Metabarcoding reveals global variation in pollen collecting behavior of the invasive bee Megachile sculpturalis (Hymenoptera: Megachilidae)

在森林的幽静角落和城市的繁华中心，每年春夏之交都会进行着一场无声的交换。蜜蜂造访花朵，采集花粉以哺育后代，同时在无意中将一种植物的遗传物质传递给另一种植物。这种关系是世界上许多粮食生产和野生生物多样性的引擎。然而，当一个物种进入一个它并不属于的新土地时，这种微妙的平衡可能会被打破。入侵物种是建立在异地环境中的生物，它们通常会竞争并胜过本土生命，并改变生态系统的运作方式。对于蜜蜂而言，它们在新家园的成功很大程度上取决于它们能吃什么。有些入侵者很挑剔，只坚持食用在故乡熟悉的特定花卉；而另一些则是机会主义者，愿意食用几乎发现的任何东西。了解一种入侵蜜蜂使用的是哪种策略至关重要，因为这能告诉我们这种昆虫是会在挣扎中求生，还是会蓬勃发展并扩散，从而可能重塑当地的景观。

一个研究小组致力于揭示一个特定入侵者的饮食习惯：巨树脂蜂（giant resin bee），这是一种原产于东亚的独居昆虫，近期出现在欧洲和北美。为了实现这一目标，他们采用了名为DNA条形码技术（DNA metabarcoding）的现代技术。科学家们并没有尝试在显微镜下鉴定花粉粒——因为当花粉粒混合在一起且外观相似时，这是一项艰巨的任务——而是从蜜蜂采集的花粉中提取了遗传物质。通过读取独特的DNA序列，他们可以精确识别出蜜蜂造访了哪些植物物种。他们在欧洲九个国家、美国四个州以及中国的一小部分原生区域收集了250多个来自蜜蜂及其巢穴的样本。这项全球性的调查不仅让他们看到了这些蜜蜂吃了什么，还看到了它们的饮食习惯如何根据居住地的不同而变化。

研究结果展示了一个关于两种截然不同饮食的故事。在东亚的原生地，这种昆虫表现为广谱性食性（generalist），造访多种不同科属的植物。这种灵活性是成功的入侵者所共有的特征，使其能够适应新环境。然而，情况在欧洲发生了剧变。在欧洲，巨树脂蜂对一种树木表现出了惊人的偏好：塔望槐（Japanese pagoda tree）。在欧洲的样本中，这种单一树种主导了饮食，出现在绝大多数采集到的花粉中。在某些地点，几乎每个样本都只包含这种树的花粉。研究人员发现，这种树在欧洲的城市、公园甚至公路两旁被广泛种植作为观赏植物。它在季节后期开花，在其他花朵凋谢时提供了一种可靠的食物来源。数据表明，这种非本土树木的广泛种植可能在无意中帮助了这种入侵蜜蜂在欧洲站稳脚跟，创造了一种蜜蜂与树木在异乡相互支持彼此存在的局面。

相比之下，北美的蜜蜂则呈现出不同的模式。虽然它们也造访了多种植物，但并不依赖塔望槐，因为在它们的样本中并未检测到这种树。相反，北美的蜜蜂摄取的是包括一些本身被视为入侵杂草在内的本土和非本土植物的混合物。研究识别出了特定的相互作用，即蜜蜂造访了如美国的千屈菜（purple loosestrife）以及在美国和瑞士南部的葛藤（kudzu/Pueraria montana）等植物。这些植物生长极其迅速且具有侵略性，会对当地生态系统造成伤害。研究人员指出，当入侵授粉者造访入侵植物时，可能会产生一种帮助两者都更快扩散的反馈循环，这种现象被称为“入侵性崩溃”（invasional meltdown）。虽然这项研究并未证明该蜜蜂是这些植物扩散的唯一原因，但证据强烈表明，该蜜蜂正在通过高效移动它们的粉末来促进其成功。

研究人员还观察了蜜蜂在其自身巢穴中的饮食一致性。在欧洲，这种一致性是极高的。生活在同一城市、甚至同一社区的蜜蜂，带回来的几乎完全是同一种类型的塔望槐花粉。即使是在不同的环境（如私人花园或公共公园）中，甚至在附近有其他树木的情况下，情况也是如此。在美国，不同巢穴之间的饮食则更加多样化，反映了这些特定位置所拥有的不同植物。研究还强调，欧洲的蜜蜂摄取了高比例源自东亚的植物，而这正是它们原产的地区。这支持了这样一个观点：蜜蜂在寻找它“熟悉”的植物，即便这些植物在欧洲并非本土。

最终，这篇论文描绘了一幅复杂的入侵图景。巨树脂蜂既不是那种只吃一种东西的简单专一型物种，也不是完全随机的进食者。它是一种机会主义觅食者，会根据可利用的资源调整行为。在欧洲，它发现了一个以广泛种植的观赏树木为形式的大规模、可靠的食物来源，这可能帮助了它的快速扩张。在北美，它利用了更广泛的资源，包括其他入侵植物。研究结果表明，人类关于在城市中种植哪些树木的决策具有真实的后果。通过大量种植非本土观赏物种，我们可能会为入侵昆虫的繁衍创造理想条件。研究人员总结道，通过关注多样化本土植物而非大规模种植外来物种来管理城市绿地，可以帮助防止入侵授粉者的扩散，并保护已经存在的本土蜜蜂和植物。这项工作提供了对这种入侵蜜蜂实际饮食习惯的首次全球性观察，将一个模糊的入侵者担忧转变为对其与周围植物关系的清晰理解。