市都有各自的微生物特征,有趣的是,这些特征也与形成城市的文化和地理背景相关,”研究论文的合著者、纽约大学坦顿工程学院计算生物学家伊丽莎白⋅赫纳夫(Elizabeth Hénaff)说道。她补充说:“在感觉上它与我们对这些城市的所有其他了解并没有脱节,实际的感受像是一块已有的而我们却不知道它存在的拼图。”

不仅如此,这项研究还展示了从蜂箱中收集的材料可以如何帮助卫生官员进行病原体监测。研究人员利用从东京收集的多个样本,不仅能识别出病原体“猫立克次体”(可导致细菌性疾病“猫抓热”),还能进一步分析确定使其具有感染宿主能力的遗传因素。

目前有多种方法可以研究城市的微生物组,包括检测废水,它已被用于检测药物成分的存在,最近还曾用于了解新冠病毒在社区的传播情况。但研究人员指出,这种方法主要用于检测人类处理过的东西。

“对于城市和社区的整体情况呢?”斯拉文说,“以及那些并非人类处理过的东西呢?”




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