Каждый третий кусочек пищи, которую мы едим, зависит от опылителей, таких как пчелы.
Однако популяции пчел сокращаются, отчасти из-за воздействия загрязняющих веществ, содержащихся в воздухе, таких как мелкие твердые частицы, пестициды и микропластик (1). Эти загрязнители вредят пчелам и нарушают их способность ориентироваться, добывать корм и размножаться.
Их воздействие распространяется не только на популяции пчел, но и на экосистемы и продовольственные системы, которые от них зависят, что делает все более важным снижение уровня загрязнения воздуха у его источника и разработку творческих решений для устойчивого сельского хозяйства.
Почему пчелы важны для людей и планеты
Пчелы - важнейший компонент биоразнообразия, поддерживающий как экосистемы, так и пищевые системы человека. Как опылители, они позволяют растениям, в том числе многим сельскохозяйственным культурам, размножаться, перенося пыльцу между цветками.
По оценкам, примерно одна треть мирового производства продуктов питания зависит от таких опылителей, как пчелы, что делает их роль ключевой для продовольственной безопасности и стабильности сельского хозяйства.
Помимо сельского хозяйства, пчелы также поддерживают более широкие экосистемы, поддерживая популяции диких растений, которые, в свою очередь, обеспечивают пищу и среду обитания для бесчисленного множества других видов.
Их влияние распространяется на продовольственные системы, биоразнообразие и сельские хозяйства, где пчеловодство остается важным видом экономической деятельности во многих регионах.
Поэтому изменения в популяциях пчел часто отражают более широкое давление на окружающую среду, что делает их здоровье ранним сигналом о том, как экосистемы реагируют на загрязнение и другие стрессовые факторы (2).
С какими загрязнителями сталкиваются пчелы?
Пчелы сталкиваются с многочисленными современными загрязнителями окружающей среды, которые угрожают их колониям и жизненно важным услугам, которые они предоставляют.
Исследования показали, что PM2.5 - мелкие твердые частицы диаметром 2,5 микрона и менее - и приземный озон, являющиеся побочными продуктами промышленных и автомобильных выбросов, особенно вредны для пчел (3). Эти загрязнители могут увеличить смертность медоносных пчел, поскольку ухудшают их обоняние. Обоняние необходимо для обнаружения цветов и возвращения в ульи.
Загрязнение воздуха также может снизить успешность опыления, поскольку маскирует цветочные ароматы, которые направляют пчел к источникам пищи. Согласно исследованиям, проведенным на английской ферме по выращиванию черной горчицы летом 2018 и 2019 годов, цветы, расположенные вблизи труб, выделяющих озон и оксид азота, посещались на 90 % реже, чем менее загрязненные участки (4).
Исследование активности гигантских азиатских медоносных пчел в Индии также показало, что пчелы реже посещали цветы в местах с умеренным и сильным загрязнением (5). Те же, кто посещал, испытывали повышенное воздействие на физиологию кровообращения и снижение выживаемости.
Еще одну угрозу представляют неоникотиноиды и другие пестициды, даже в незначительных количествах. Эти химические вещества воздействуют на центральную нервную систему насекомых, что приводит к ухудшению познавательной деятельности, потере памяти и нарушению кормового поведения пчел (6).
Хроническое воздействие пестицидов влияет на отдельных пчел и дестабилизирует целые колонии, изменяя микробиом кишечника, который имеет решающее значение для пищеварения и иммунной функции. Такое ослабление делает пчел более восприимчивыми к паразитам, таким как клещи Варроа, и множеству патогенов, что еще больше подрывает здоровье и продуктивность колонии (7).
Известно, чтомикропластик- недавно признанная опасность - проникает в места обитания пчел и даже в их организм (8). Пчелы заглатывают эти крошечные частицы пластика из воздуха и загрязненных источников пищи, что приводит к повреждению их пищеварительной системы, ослаблению иммунных реакций и изменению поведения. Микропластик был обнаружен в кишечнике пчел и в материалах, которые дикие пчелы используют для строительства своих гнезд, подвергая целые колонии вредному воздействию пластикового загрязнения.
