羅文華 王瑞生 楊秀珍 郭 軍
(重慶市畜牧科學(xué)院,榮昌 402460)
蜜蜂在動物界分類中屬節(jié)肢動物門、昆蟲綱、膜翅目、蜜蜂科、蜜蜂屬。蜜蜂總科昆蟲種類極多,全世界約有 2.5~3.0 萬種,其中有記載的有 1.2 萬種[1],我國地大物博、資源豐富,蜜蜂總科的昆蟲有3000余種,其種類和數(shù)量在我國南方分布較豐富。蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中具有十分重要的作用,愛因斯坦曾預(yù)言:當(dāng)蜜蜂從地球上消失的時候,人類將最多在地球上存活四年[2]。人類利用的1330種植物,有1000種需要蜜蜂授粉,蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色,蜜蜂的減少會誘發(fā)生態(tài)惡化。在數(shù)千萬年的歷史進程中,蜜蜂和被子植物形成了相互作用、相互適應(yīng)的協(xié)同進化關(guān)系,被子植物為蜜蜂提供了蛋白質(zhì)、能量等食物來源和賴以生存的自然環(huán)境,而蜜蜂為被子植物傳粉促進了被子植物的生殖繁衍;全世界80%的顯花植物需要昆蟲授粉才能正常生長繁殖,而其中85%的植物依靠蜜蜂授粉,依靠蜜蜂授粉的顯花植物約有17萬種[3];蜜蜂授粉實現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移,增加了種籽的數(shù)量和活力,有利于植物的繁育茂盛,保持了植物的多樣性,有利于生態(tài)環(huán)境植被的修復(fù)。
生態(tài)系統(tǒng)是指生物群落及其地理環(huán)境相互作用的自然系統(tǒng),由無機環(huán)境、利用光合作用生產(chǎn)有機物的生產(chǎn)者(綠色植物和光合細菌)、消費者(動物)以及分解者(腐生微生物)四個部分組成。無機環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)的非生物組成部分,包含光、水、無機鹽、空氣、有機質(zhì)、巖石等;植物利用光合作用將無機環(huán)境中的無機物轉(zhuǎn)化為有機物、將光能轉(zhuǎn)化為生物能,在物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)上是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者;被子植物經(jīng)過復(fù)雜的生理過程形成蜜露和花粉,并引誘蜜蜂采集,一方面,工蜂將采集的花粉和蜜露釀制成蜂蜜和蜂糧,并分泌蜂王漿,為人類提供優(yōu)質(zhì)的保健食品,成為第二生產(chǎn)者;另一方面,蜜蜂也食用花粉和蜂蜜,成為第一消費者;在自然生態(tài)系統(tǒng)中,許多動物如胡蜂、鳥、蟾蜍等是蜜蜂的天敵,以蜜蜂為食物,蜂螨等寄生蟲也靠吸取蜜蜂營養(yǎng)液而生存,人類取食蜂蜜和蜜蜂幼蟲,這些動物均成為第二消費者。在蜂群內(nèi),蜂蜜、蜂糧和分泌的蜂王漿是雄蜂、蜂王及其幼蟲的食物,蜂群內(nèi)的雄蜂和蜂王也是第二消費者;蜜蜂和其他消費者死亡后被微生物分解,進入土壤,從而完成整個生態(tài)循環(huán)。
蜜蜂在整個生態(tài)系統(tǒng)中,既是消費者,又是生產(chǎn)者,尤其是與蜜源植物的相互依存的關(guān)系,決定了蜜蜂在生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位。
科學(xué)界普遍認為,蜜蜂和被子植物是協(xié)同進化的。早在白堊時期,蜜蜂主要以裸子植物及其花粉為食[4],隨后植物開始由不顯花向顯花進化,出現(xiàn)被子植物,蜜蜂在采集植物花蜜與花粉的過程中,使被子植物朝氣篷勃,不斷繁衍,實現(xiàn)物種的延續(xù)和發(fā)展[5]。蜜蜂從一朵花飛到另一朵花上,身上粘附的花粉隨蜂轉(zhuǎn)移,實現(xiàn)初期植物的傳花授粉。由于異花授粉使授粉植物更加強壯,得以在生存競爭中保存下來。為了吸引更多的昆蟲異花授粉,植物蜜腺開始發(fā)育,并且越來越發(fā)達,泌蜜量逐漸增加,蜜汁變得更加甘甜;花蜜的香味也開始增強,變得更加芳香;為適應(yīng)蜜蜂在花上的采集活動,植物的花朵開始由小變大;為了蜜蜂便于尋找花朵,花的顏色逐漸變得鮮艷[6];蜜蜂在采集植物花蜜與花粉的過程中,使被子植物不斷繁衍,實現(xiàn)物種的延續(xù)和發(fā)展。被子植物能有如此眾多的種類,有極其廣泛的適應(yīng)性,主要是由于蜜蜂授粉導(dǎo)致其的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和完善化。特別是繁殖器官的結(jié)構(gòu)和生殖過程的特點,為它適應(yīng)、抵御各種環(huán)境提供了內(nèi)在條件,使它在生存競爭、自然選擇的矛盾斗爭過程中,不斷產(chǎn)生新的變異,產(chǎn)生新的物種,被子植物不斷進化演變逐漸形成了如今萬紫千紅、五彩繽紛的花花世界。
