综述:将行为与微生物组纳入蜜蜂健康的考量

《Genome》:Integrating behaviour and microbiomes into considerations of bee health

【字体: 时间:2026年02月15日 来源:Genome 1.7

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  本综述深入探讨了蜜蜂行为、微生物组与健康之间的复杂互作,强调了从个体生理、遗传、行为、社会角色到环境的多元视角对理解蜜蜂健康的重要性。通过整合“社会微生物组”(Social Microbiome)和“一体健康”(One Health)等前沿概念,为全面评估传粉者健康及制定有效的保护策略提供了新框架。

  
蜜蜂是生态与农业系统中至关重要的传粉者,然而其健康正面临日益严峻的挑战。理解蜜蜂健康需要超越单一的个体视角,采用一种整合了行为、微生物组及其相互作用的多元分析框架。

定义健康的蜜蜂

健康的蜜蜂可以从个体生理特征(如形态测量学)到群体社会性等多个层面来评估。例如,体型和体重等形态指标与蜜蜂的发育质量和潜在的适应性相关,尽管这种关联并非绝对。蜜蜂的遗传背景则从根本上决定了其应对环境压力、激活免疫反应以抵御病原体的内在能力。

行为学

蜜蜂的社会性差异巨大,从完全独居到完全真社会性,其间还存在多种中间形态。这种社会多样性深刻影响着蜜蜂的健康与适应性。真社会性蜜蜂,如西方蜜蜂(Apis mellifera),具有严格的社会分工和形态分化;而一些蜜蜂,如澳大利亚小型木蜂(Ceratina australensis),则表现出社会可塑性,能在独居和社会性生活之间转换。社会网络不仅能提供抵御捕食者和病原体的集体保护,还通过亲缘选择等机制影响个体的繁殖策略。蜜蜂的个体行为,如学习能力、觅食选择等,同样与其生存和繁殖成功紧密相连。

环境影响

环境因素,尤其是花卉资源的数量与质量,对蜜蜂健康起着决定性作用。花粉的营养成分直接关系到幼虫的发育和成蜂的生存。然而,土地利用变化、城市化、农药暴露以及栖息地丧失等环境胁迫,正在削减高质量花卉资源的可获得性,从而对蜜蜂种群构成威胁。专性访花蜜蜂(oligolectic)与特定植物的协同进化关系,使它们在环境变化面前尤为脆弱。

微生物相互作用影响健康与适应性

微生物组支持个体与群体蜜蜂健康

蜜蜂的微生物组是其健康的核心组成部分。在真社会性的“具粉类蜜蜂”(Corbiculate bees,如蜜蜂、熊蜂、兰花蜂和无刺蜂)中,其核心细菌微生物组相对稳定且主要通过社会接触垂直传播。相比之下,独居或野生蜜蜂的微生物组则展现出更高的多样性,这主要来自其与环境和花卉的直接接触。花卉成为了微生物在植物与不同传粉者之间传播的关键枢纽。健康的微生物组不仅帮助蜜蜂消化营养物质、代谢有毒化合物,还能有效竞争并抵御病原体,从而成为蜜蜂健康的重要生物标志物。例如,肠道菌群的存在可以上调蜜蜂体内与解毒相关的P450基因(如CYP450)的表达,增强其对农药的抗性。

蜜蜂行为学与行为影响微生物组组成

蜜蜂的行为和社会角色与其微生物组构成相互影响。在蜂群中,蜂王、雄蜂、哺育蜂和采集蜂由于接触环境不同,其微生物组存在差异。例如,蜂王的肠道菌群可能富集了那些支持高代谢以促进产卵的细菌。反过来,微生物组也能塑造蜜蜂的行为。研究表明,拥有完整肠道菌群的蜜蜂,其大脑中与氨基酸代谢和突触传递相关的基因表达会发生改变,从而影响蜜蜂之间的互动(如头对头接触)和行为专业化。缺乏肠道菌群的蜜蜂,其学习和记忆能力会受损。

共生关系可能被环境影响所破坏

人为活动导致的环境变化正扰乱着蜜蜂与其微生物组之间脆弱的共生平衡。城市化、农药和空气污染物不仅直接影响蜜蜂,还会导致其微生物组失调(dysbiosis),降低有益共生菌的丰度,增加病原体感染风险。病原体在管理蜂群与野生蜂群之间的溢出(spillover)事件,对野生蜜蜂群落构成了严重威胁。

蜜蜂及其微生物组的整合视角

要全面理解蜜蜂健康,必须将上述所有因素——个体生理、遗传、行为、社会性、微生物组和环境——置于一个整合的分析框架下。这种“多层级网络”分析思路有助于揭示各因素间的交互作用与相对权重。例如,农药的影响可以通过分析其对微生物组的扰动、宿主解毒基因的表达、蜜蜂觅食行为以及病原体在群体内的传播等多个层面来综合评估。采纳世界卫生组织倡导的“一体健康”(One Health)理念,从整合生物、社会和生态层面的策略出发,对于制定可持续的蜜蜂保护方案至关重要。通过这种全景式的视角,我们才能更有效地应对环境变化带来的威胁,维护传粉者及其所支撑的生态系统的健康。
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