2014/03/16 11:49 來源:溫州晚報 瀏覽:4503
如果從動物學的角度介紹蜜蜂,相信會讓很多人感到乏味。例如,蜜蜂屬膜翅目、蜜蜂科。體長7-20毫米,黃褐色或黑褐色,身有密毛,頭與胸幾乎同樣寬,腰部較胸部、腹部纖細,觸角膝狀,複眼橢圓形,口器嚼吸式,後足為攜粉足等等。但是,如果用唐代詩人羅隱的《詠蜂》來看待蜜蜂,就會對蜜蜂平添幾分敬意:不論平地與山間,無限風光盡被佔,採得百花成蜜後,不知辛苦為誰甜?
不過,古往今來人們不只是對蜜蜂有敬意,還有愛意。例如,人們把蜜蜂稱為小精靈。這份親暱和愛稱在很大程度上其實來自蜜蜂與人類的諸多相似性,以及蜜蜂對人類的奉獻。現在,研究人員又發現了蜜蜂許多人們以前並不知道的與人類極其相似的行為方式,以及為人類奉獻的更有營養和更美味的食物。□張田勘
蜜蜂也有民主決策
研究發現,蜜蜂也有民主決策的行為,尤其是在面臨它們生存的重大事情時,例如,搬遷它們的定居點——蜂巢。
蜜蜂是流動性比較強的動物,就像人類中的吉普賽人。每年蜜蜂都要尋找新住址,但是,如何尋找最好的住址蜜蜂就需要啟動民主決策程序才能決定。通常情況下,每年春天,一個蜂群中大約2/3的成員會脫離原有蜂群而組成新的蜂群。但是,這些要獨立的蜂群首先需要尋找到新住址才能建立新的家庭。
它們的做法是,並非所有想建立新家庭的蜜蜂會外出茫然選址,而是派出數百個偵察蜂去尋找新住址,而絕大多數蜜蜂則待在樹枝上等待。蜜蜂對新住宅的要求也很嚴格,一般是寬敞、中空的樹。每一隻偵察蜂經過偵察後就會知道一般住址和「五星賓館」之間的差別。它們回到原地後會向蜂群介紹新住址。如果新住址像五星賓館或狀況較好,它們跳的舞會越長、越歡快,因此就能召集更多的蜜蜂前往新住址。偵察蜂召集的蜜蜂數超過一定的數量,也就是達到多數,蜂群就會把蜂窩轉移到偵察蜂推薦的新住址。
問題不在於偵察蜂能否找到這樣的新住宅,而是同時可能找到很多這樣的新住宅。最大的問題是,萬一偵察蜂找到了兩處不相上下的既舒適又寬敞的新家後,它們如何做出選擇。做出選擇的前提條件是,蜂群不能分裂,因為蜂群只有一個蜂后,也就必須只能選一個住址。
美國康奈爾大學的蜜蜂生物學家託馬斯·西利等人為此做了一個研究,以觀察蜜蜂的決策。他們在偏遠的緬因州島搭建了2個相同的蜂巢,然後釋放一大群蜜蜂。這群蜜蜂中拜訪其中一個蜂巢(蜂巢A)的偵察蜂被塗上黃條紋,拜訪另一個蜂巢(蜂巢B)的偵察蜂被塗上粉紅條紋。
結果,中意於蜂巢A和蜂巢B的偵察蜂都會在蜂群面前大跳搖擺舞,以說明它們尋找到的新住址就像五星賓館那樣舒適和宜居。而且,為了阻止對方表達意見,它們會用撞頭和發出尖銳的叫聲來阻止對方跳舞,從而讓蜂群相信自己所找到的新住址才是最好的。這一點就像人類的民主選舉中拉票一樣。
結果,能有效阻止對方表達意見的一方會獲得蜂群更多的支持,一旦支持者超過半數,蜂群就能確定新住址。更有趣的是,蜂群怎麼能判定哪只偵查蜂所提供的新住址是最好的呢?原來,蜂群除了靠視覺,還靠聽覺來判斷支持蜂巢A還是蜂巢B的推薦者。蜜蜂的左、右耳的神經元會同時受到聲音的刺激,為了確定聲音來自哪一邊,它們的神經元之間會相互抑制對方的興奮。一旦左邊達到閥值水平,大腦會得出結論——聲波來自左邊。因此,判斷左邊的偵察蜂推薦的新住址最好。
另一方面,這個研究還發現了另一個真相。過去的研究發現,蜜蜂的撞頭行為是一種警告,讓其遠離當時覓食的地方,因為這個地方有危險,如存在胡峰,會被胡蜂吃掉。但是,新研究發現,蜜蜂的撞頭也是一種拉票行為,能加快民意表決的進程。