根據(jù)古生物化石資料和現(xiàn)代科學(xué)分析發(fā)現(xiàn),蜜蜂起源于白堊時期,距今約1.45億年,遠古蜜蜂改變了的胡蜂的捕獵其他節(jié)肢動物幼蟲的肉食性習(xí)性,成為采集植物花粉及花蜜的素食動物。為了采集蜜汁和花粉,蜜蜂的身體構(gòu)造開始適應(yīng)性變化:蜜蜂全身密生絨毛并分叉,以便粘附更多花粉;蜜蜂的三對足有花粉刷、花粉櫛、花粉耙和花粉筐等,可以收集身體絨毛上的花粉,并集中放在花粉筐內(nèi)形成花粉團帶回蜂巢;嘴變成咀嚼式,上腭發(fā)達,便于啃食花粉和撕開花瓣采集蜜汁;長舌(中唇舌)變得更長,便于采集深冠管狀花朵的花蜜。蜜蜂在演化過程中,與植物協(xié)調(diào)進化,逐漸代替了其他傳粉昆蟲,蜜蜂與植物的相互適應(yīng)、相互依存關(guān)系也得到進一步發(fā)展。
在人們的傳統(tǒng)觀念中,蜜蜂的作用就是生產(chǎn)蜂產(chǎn)品。其實,蜜蜂最大的作用是為植物傳粉,保持植物的多樣性,維持生態(tài)平衡。2004年《Nature》雜志報告“如果沒有蜜蜂和蜜蜂的授粉,整個生態(tài)系統(tǒng)將會崩潰”;法國《科學(xué)與生活》雜志報道:由于蜜蜂的減少,誘發(fā)了生態(tài)劇變;2004年,美國在發(fā)現(xiàn)蜜蜂基因序列的評論中稱:如果沒有蜜蜂,整個生態(tài)系統(tǒng)將會崩潰;2006年,美國出現(xiàn)史無前例的因蜂群衰竭失調(diào)(CCD)引起的蜂群丟失現(xiàn)象后,美國國會經(jīng)聽證拔巨資對蜜蜂進行研究和保護[7]??傊?,大量的科學(xué)研究表明:蜜蜂在自然生態(tài)系統(tǒng)的作用是不能忽視的,蜜蜂的減少會誘發(fā)生態(tài)劇變,也會嚴重威脅人類的生存。
生物多樣性是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機體(動物、植物、微生物)有規(guī)律地結(jié)合所構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。蜜蜂采訪植物在某一特定時間內(nèi),具有明顯的專一性,每次出巢只采訪一種植物的花朵,這主要是蜜蜂的學(xué)習(xí)和記憶能力所致;蜜蜂每天會采集成千上萬朵花,為同種植物不同植株進行花粉傳播,而同種植物不同植株之間的花粉傳播會導(dǎo)致等位基因的相互交流和等位基因之間的多種遺傳組合,產(chǎn)生更多的遺傳多樣性[8]。蜜蜂的采訪半徑一般在3~5km,相距一定遺傳距離的植株之間進行花粉傳播,可在其子一代產(chǎn)生明顯的雜交優(yōu)勢,提高植物后代的生產(chǎn)力和抗病力,使其后代能吸收轉(zhuǎn)化更多的營養(yǎng)物質(zhì),果實更加碩大,種子更為飽滿,提高了環(huán)境的適應(yīng)性,促進了植物的繁衍發(fā)展,保持了物種多樣性。
隨著我國農(nóng)業(yè)規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,我國授粉昆蟲數(shù)量急劇下降,導(dǎo)致一定區(qū)域內(nèi)授粉昆蟲數(shù)量不足;在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,高毒性、高濃度、大劑量殺蟲劑的使用導(dǎo)致授粉昆蟲數(shù)量銳減,蟲媒花作物授粉昆蟲嚴重缺乏;尤其是迅猛發(fā)展的設(shè)施農(nóng)業(yè),各種類型的化學(xué)藥物、生長素濫用成風(fēng),導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品及其生產(chǎn)環(huán)境存在著嚴重的藥物殘留,特別對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞。蜜蜂授粉可減少和避免化肥、殺蟲劑、農(nóng)藥和生長激素的使用,降低這些有害物質(zhì)對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞,進而改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)起到保護作用,是生態(tài)農(nóng)業(yè)中不可缺少的一項重要措施。
