蚯蚓、蜜蜂，为什么都不见了？

蚯蚓是土壤中数量最庞大的动物之一，而一些以土地为生的农民说，他们已经“好几年看不见蚯蚓了”。

西南大学资源环境学院教授吕陈生从2019年开始研究蚯蚓。令他惊讶的是，怪象在调查途中逐个涌现：几乎所有受访农民都向他反映，田间的蚯蚓“一年比一年少见”；重庆周边一家蚯蚓养殖场老板说，过去几年，蚯蚓的繁殖“一直有些问题”；而在云南贵州等地，蚯蚓在平坦地区愈发罕见，捕捉野生蚯蚓制作中药材的人需要上山去搜寻蚯蚓的踪迹。

蚯蚓的消失似乎是一种隐秘却普遍的趋势。对此抱以担忧的科学家不止吕陈生，2023年，英国鸟类学信托基金会和剑桥大学的一项研究发现，过去25年间，英国土壤中蚯蚓的种群数量减少了1/3以上。

与蚯蚓种群面临同样生存威胁的，还有鸟、蜜蜂和青蛙。

吕陈生的研究旨在证明，农药—特别是新烟碱类杀虫剂的广泛滥用是对这些生物构成威胁的主要因素之一。

早在2012年，吕陈生在哈佛大学公共卫生学院任教期间，在实验中发现新烟碱类杀虫剂暴露是致使蜂群崩溃症候群的可能影响路径。论文发表后引发广泛轰动，并促成公众对蜜蜂生存状况的热切关注。授粉昆虫对于生态健康和粮食安全意义重大，随着更多科学证据的涌现，2014年欧洲议会决议，永久禁止噻虫胺等三种最常用的新烟碱类杀虫剂在欧盟成员国使用。

农用化学品污染已被确定是导致昆虫，特别是授粉昆虫数量下降的主要因素之一。然而，围绕农用化学品的审批与管理，科学、产业与监管部门的漫长博弈从未停止。生态健康、食品安全与经济发展之间的利益天平究竟应该如何平衡？它已非纯粹的科学课题，还关乎政治、经济和人性。

蜜蜂的出走

2006年10月，美国佛罗里达州。58岁的养蜂人哈肯伯格如往年一样，把400个蜂箱放置在田间，让蜜蜂们自由采集周围巴西胡椒木的花朵蜜粉。一个月之后，哈肯伯格返回这里，却震惊地发现，其中364个蜂箱空空如也。幼虫和虫蛹孤零零留在蜂箱中，其余成年蜜蜂似乎在一夜之间决定放弃他们的巢穴和幼崽，消失了。

空荡的蜂巢，“就像一座鬼城”。哈肯伯格对媒体说。

蜜蜂是一种群体生活的昆虫。当冬天来临，它们会在蜂巢下层抱成一个蜂球，振动翅膀产生热量，保护蜂王和蜂卵。当天气愈来愈寒冷，蜂球会像洋葱一样层层剥落，处于外层的年长蜜蜂最先消耗殆尽，飞出蜂巢，在附近死去，当春天来临，幸存的蜜蜂会成为蜂群主力，继续工作。

而就是这么一种秩序严谨、鞠躬尽瘁的集体生物，竟然放弃了蜂巢、集体出走——哈肯伯格自12岁开始养蜜蜂，他几乎从未见过这种怪象。一般情况下，蜂群如果染病死去，尸体会聚集在蜂巢底部，而在这364个蜂巢中，他并未发现死去蜜蜂的尸体。瞬间，蜜蜂的出走成为全球瞩目的焦点，勾起人们的好奇与担忧。

次年，美国科学家成立专门研究工作组，并将这种现象命名为“蜂群崩坏症候群”。

当时，吕陈生在哈佛大学公共卫生学院任教，蜂群崩坏症候群同样引起了他的好奇。吕陈生从硕士阶段开始关注职业安全与卫生，研究农药暴露对果园工人构成的健康风险。博士、博士后阶段，他的研究路径始终与农药有关。看见“蜂群崩坏症候群”，他心中涌出一个大胆的假想：蜂群的失常，会不会和农药有关？

