授粉者对于88%的开花野生植物的繁殖至关重要,能够提高75%的主要全球粮食作物的产量(Klaus等人,2024年)。其中,蜜蜂(Apis属)是管理最严格且分布最广的授粉者,通过维持作物和野生植物的平衡发挥着生态基石的作用(Yotapakdee等人,2024年)。Apis属目前包括八个公认的物种:Apis flora、A. andreniformis、A. dorsata、A. laboriosa、A. mellifera、A. cerana、A. koschevnikovi和A. nigrocincta,其中A. mellifera(西方蜜蜂)是全球分布最广且管理最广泛的物种(Brunet和Fragoso,2024年)。它原产于欧洲、非洲和中东,已被广泛引入南美洲、北美洲和澳大利亚,现在除了南极洲外遍布所有大陆。
尽管蜜蜂在生态和经济上具有关键作用,但过去几十年里,全球范围内的蜜蜂种群数量一直在减少,农药是导致这一现象的主要化学压力因素之一(Nath等人,2022年;Lu等人,2020年;Wood等人,2020年)。亚洲某些地区的年损失率仅为个位数百分比(Tang等人,2020年),而北美某些地区则超过40%(Aurell等人,2024年),非洲和南美的养蜂系统报告的损失率介于两者之间(Villalba等人,2020年;Nganso等人,2025年)。
这种广泛的下降是由多种非生物和生物压力因素共同作用的结果,包括栖息地丧失、营养不足、病原体、极端气候和农业化学品污染(Lamas等人,2024年;Rajagopalan等人,2024年;Brunet和Fragoso,2024年)。在所有这些环境压力因素中,农药是最普遍且记录最详尽的压力源之一。大量相关研究、实验和建模表明,农药对蜜蜂健康和种群数量有显著影响(Straw等人,2022年)。全球农药使用量持续增加,2022年达到了370万吨活性成分,比1990年增长了13%,几乎是当时的两倍(FAO,2024年)。自20世纪90年代初以来,除草剂的使用量增加了约121%,杀菌剂和杀虫剂分别增加了约54%(FAO,2024年)。这些农业化学品在土壤、植物、水和蜂巢环境中长期存在,通过花蜜、花粉、受污染的蜂蜡和环境飘移等多种途径暴露给蜜蜂(Kegley等人,2024年;Shepherd等人,2024年)。即使在低剂量或亚致死剂量下,这些化学农药也会损害蜜蜂的关键生理、行为和发育过程,从而影响个体和整个蜂群的健康(Hsieh和Dolezal,2024年)。
随着新的农业化学品不断引入,评估它们对蜜蜂健康的潜在影响变得越来越重要。过去十年中,美国环境保护署(USEPA)和欧洲食品安全局(EFSA)等监管机构不时发布各种指南,帮助研究人员和政策制定者评估农药对蜜蜂种群的风险(Minucci等人,2021年)。现代风险评估认识到,农药压力很少单独发生,而是与病原体、营养不足和气候压力因素协同作用,加剧了蜂群的衰退(Straw等人,2022年)。因此,监管框架越来越多地要求进行综合评估,考虑综合和长期影响而不仅仅是急性毒性(Minucci等人,2021年)。
在这篇综述中,我们汇总了2020年至2025年间发表的关于农药对蜜蜂(Apis属)毒性影响的研究。我们研究了蜜蜂的主要农药暴露途径及其潜在的分子毒性机制,包括神经毒性、免疫抑制、氧化应激和转录组或表观遗传效应,以及由此导致的群体层面的影响,如觅食行为或记忆能力受损、繁殖适应性降低、幼虫发育异常和最终蜂群崩溃。此外,还评估了危害评估方面的最新进展,包括基于组学的生物标志物、肠道微生物群指标、实际残留物分析和人工智能驱动的预测模型。本文还指出了重要的知识空白,并提出了在农业化学品负担不断增加的时代保护关键授粉者的各种基于证据的缓解策略。