蜜蜂授粉不僅能使農(nóng)作物增產(chǎn),還能使農(nóng)作物增效,因此,蜜蜂被形象地稱為“農(nóng)業(yè)之翼”;據(jù)美國農(nóng)業(yè)部報道,蜜蜂授粉所帶來的增產(chǎn)效益是蜂產(chǎn)品效益的143倍[9]。蜜蜂授粉帶來的農(nóng)業(yè)生態(tài)效益將無可估量的,蜜蜂可使農(nóng)作物在最佳時間得到充分、反復(fù)的授粉,顯著提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,促進農(nóng)作物的大量種植,有利于農(nóng)作物物種的生存和繁衍。研究表明:蜜蜂授粉油菜可提高產(chǎn)量10%以上,水稻增產(chǎn)2.44%,蘋果產(chǎn)量提高2倍以上;另外,蜜蜂授粉還可以使果實中的某些營養(yǎng)成分增加,如100g黃瓜中維生素C的含量增加0.25mg,100g西紅柿中果糖和葡萄糖的含量增加0.14%;蜜蜂授粉可使種籽發(fā)芽率提高和籽粒增重,如:棉籽千粒重增加3%,發(fā)芽率提高29%;水稻千粒重增加2.6%~2.94%;油菜千粒重增加5.1%~28.1%[10]。在我國西部大開發(fā)、退耕還林還草戰(zhàn)略中,生物授粉媒介發(fā)揮著無法替代的作用,如利用蜜蜂為三葉草授粉可增產(chǎn)4倍,為苜蓿授粉可增產(chǎn)2~4倍[11];蜜蜂授粉不但可以提高牧草種子的產(chǎn)量,還可以提高種子生命力和抗逆性;因此,蜜蜂可促進農(nóng)作物的生長繁育和發(fā)展。
在受到殺蟲劑、重金屬、農(nóng)藥等污染的環(huán)境中,這些有害物質(zhì)會通過植物的生物富集作用或接觸蜜粉源植物的蜜腺和花朵,而聚集在植物的花蜜和花粉中。蜜蜂采集了這些花蜜和花粉后,會在其體內(nèi)或蜂產(chǎn)品中殘留,因此,通過檢測和分析該環(huán)境中蜜蜂身體及其產(chǎn)品中的各種監(jiān)測成分的殘留狀況,便可以間接地判斷該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的污染狀況。蜜蜂在各地均有分布,采集半徑按3km計算,一群蜜蜂環(huán)境監(jiān)測范圍可以達到28.3 km2,監(jiān)測區(qū)域廣闊[12];蜜蜂有蜂蜜和花粉等產(chǎn)品,還可以通過不同的產(chǎn)品進行監(jiān)測;蜜蜂采集具有專一性,由此可以準(zhǔn)確判斷污染存在的區(qū)域;同時,蜂群移動方便,可隨意移動到需要監(jiān)測的環(huán)境;因此,蜜蜂及其產(chǎn)品是生態(tài)環(huán)境理想的監(jiān)測器。
蜜蜂作為生態(tài)環(huán)境植被修復(fù)因子不僅成本低,而且效果顯著,且不會對環(huán)境造成二次污染,還能保持生態(tài)環(huán)境植物的多樣性,維持生態(tài)平衡;對珍稀植物的保護、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)以及高原荒漠地區(qū)的開發(fā)利用具有重要作用,其生物修復(fù)作用是不可替代的。因此,蜜蜂作為植被的生物修復(fù)因子具有廣闊的運用前景。
[1]李捷,朱朝東等.野生蜜蜂及其傳粉作用的研究現(xiàn)狀[J].生物多樣性,2007,(6):687-692.
[2]王勇.立足生態(tài)服務(wù)“三農(nóng)”[J].中國蜂業(yè),2009(1):47.
[3]王建文.推廣蜜蜂授粉技術(shù)促進生態(tài)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效[J].四川南牧獸醫(yī),2011(1):11-12.
[4]陳盛祿.中國蜜蜂學(xué).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.
[5]沈育初.蜜蜂進化與生物學(xué)規(guī)律[J].中國蜂業(yè),2009(6):48-4
[6]安建東,陳文鋒.全球農(nóng)作物蜜蜂授粉概況[J].中國農(nóng)學(xué)通報2011.27(01):374-382.
[7]房宇.陳健等.美國蜂群衰退現(xiàn)象的新進展[J].中國蜂業(yè),2008(1):51.
[8]引自 http:∥baike.baidu.com/view/6597.htm.
[9]胡豐.談?wù)勷B(yǎng)蜂與農(nóng)業(yè)[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,1986(4)52-54.
[10]王勇,彭文君等.蜜蜂授粉與生態(tài)[J].中國蜂業(yè),2005(10):31-32.
[11]趙志義,賴偉等.養(yǎng)蜂業(yè)在寧夏現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的作用及發(fā)展[J].寧夏農(nóng)林科技,2008(1)44-45.
[12]吳黎明,王勇等.蜜蜂及其產(chǎn)品作為環(huán)境污染生物指示器的研究進展[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2008,(3):18-23.