传粉飞行器是拯救传粉昆虫危机的利器还是毁灭者

陈华燕

近年来科学家陆续发现，传粉昆虫正在面临着重重危机，至少在欧洲和北美已发现传粉昆虫的数量正在逐渐下降。导致传粉昆虫数量下降的原因多样，主要包括土地使用的改变破坏传粉昆虫的栖息地，农药的大量使用直接或间接杀死传粉昆虫，一些商业化的传粉昆虫如蜜蜂和熊蜂加速了传粉昆虫的发病率，外来入侵物种驱逐土著种，气候变化使有些传粉昆虫的分布范围变窄等（具体原因可以我的博文《传粉动物危机重重，怎么办？》）。如何解决传粉昆虫危机呢？各国的政府和研究机构正在致力于寻求拯救传粉昆虫的方法。有趣的是，工程师也想插上一手，提出用传粉机器人来代替传粉昆虫来给植物传粉想法。先是哈佛大学于2013年最先研发出来了第一个机器蜂（RoboBees），这些机器蜂最开始只会飞和空中悬停，经过多年的发展,现在已经可以做到贴近表面，潜入潜出水里，并可以在水下游走（Chechetka et al.2017）。今年4月份，沃尔玛（没错，就是你认识的零售巨头沃尔玛）申请了自动化机器蜂的专利，号称他们的设计的这款机器蜂可以可以远程遥控并可以自动识别花粉（Business Insider 2018）。由于作物传粉的重要性，传粉昆虫数量的下降已引起了公众的关注，现在有人提出说机器蜂可以在不久的将来就可以解决作物传粉的问题，自然吸引足了眼球。然而，评估全球传粉者，授粉和粮食生产的组织《生物多样性和生态服务跨政府间科学政策平台》（Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services， IPBES）和《生物多样性公约》并未发现有任何证据表明机器蜂可以做为应对传粉者或授粉服务下降问题的有效措施。相反，最近发表在Science of the Total Envivronment杂志上发表的一篇文章指出，欲用机器蜂来解决传粉昆虫危机的问题，从经济，生态和社会学角度来看，都不是明智之举（Potts et al. 2018）。该文提出了用机器蜂替代传粉昆虫可能带来的6点危害，现编译如下。

1.即便是最新发展的机器蜂，远未做到替代蜂（包括蜜蜂和各种野生蜂）给作物有效授粉。蜂根据植物花的形状，颜色，气味甚至虹彩来识别和靠近花，通过采集花粉，花蜜等来给植物授粉，这些过程涉及复杂的神经学和行为学反应，这些机理还远未为人知，不是微型飞行器可以简单模拟的。全球有35万种开花植物，依靠各种各样的动物以非常特别的方式来传粉。而且，即使某种植物有很多种访花昆虫，并不是每种昆虫都能够有效给植物授粉的。很多植物的授粉是与传粉昆虫在几百万年的时间里逐渐进化形成的，不是机器蜂可以轻易替代的。 

2. 使用机器蜂几乎不可能做到经济有效。自然界中有亿万只传粉昆虫真正有效的给植物授粉，而且无时无刻在发生。用机器蜂来代替这些传粉昆虫，从经济的角度来看，这不可能是有效的。即使每只机器蜂的造价可以做到很低，那操作和使用，以及后期的保养和维修，将是天文数字的资金投入。只用这些投入的一小部分，就可以很好的保护好传粉昆虫。当然，这并不是说不应该投入资金研究机器蜂。对于特定的生态位，一些没用有有效传粉昆虫的植物（如种在温室里番茄），或许机器蜂真的可以发挥作用。但资助研究的公共资金有限，过度的投入支持机器蜂，必然会减少对保护传粉昆虫和生物多样性的投入。

3. 造机器蜂将会造成不可接受的环境代价。造机器蜂的原材料的开采，运输和加工，机器蜂和相关基础措施的制造，分配，操作，保养和维修，以及最终处理或替换坏掉的机器蜂，将涉及巨大的能量，碳，和水的消耗。而且制造机器蜂需要的稀土金属的开采和回收也将对环境造成巨大的影响。

4. 生态系统会遭到更大的破坏。外来入侵物种甚至都可以打破生态系统的平衡，机器蜂同样会给生态系统平衡带来破坏。

5. 它将侵蚀生物多样性的价值。传粉昆虫多样性的价值并不仅仅体现在授粉作用上，本身还有社会和文化价值（如养蜂业，赏美和休闲价值）。

6. 依靠机器蜂事实上会造成重大的食品安全问题。依靠单一传粉昆虫已被认识到是一种高风险的策略，例如，很多作物严重依靠西方蜜蜂的授粉，蜂群崩溃综合症导致了大量西方蜜蜂的死亡，已经给作物的授粉造成了影响。同样的道理也适用于机器蜂。这些机器蜂无疑是高精尖的科技产品，而广大种植者多是发展中国家低收入的人群，他们甚至都无法支付最基本的农业投入，更何况这些昂贵的机械授粉服务呢？另外，技术故障或网络攻击，也将是增加这项技术的弱点。

图1. 传粉飞行器能有效替代传粉昆虫行使有效的授粉功能吗？答案显然是：不能。（引自Potts et al. 2018）

传粉昆虫的多样性不是飞行器可以简单替代的，以下是最近拍的一些传粉昆虫。

图2 西方蜜蜂。这个姿势可不是飞行器可以轻易做到的。

 图3 西方蜜蜂

图4 西方蜜蜂

图5 拟态胡蜂的食蚜蝇

图6 另一种长得像熊蜂的食蚜蝇

图7 熊蜂

图8 木蜂

图9 天牛

图10 弄蝶

图11. 鼠妇在给细辛传粉。

Reference:

Business Insider, 2018. A Giant US Retail Corporation Just Filed a Patent For Autonomous Robot Bees. https://www.sciencealert.com/walmart-has-filed-a-patent-for-robot-bees-pollination-drones

Chechetka SA, Yu Y, Tange M, Miyako E. 2017. Materially engineered artificial pollinators. Chem 2, 224–239. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929417300323?via%3Dihub

Potts, S.A., Neumann P, Vaissiere B, Vereecken NJ. 2018. Robotic bees for crop pollination: Why drones cannot replace biodiversity. Science of The Total Environment 642, 665–667. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718321909