Помимо этих факторов, изменение климата может осложнить процесс выживания пчел, поскольку весна наступает раньше, чем пчелы готовы к кормлению. Засуха, пожары и наводнения могут уничтожить кормовые угодья пчел, а клещи Варроа могут процветать в течение более длительных кормовых сезонов, оказывая дополнительное давление на пчелиные колонии в зимние месяцы покоя (9).
Эти пересекающиеся факторы давления помогают объяснить, почему пчелы особенно чувствительны к изменениям окружающей среды и почему изменения в их поведении могут отражать более широкий экологический стресс.
Как загрязняющие вещества нарушают биологию и поведение пчел
Воздействие загрязняющих веществ на пчел выходит за рамки физического вреда, просачиваясь в поведение и биологические процессы, которые поддерживают их колонии и их роль как опылителей. Эти эффекты можно наблюдать в нескольких ключевых системах.
Дыхание и кормовое поведение
Загрязнение воздуха затрудняет дыхание пчел и нарушает их способность обнаруживать и следовать по запаховым тропам к цветам. Когда пчелы не могут эффективно находить пищу, кормление занимает больше времени и становится менее продуктивным, что создает дополнительную нагрузку на колонии. Со временем это может привести к недоеданию, снижению производства меда, а в тяжелых случаях - к распаду колонии.
Иммунная функция
Загрязняющие вещества также ослабляют естественные защитные силы пчел, делая их уязвимыми для множества вторичных угроз. Например, пестициды и микропластик подрывают иммунную систему пчел, делая их более восприимчивыми к болезням и заражению паразитами, такими как клещи Варроа.
Познание и навигация
Чтобы эффективно собирать нектар и пыльцу, пчелы полагаются на свою память и способность к обучению. Когда эти способности нарушаются из-за снижения познавательной активности, весь процесс опыления оказывается под угрозой.
В совокупности загрязнение воздуха может привести к снижению производительности опылителей на 30 % за счет снижения репродуктивности насекомых, увеличения смертности и потери аромата (10).
По мере накопления этих биологических эффектов воздействие выходит за рамки отдельных видов.
От пчел к экосистемам
Ухудшение состояния пчел - не единичная проблема. Коллективное здоровье пчел предупреждает сообщества о более широких экологических и экономических последствиях.
Пчелы - незаменимые опылители для огромного количества сельскохозяйственных культур, и сокращение их численности уже связано со снижением урожайности этих и других важнейших источников питания. Исследование, проведенное в 2020 году на 131 ферме США и Канады, показало, что урожайность яблок, черники и некоторых сортов вишни снижается из-за сокращения опыления (11).
Помимо сельского хозяйства, пчелы играют важнейшую роль в поддержании здоровья диких экосистем. Они опыляют широкий спектр полевых цветов, которые, в свою очередь, поддерживают бесчисленное множество других видов, от птиц и млекопитающих до насекомых и микроорганизмов. Без пчел в регионе может произойти потеря биоразнообразия, что нарушит пищевые цепочки и изменит среду обитания непредсказуемым, но далеко идущим образом.
Экономические последствия сокращения популяций пчел не менее важны. Ежегодная глобальная стоимость услуг по опылению оценивается в 235-577 миллиардов долларов (12). Сокращение численности пчел ставит под угрозу продуктивность сельскохозяйственных культур, что приводит к росту цен на продовольствие, снижению объемов производства сельскохозяйственной продукции и вынуждает фермеров компенсировать потерю опыления дорогостоящими и зачастую менее эффективными альтернативами, такими как ручное или машинное опыление (13).
Где процветают или выживают пчелы
На жизнестойкость пчел существенно влияет окружающая среда.
Популяции управляемых пчел сокращаются в Европе и Северной Америке, в то время как в Азии, особенно в Китае, их численность неуклонно растет (14). Однако даже в Китае наблюдается разница между сильным ростом популяций медоносных пчел и падением популяций диких пчел. В промышленных сельскохозяйственных зонах, где интенсивно используются пестициды и высок уровень загрязнения воздуха, пчелы сталкиваются с одними из самых серьезных проблем. Городские районы также могут быть враждебными территориями, поскольку транспортные выхлопы и ограниченные зеленые насаждения еще больше подрывают популяции опылителей.