时间线是吻合的。蜂群崩坏症候群在美国大规模爆发的时间节点，恰好在一种叫做“吡虫啉”的新型杀虫剂广泛应用之后。吡虫啉于2003年开始生产、使用，两年之内，美国种植转基因玉米和黄豆的农田普遍开始施用吡虫啉。又过了一年，蜂群崩坏症候群爆发了。

这其中应该存在某些联系，吕陈生猜想。

他验证了自己最初的猜想，验证了新烟碱类杀虫剂与蜜蜂出走之间的隐秘关联。

2010年春天，在哈佛大学资助下，吕陈生启动了蜜蜂实验。他与研究团队在4个家庭的后院分别放置了5个蜂箱，夏天，他们给每个后院中的4个蜂箱喂食从被农药污染的农作物中收集的糖浆，另一个蜂箱则完全不接触农药。

冬天来了。起初，什么都没有发生，吕陈生沮丧地对合作的养蜂人说：“我的猜想大概是错的。”

临近年末的时候，一处养蜂点的人家观察到了些许异样。一天，他们从厨房看见，“乌泱泱一片蜜蜂，从蜂箱飞走了”。

又过了两周，一共16个喂食含农药糖浆的蜂箱，15个变得空空荡荡。而其余4个对照组蜂巢，3个安稳度过了冬天，另一个发生了大量蜜蜂死亡，但部分蜜蜂尸体依然残留在蜂箱中，并未消失。

蜂群崩溃症候群在吕陈生的实验中发生了。他验证了自己最初的猜想，验证了新烟碱类杀虫剂与蜜蜂出走之间的隐秘关联。

鲜艳的种子

新烟碱类杀虫剂作用于昆虫的乙酰胆碱酯酶，其毒理机制是通过干扰昆虫的中枢神经系统，使其麻痹死亡。农药公司称，新烟碱类杀虫剂只针对昆虫，不会对哺乳动物构成威胁，因此“十分安全”。自2000年投入使用以来，新烟碱类杀虫剂在农药市场中攻城略地，如今已经是全球市场份额最大的杀虫剂品类，近年来全球销量保持在30亿美元以上。

然而，在从事农药研究将近35年的吕陈生看来，新烟碱类杀虫剂“是一种非常可怕的农药”。

新烟碱类杀虫剂具有良好的内吸性。这意味着，无论被施用在作物的哪一部位，新烟碱类杀虫剂都可以被植物吸收进体内，随着植株体液的内部循环，传导至植株的各个部位。

如今一种普遍的施用方法是“种子包衣”。吕陈生说，当下主流先进国家的农贸市场上，种子大都是五彩缤纷的，而这些艳丽的颜色就是裹在种子之外的农药涂层。在植物保护的立场上，种子包衣的确是一种先进的保护技术，“无论植物生长的哪个阶段，害虫只要咬一口，就会被叶子和果实中残留的农药杀死”。它保证了种子的发芽率，极大程度上有利于农户的利益，因此成为农贸市场的主流选择。

但是从公共卫生与环境保护的角度来说，“这是一个最糟糕的技术，它致使所有的农产品都可能存在一定的农药残留”。

包衣种子对环境造成农药污染，土壤首当其冲。因此，2019年，吕陈生的研究重心“非常科学地”从蜜蜂转移至蚯蚓。他再次猜想，残留在土壤中的农药会不会对蚯蚓的种群健康构成消极影响？

研究历时5年，成果于今年在环境领域期刊《环境科学与技术快报》上发表。实验中，研究小组将一组幼年蚯蚓暴露于新烟碱类杀虫剂以及新烟碱类杀虫剂和苯醚甲环唑杀菌剂的组合中，浓度模仿了农药包衣处理过的种子残留在土壤中的浓度。30天后，所有蚯蚓都活了下来，但暴露在单一新烟碱类杀虫剂处理过的土壤中的蚯蚓，比对照组蚯蚓体重减轻了30%至80%。

这项研究的意义在于，建立了蚯蚓种群密度减少与土壤农药残留之间的联系。“如果我们让这些蚯蚓一直居住在农药暴露的土壤中，它们最终大概会因为发育不良而死亡。”吕陈生说。

