傳粉飛行器是拯救傳粉昆蟲危機的利器還是毀滅者

來源：陳華燕的科學網博客

摘要：近年來科學家陸續發現，傳粉昆蟲正在面臨著重重危機，至少在歐洲和北美已發現傳粉昆蟲的數量正在逐漸下降。

近年來科學家陸續發現，傳粉昆蟲正在面臨著重重危機，至少在歐洲和北美已發現傳粉昆蟲的數量正在逐漸下降。導致傳粉昆蟲數量下降的原因多樣，主要包括土地使用的改變破壞傳粉昆蟲的棲息地，農藥的大量使用直接或間接殺死傳粉昆蟲，一些商業化的傳粉昆蟲如蜜蜂和熊蜂加速了傳粉昆蟲的發病率，外來入侵物種驅逐土著種，氣候變化使有些傳粉昆蟲的分布範圍變窄等（具體原因可以我的博文《傳粉動物危機重重，怎麼辦？》）。

如何解決傳粉昆蟲危機呢？各國的政府和研究機構正在致力於尋求拯救傳粉昆蟲的方法。有趣的是，工程師也想插上一手，提出用傳粉機器人來代替傳粉昆蟲來給植物傳粉想法。先是哈佛大學於2013年最先研發出來了第一個機器蜂（RoboBees），這些機器蜂最開始只會飛和空中懸停，經過多年的發展,現在已經可以做到貼近表面，潛入潛出水裡，並可以在水下遊走（Chechetka et al.2017）。

今年4月份，沃爾瑪（沒錯，就是你認識的零售巨頭沃爾瑪）申請了自動化機器蜂的專利，號稱他們的設計的這款機器蜂可以可以遠程遙控並可以自動識別花粉（Business Insider 2018）。由於作物傳粉的重要性，傳粉昆蟲數量的下降已引起了公眾的關注，現在有人提出說機器蜂可以在不久的將來就可以解決作物傳粉的問題，自然吸引足了眼球。然而，評估全球傳粉者，授粉和糧食生產的組織《生物多樣性和生態服務跨政府間科學政策平台》（Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services， IPBES）和《生物多樣性公約》並未發現有任何證據表明機器蜂可以做為應對傳粉者或授粉服務下降問題的有效措施。

相反，最近發表在Science of the Total Envivronment雜誌上發表的一篇文章指出，欲用機器蜂來解決傳粉昆蟲危機的問題，從經濟，生態和社會學角度來看，都不是明智之舉（Potts et al. 2018）。該文提出了用機器蜂替代傳粉昆蟲可能帶來的6點危害，現編譯如下。

1.即便是最新發展的機器蜂，遠未做到替代蜂（包括蜜蜂和各種野生蜂）給作物有效授粉。蜂根據植物花的形狀，顏色，氣味甚至虹彩來識別和靠近花，通過採集花粉，花蜜等來給植物授粉，這些過程涉及複雜的神經學和行為學反應，這些機理還遠未為人知，不是微型飛行器可以簡單模擬的。全球有35萬種開花植物，依靠各種各樣的動物以非常特別的方式來傳粉。而且，即使某種植物有很多種訪花昆蟲，並不是每種昆蟲都能夠有效給植物授粉的。很多植物的授粉是與傳粉昆蟲在幾百萬年的時間裡逐漸進化形成的，不是機器蜂可以輕易替代的。

2. 使用機器蜂幾乎不可能做到經濟有效。自然界中有億萬隻傳粉昆蟲真正有效的給植物授粉，而且無時無刻在發生。用機器蜂來代替這些傳粉昆蟲，從經濟的角度來看，這不可能是有效的。即使每隻機器蜂的造價可以做到很低，那操作和使用，以及後期的保養和維修，將是天文數字的資金投入。只用這些投入的一小部分，就可以很好的保護好傳粉昆蟲。當然，這並不是說不應該投入資金研究機器蜂。對於特定的生態位，一些沒用有有效傳粉昆蟲的植物（如種在溫室里番茄），或許機器蜂真的可以發揮作用。但資助研究的公共資金有限，過度的投入支持機器蜂，必然會減少對保護傳粉昆蟲和生物多樣性的投入。

3. 造機器蜂將會造成不可接受的環境代價。造機器蜂的原材料的開採，運輸和加工，機器蜂和相關基礎措施的製造，分配，操作，保養和維修，以及最終處理或替換壞掉的機器蜂，將涉及巨大的能量，碳，和水的消耗。而且製造機器蜂需要的稀土金屬的開採和回收也將對環境造成巨大的影響。

4. 生態系統會遭到更大的破壞。外來入侵物種甚至都可以打破生態系統的平衡，機器蜂同樣會給生態系統平衡帶來破壞。

5. 它將侵蝕生物多樣性的價值。傳粉昆蟲多樣性的價值並不僅僅體現在授粉作用上，本身還有社會和文化價值（如養蜂業，賞美和休閑價值）。

6. 依靠機器蜂事實上會造成重大的食品安全問題。依靠單一傳粉昆蟲已被認識到是一種高風險的策略，例如，很多作物嚴重依靠西方蜜蜂的授粉，蜂群崩潰綜合症導致了大量西方蜜蜂的死亡，已經給作物的授粉造成了影響。同樣的道理也適用於機器蜂。這些機器蜂無疑是高精尖的科技產品，而廣大種植者多是發展中國家低收入的人群，他們甚至都無法支付最基本的農業投入，更何況這些昂貴的機械授粉服務呢？另外，技術故障或網路攻擊，也將是增加這項技術的弱點。

圖1. 傳粉飛行器能有效替代傳粉昆蟲行使有效的授粉功能嗎？答案顯然是：不能。（引自Potts et al. 2018）

傳粉昆蟲的多樣性不是飛行器可以簡單替代的，以下是最近拍的一些傳粉昆蟲。

圖2 西方蜜蜂。這個姿勢可不是飛行器可以輕易做到的。

圖3 西方蜜蜂

圖4 西方蜜蜂

圖5 擬態胡蜂的食蚜蠅

圖6 另一種長得像熊蜂的食蚜蠅

圖7 熊蜂

圖8 木蜂

圖9 天牛

圖10 弄蝶

圖11. 鼠婦在給細辛傳粉。

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

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