Однако в настоящее время предпринимаются усилия по изменению курса и защите популяций пчел. Префектура Кумамото в Японии стремится изменить ситуацию с нехваткой пчел, выделив на 2026 год 502 миллиона иен (3,27 миллиона долларов) для пчеловодов (15). Эти средства пойдут на создание холодильных установок для снижения численности клещей. Кумамото - вторая по величине префектура страны по производству меда, но с 2023 года популяция пчел сокращается из-за жары и клещей.
В 2025 году бездомные амазонские пчелы в двух регионах Перу получили юридические права - впервые в мире такие права были предоставлены какому-либо насекомому (16). Эти опылители тропических лесов находятся в условиях конкуренции с европейскими медоносными пчелами, а также вырубки лесов, изменения климата и применения пестицидов. Эти меры защиты означают, что пчелы имеют право на существование и могут быть представлены в суде, который может повлиять на их выживание.
Европейский союз запретил неоникотиноиды в 2013 году, а затем запретил импорт продуктов, содержащих эти пестициды, в 2026 году (17).
Существуют различные ограничения на использование неоникотиноидов в штатах США и провинциях Канады, в том числе (18):
- Калифорния
- Колорадо
- Коннектикут
- Иллинойс
- Мэн
- Мэриленд
- Массачусетс
- Невада
- Нью-Джерси
- Нью-Йорк
- Онтарио
- Квебек
- Род-Айленд
- Вермонт
- Штат Вашингтон
Еще один способ способствовать выживанию пчел - создание пчелиных коридоров, сетей из местных растений и зон с пониженным содержанием пестицидов, которые обеспечивают безопасный проход и кормовую базу для опылителей.
Национальное управление автомобильных дорог Индии разработало планы по созданию первых в стране специальных пчелиных коридоров путем высадки местных деревьев и растений, богатых нектаром, вблизи автомагистралей (19).
После завершения строительства пчелиные коридоры станут зеркальным отражением аналогичных проектов в Новой Англии вдоль линий электропередач и "B-Lines", супермагистралей для насекомых, которые активно прокладываются по всей Великобритании (20)(21).
Решения по защите пчел и опыления
Усилия по защите пчел и опыления предпринимаются на разных уровнях - от местных сообществ до национальной политики.
Что могут сделать отдельные люди и сообщества
- Посадка местных цветов, сокращение пластиковых отходов и создание "пчелиных коридоров" могут поддержать местные популяции пчел.
- Общественные научные проекты, такие как мониторинг здоровья пчел и качества воздуха, позволяют гражданам добиваться перемен.
- Общественная пропаганда и участие в разработке политики могут повлиять на усиление защиты качества воздуха.
- Проводите мониторинг качества наружного воздуха, чтобы вооружить исследователей, фермеров и политиков данными об источниках загрязнения, которые могут повлиять на популяции пчел.
Что могут сделать фермеры и исследователи
- Фермеры могут внедрить стратегии комплексной борьбы с вредителями (IPM), используя биологические средства контроля и севооборот, чтобы снизить потребность в химических пестицидах (22).
- Ученые разрабатывают пищевые добавки, помогающие пчелам выводить из организма пестициды, и исследуют породы пчел, устойчивые к клещам Варроа и другим стрессовым факторам (23)(24).
Что могут сделать правительства
- Принятие и соблюдение более строгих стандартов для PM2.5, озона и дизельных выхлопов может напрямую улучшить здоровье пчел и показатели опыления. Проведение такой политики может помочь пчелиным колониям восстановиться.
Заключение
Пчелы дают ранние сигналы о том, как экологическое давление, например загрязнение воздуха, влияет на экосистемы и пищевые системы.
Всемирный день пчел, отмечаемый 20 мая, подчеркивает важность защиты опылителей путем снижения вредного воздействия и поддержки более здоровой окружающей среды.