他们还在实验中发现，新烟碱类杀虫剂和三唑类杀菌剂均会对蚯蚓的线粒体DNA产生明显的毒性影响——在2020年的另一次实验中，吕陈生团队曾在蜜蜂中发现类似的损伤结果。

线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的细胞器，它是每个细胞的小电池，为细胞的生存和工作提供能量，还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等作用过程。令科学家忧心的是，线粒体缺乏自我修复机制，且其遗传系统经母系遗传：“农药暴露对生物线粒体的损伤是否具有遗传毒性？这是个可怕的猜想，我们需要去验证。”

蚯蚓实验还在继续。未来几年，吕陈生和研究团队计划继续在干净的土壤中培育这些曾暴露于农药中的蚯蚓，观察它们的第二代、第三代，是否会遗传第一代的线粒体DNA损伤，以评估农药的遗传毒性现象。

已有研究发现，人类线粒体DNA与蜜蜂、蚯蚓高度近似。如果新烟碱类杀虫剂会损伤蜜蜂和蚯蚓的线粒体DNA，并存在一定的遗传毒性，那么人类又会如何呢？

剂量与毒性

过去几十年，农药法规在批准与禁止之间循环往复。往往一款新农药获批上市后不久，就被发现其对非靶向昆虫和野生传粉媒介存在负面影响，随后禁令颁布、新一轮农药研发启动。

“这是一种恶性循环。为什么我们一定要花20年、30年发现农药的害处？为什么不能把这个过程缩短至五六年？”他说。

如今，越来越多的环境毒理学家正在反对“剂量决定毒性”这一说法。

2023年，来自美国、巴西、英国、比利时的14名科学家在《生物科学》杂志上联名撰文呼吁，当下陷入恶性循环的农药审批程序亟需改革。他们称，现行的农药毒理测试更侧重于短期暴露的致死率，而并未评估农药暴露对传粉昆虫的慢性或亚致死效应，然而，“已经有充足的证据证明，农用化学品对传粉媒介的毒性会随着暴露时间的延长而增加”。

如今，越来越多的环境毒理学家正在反对“剂量决定毒性”这一说法。

吕陈生说，“剂量决定毒性”有它的具体语境，并非普遍适用的黄金标准。这句话的来源最早需要追溯至约500年前，一名瑞士医生使用砒霜去医治病人，被医院同僚质疑。因此这名医生安抚人们称，只要不超过一定剂量，即使剧毒如砒霜，对人体也是安全的。

但“安全剂量”究竟是什么？吕陈生说，至少对于农用化学品来说，科学研究并未确切掌握。

一直以来，评估农药等农用化学品急性毒性和环境安全实验的基础，是毒理学家J.W. Trevan于1927年提出的“半数致死剂量”。它指的是，在72小时的实验里，暴露在这个剂量中，50%的生物体会死亡。如今官方制定的“每日安全摄入标准”，一般是“半数致死剂量”除以一千倍、一万倍以后的结果。

“如果把实验的72小时变为30天、60天或3年、5年，甚至更长时间，看下一代的毒性作用会如何显现？目前相关研究很不充分。”吕陈生说。

何况，在广泛的农业实践中，由于耐药性危机的加剧，农药的实际使用量是远远超出理论标准的。

这又是一种无可挽回的恶性循环。人们长时间、不受限制地大剂量施用农药，使得农作物病虫草害对农药产生了严重抗性，极大降低了农药施用的有效性。于是，农民会加大农药施用频次和剂量去强化防治效果，从而陷入“农作物病虫草害抗性加剧、农药施用量增长”的恶性循环。

人们对农药淡然处之的态度令吕陈生担忧。他希望人们充分了解农药对健康和环境的毒性，以更审慎的态度对待农药。至少，农药不应该被作为一种预防药品施用：一亩田发生了虫害，不能因此就给其余99亩都喷上农药；一些玉米种子会遭遇病虫害，不能就此给所有种子都包上农药。

尽管相关研究的不确定性和未知性亟待进一步消除，但蜂群的崩溃和蚯蚓的消失已然成为一记警钟。