其他

蜜蜂授粉替身

近年蜜蜂蜂群驟減,全球農業大受衝擊,科學家積極培育替代蜜蜂授粉的獨居蜂,在蜂群管理與商業量產上,均充滿挑戰。

撰文/安布利(Paige Embry)
翻譯/姚若潔

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蜜蜂授粉替身

近年蜜蜂蜂群驟減,全球農業大受衝擊,科學家積極培育替代蜜蜂授粉的獨居蜂,在蜂群管理與商業量產上,均充滿挑戰。

撰文/安布利(Paige Embry)
翻譯/姚若潔

植物新媒人:藍果樹蜂的授粉效率很高,一隻雌蜂可抵許多隻蜜蜂。


過去八年,美國加州中央谷(Central Valley)東南隅每年2月都會重新啟動一項盛大的研究計畫。此計畫在許多巨大籠子中進行,這些籠子由非常細密的網子緊箍住纖細強韌的骨架組合而成,四面和頂部均可看穿,它們像是一座座長方形倉庫,沿著一片約八公頃的廣大開心果園設置。計畫主持人是萬多福公司(Wonderful Company)的蜂類生物學主任瓦戴爾(Gordon Wardell),萬多福是全球規模最大的杏仁種植公司(編按:本文所稱的杏仁為almond,指常見的市售堅果零食,正確名稱為「扁桃」,現多與apricot的果仁混稱為杏仁)。八年來,瓦戴爾利用這些籠子發展可取代蜜蜂授粉的昆蟲。


對於蜜蜂「替身」的需求已然告急,在杏仁園中尤其如此。杏仁是加州第二大農產品,估計每年為加州帶來210億美元的經濟收益。2016年,加州的杏仁果農利用將近190萬群蜜蜂(幾乎佔了全美商業蜂群數的3/4),為他們佔地約38萬公頃的杏仁園授粉。杏仁產業生產的每一包鹽烤杏仁和每一盒杏仁漿都要仰賴蜜蜂,但大量問題正危害蜜蜂,包括致命病蟲害、營養不良、環境中的殺蟲劑,牠們的處境岌岌可危。


過去11年,美國的蜂群每年損失達29~45%。加上杏仁種植面積不斷擴增(從2004年的23萬公頃到今天超過40萬公頃),整個授粉市場供需相當吃緊。2012年任職於美國農業部(USDA)的裴提思(Jeff Pettis)在「蜜蜂健康狀況國家權益關係人會議」上說:「我們現在的處境是,只要有一次壞天氣或冬季蜜蜂大量損失,就會導致授粉災難。」


萬多福公司在2009年聘僱瓦戴爾,就是要避免自己的杏仁園發生這樣的災難。他們選擇一種美國原生壁蜂(mason bee)進行研究,這種蜂俗稱藍果樹蜂(blue orchard bee,學名Osmia lignaria),非常適合幫杏仁授粉,在小型研究中表現良好,歐洲和日本果農也成功運用其近親種進行授粉。事實上也別無他法。全世界蜜蜂總科中包含超過兩萬個物種,人類只運用了其中10幾種;除了西方蜜蜂(Apis mellifera),美國普遍運用的只有三種蜂,其中兩種從冬季休眠期醒來的時間趕不上扁桃樹開花期,可運用的第三種蜂則受加州政府規範,禁止用於開放空間。


然而藍果樹蜂和蜜蜂完全不同。蜜蜂是社會性昆蟲,一個蜂群中有一隻蜂后及數千隻雌性工蜂,共同居住數年,幾代的工蜂分擔職務,維持整個蜂巢的運作。藍果樹蜂則是「獨居蜂」,除了交配以外,都是單獨生活。雄蜂唯一的任務就是交配,不會為了下一代蒐集花粉以供食用,無助於作物授粉。


每隻雌性藍果樹蜂在自己的生活範圍裡同時扮演蜂后和工蜂的角色。交配後,雌蜂剩餘的成年生活(大約20天)只有一項任務,就是為子代準備食物。牠採集花粉和花蜜同時製成團塊,把團塊放進一個高於地面的洞之後,在團塊中產下一個卵,最後用泥巴築牆並封閉洞口,所以雌蜂永遠沒機會看到自己的孩子。新生蜂在這片泥牆後的育嬰室裡吃、睡、長大,直到第二年才從育嬰室離開。


一隻雌蜂通常在果園中留下7~12隻子代;雌蜂數量只要減少一隻就會有所影響,不但會使當年度的授粉情形產生不可逆的損失,隔年的授粉者數量也隨之減少。相對來說,損失一隻蜜蜂並不算什麼,因為健康的蜂群在一年內就能產生數萬隻工蜂。


由於一年只繁殖一代,無怪乎瓦戴爾花了很長時間才找出大量生產藍果樹蜂的方法,他說:「如果有什麼地方做錯了,就必須等上一整年才能再嘗試另一種錯誤。我的老闆並不欣賞這種幽默。」


瓦戴爾澈底探究籠子裡的藍果樹蜂,也釐清了如何達成這件從來沒有人做到的事:以符合經濟效益的方式在小空間裡養出大量的藍果樹蜂,並且替代蜜蜂成為杏仁授粉者。


去年,萬多福需要約7萬6000個蜜蜂群來為杏仁授粉(每0.2公頃一群),但今年春天的需求預計將減少320個蜜蜂群,因為他們計畫把12萬8000隻雌性藍果樹蜂釋放到果園,這是有史以來最大規模的杏仁授粉計畫。如果瓦戴爾實驗成功,對扁桃樹以及許多較早開花的作物包括蘋果、櫻桃、杏(apricot)和桃等相關產業將影響深遠。倘若能在今年成功證實藍果樹蜂替代蜜蜂授粉可行,美國超過60萬公頃的農田將可能因此受益。做到這一步已花了許多年,但前方仍有問題待解決。


引蜂入市


若要以商業規模管理一種蜂,必須能肯定答覆以下四個問題:針對目標作物,這種蜂是不是有效的授粉者?到了授粉期間,牠們是否已活躍起來,且可運送到田間進行授粉?在田間是否容易管理?是否能以符合經濟效益的方式養殖出足夠的授粉蜂?


1970年代,USDA猶他州蜜蜂實驗室的科學家托爾奇歐(Phil Torchio)研究藍果樹蜂,發現這種蜂是早春開花的果樹與堅果樹種的絕佳授粉者,而後來的研究也支持這項發現。同樣是蜂類,藍果樹蜂的授粉效率比蜜蜂高許多,數百隻雌性藍果樹蜂可達一萬隻蜜蜂的授粉量。托爾奇歐發現,在需要時,可喚醒休眠中的藍果樹蜂並運送至果園中工作,他也首度研發出管理藍果樹蜂的一套程序。


自此,科學家一直在尋找管理藍果樹蜂的最佳方法,例如研究蜂巢的大小、材料、顏色、所用的泥土種類,以及在果園中的最佳位置。然而,倘若果農負擔不起養殖大量藍果樹蜂的相關費用,這些進展便沒有什麼經濟價值。對此,瓦戴爾找到解決之道。 ......