蜜蜂蜂巢底部的碎片可以提供城市微生物組的快照
研究人員已經招募了一種新的助手來監測世界各地城市的小型生物組:蜜蜂。最近發表的一項分析表明,聚集在蜂巢底部的碎片可以揭示出它們在城市環境中發生的一系列情況。
與我們的內臟充滿了微生物一樣,城市也有小型生物組,是在環境中生長的各種類型的小生物的組合。而且,就像分析我們內臟中的微生物組可以揭示關於我們身體狀況的重要細節一樣,對城市的小生靈做同樣的事情可以揭示關於什麼樣的真菌、細菌和其他小生命形式與人類城市居民一起生活的數據。
雖然有可能使用人類研究人員來收集一個城市的微生物組數據,但這種實地研究可能是昂貴的,勞動密集型的,而且費時。因此,來自紐約大學、麻省理工學院、普拉特學院和威爾康奈爾醫學院的研究人員決定尋求一種昆蟲的幫助,這種昆蟲每天都會在世界各地的城市中飛馳:蜜蜂。
由於蜜蜂每天可以在離其蜂巢兩英里(3公里)的範圍內覓食,研究人員認為它們可以成為人類現場研究人員的優秀替身。當蜜蜂從它們在城市街道上辛勤勞作的日子回來時,它們會在蜂巢的底部沉積細小的碎屑。通過分析這些碎片,研究人員發現了一些有趣的細節。
在一項使用紐約布魯克林區三個屋頂蜂巢的試點研究中,研究人員採取了蜂巢拭子,並檢查了蜂蜜、蜂體和蜂巢碎片,以找出哪一個將提供最豐富的數據來源。碎片提供了最豐富的數據集,因此下一步是分析來自世界各地蜂巢的碎片。
研究小組發現,他們研究的每個城市都在蜂巢碎片中發現了不同的基因特徵。例如,在悉尼,樣本顯示了來自橡膠降解細菌的遺傳物質,而墨爾本則更綠色,大量來自桉樹的遺傳物質出現在蜂巢的底部。對威尼斯的蜂巢的分析顯示,來自與腐木和棗樹有關的真菌的DNA在碎片中占主導地位。
對東京蜂巢的分析不僅發現了用於發酵醬油的酵母的DNA,而且還發現了貓立克次體的存在,這是一種從貓身上傳播給人類的病原體,引起一種通常被稱為貓抓熱的疾病。這一發現使研究小組相信,利用蜜蜂跟踪城市環境可能有希望成為追踪人類疾病傳播的一種方式,儘管他們說目前的發現過於初步,無法就此得出明確的結論。
“最讓我們驚訝的是,蜜蜂不僅從它們接觸的植物中收集微生物信息,而且還從它們穿越的微生物雲中收集與其他環境或生物有關的信息,”紐約大學的Elizabeth Hénaff說,她是這項研究的主要作者。”這項研究對於理解如何設計我們的建築環境以承載多物種城市具有意義。”
對蜂巢碎片的額外分析也提供了關於可能影響蜜蜂健康的微生物的信息。在一些蜂巢中,科學家們發現了幾種微生物,它們的存在表明蜂巢是健康的,但在另一些蜂巢中,他們發現了表明相反情況的病原體,這表明蜜蜂碎片分析可能是衡量蜂巢狀態的一個好方法。
這項研究已經發表在《環境微生物組》雜誌上。