省科学院动研所系统阐述生物胺调控蜜蜂认知行为的机制以及环境压力对相关神经化学通路的影响

蜜蜂（Apis mellifera）作为生态系统中不可或缺的传粉者，对维持生态系统平衡与农业生产力起着至关重要的作用。其行为高度依赖于复杂的认知能力，如学习、记忆、导航和社会组织。这些认知功能受章鱼胺、多巴胺、血清素和酪胺等生物胺的精密调控，同时保幼激素和蜕皮激素通过调节受体基因表达协同优化蜂群行为。然而，农药、重金属、空气污染物以及肠道菌群失衡等人为环境压力源严重干扰神经调控通路，削弱蜜蜂的认知能力和行为反应，导致蜂群衰退。

近日，广东省科学院动物研究所李文峰博士和Muhammad Fahad Raza博士在国际知名期刊《Current Opinion in Insect Science》（中科院一区， IF=5.8）发表题为《Biogenic amines in honey bee cognition: neurochemical pathways and stress impacts》的综述论文。该论文围绕上述话题，系统总结了生物胺在蜜蜂认知与行为调控中的核心作用，分析了环境压力源对神经化学通路的干扰机制，并提出基于前沿技术的保护策略。

论文指出，生物胺在蜜蜂认知与行为调控中发挥关键作用：多巴胺参与联想学习，章鱼胺介导奖赏学习与采集行为，血清素影响社会决策与感官处理，酪胺则调节味觉反应性。然而，人类活动所带来的压力源会扰乱这些神经化学系统。例如，新烟碱类农药和重金属会抑制神经递质合成、降低神经可塑性并干扰记忆巩固。另外，花蜜中外源性生物胺可能影响传粉者行为；肠道微生物（尤其是乳酸杆菌属）在维持受环境压力干扰的认知功能中发挥重要作用。蜜蜂认知受损可能对传粉网络及更广泛的生态系统稳定性造成深远影响。

论文强调，环境压力源对生物胺信号通路的干扰不仅威胁到蜜蜂的健康、传粉效率及全球生物多样性，还可能对野生传粉者产生类似影响，从而加剧对以传粉为基础的生态服务和粮食安全的风险。因此，保护这些神经化学通路不仅在生物学上具有重要意义，更对维系生态系统韧性与农业生产力至关重要。

为此，论文提出，应当采取结合神经生物学、生态毒理学、保护生物学与农业科学的整合性跨学科策略，以有效缓解人为威胁。未来的研究应注重采用CRISPR-Cas9等基因编辑和多组学技术，揭示生物胺功能紊乱相关的遗传与代谢机制，推动精准保护策略的制度。同时需评估慢性压力的多代际效应，并厘清家养蜜蜂与野生种群在环境胁迫下的差异，为有效守护全球生物多样性与依赖传粉的农业体系提供科学依据。

蜜蜂神经生物学中生物胺动态、环境压力和保护策略的整合模型示意图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cois.2025.101376

（供稿 资源昆虫与生物工程研究中心 李文峰）