蜜蜂的右撇子和左撇子
人使用自己的手分為右撇子和左撇子,研究人員新的研究發現,蜜蜂也有右撇子和左撇子,但是,蜜蜂的右撇子和左撇子是它們使用自己的右觸鬚和左觸鬚。蜜蜂與人類的右撇子和左撇子的使用並不相似,蜜蜂用右觸鬚和左觸鬚來做各種不同的重要工作。
蜜蜂觸鬚具有多種功能,如嗅覺、味覺和聽覺功能,同時還可以探測溫度、風以及溼度變化。這依賴於蜜蜂觸鬚上的數千個感覺細胞。因此觸鬚不僅幫助蜜蜂自由穿行於野外,同時也幫助它們在蜂房的群居環境下飛行。蜜蜂主要藉助化學信息素彼此聯繫,用不同的氣味傳遞從警報到個體同伴狀況的一切信息。
澳大利亞新南威爾斯的新英格蘭大學神經與動物行為研究中心的萊斯利·羅傑斯等人最近的一研究發現,蜜蜂和諧的社會合作行為與其更多地使用右觸鬚有關。他們發現,僅用右觸鬚進行溝通和聯繫的蜜蜂與那些僅用左觸鬚進行溝通和聯繫的蜜蜂相比,前者彼此之間能更快地進行聯繫,並且更有可能進行積極的互動,例如,可以通過伸出舌頭的動作進行互動。
但後者則更有可能通過做出攻擊性的「C-反應」進行消極的互動,即把它們的刺和爪子指向其他蜜蜂,包括那些來自它們自己蜂巢中的蜜蜂,這也是一種敵意行為,表示了一種不太合作的行動。不過,使用右觸鬚的蜜蜂也有「C-反應」,但是它們比使用左觸鬚蜜蜂來說,更傾向於對來自另一蜂巢的蜜蜂做出攻擊性的「C-反應」。因此,常常使用右觸鬚的蜜蜂對自己人友善,對外來者不友善。這也意味著蜜蜂是使用右觸鬚與同一蜂群的其他工蜂交換信息和準備應對來自另一蜂群的蜜蜂的攻擊。但常使用左觸鬚的蜜蜂則是對自己人不友善。
不過,蜜蜂的右撇子和左撇子還有更多的不同功能。同樣是澳大利亞新英格蘭大學的羅傑斯和義大利特倫託大學腦科學研究中心的喬治·瓦洛蒂加拉等人發現,蜜蜂的記憶功能與左右觸鬚有關,左觸鬚掌管的是長時記憶,而右觸鬚掌控的是短時記憶。
研究人員採用口吻屈伸反射來觀察蜜蜂的記憶。給蜜蜂提供一滴糖汁,它會伸長口吻來獲取糖汁。如果在給糖汁之前給予檸檬氣味的刺激,經過短時間的訓練,即使僅僅只有檸檬氣味,蜜蜂也會伸出它的口吻。也就是說,經過訓練,蜜蜂能長期對一種氣味保持正確的記憶。但是,氣味是由蜜蜂頭頂的兩個觸鬚來感知的,這兩個觸鬚的記憶是一樣的嗎?
研究人員對此進行了深入研究,方法是用乳膠基質蒙住左觸鬚或右觸鬚,以使被蒙住的那隻觸鬚不能感知氣味。在蒙住左觸鬚後經過一小時的訓練,蜜蜂的右觸鬚可以辨彆氣味,而僅使用左觸鬚不能正確辨彆氣味。然而,在蒙住右觸鬚並經過24小時的訓練後,蜜蜂的左觸鬚才能正確識彆氣味。這說明,儘管蜜蜂的左右觸鬚都能通過記憶辯識氣味,但是,右觸鬚更擅長短時記憶,而左觸鬚更擅長長時記憶。
為了證實這一點,研究人員又做了一個橫向測試,在蜜蜂的左邊或右邊觸鬚放置有氣味的物質,但不蒙住觸鬚,這樣兩個觸鬚都可以辯識氣味。經過1小時的訓練,蜜蜂使用右觸鬚時能更好地完成記憶任務。相反,蜜蜂要經過6-24小時的訓練,才會發生記憶的橫向轉換,即蜜蜂的記憶主要都來源於左觸鬚。
這再次證明,儘管蜜蜂的左右觸鬚都有學習和記憶的功能,但長時記憶需要蜜蜂的左觸鬚發揮作用,而短時記憶需要蜜蜂的右觸鬚發揮作用。蜜蜂為何有這樣的左右觸鬚的記憶功能呢?一種假說是,蜜蜂左右腦的記憶能力並無差別,而是一樣的,但是表現出來的左右觸鬚的記憶功能不同僅僅是由於右觸鬚是短時記憶的通道,而左觸鬚是長時記憶的通道。
不過,研究人員認為,這種左右觸鬚與蜜蜂的工作有關。因為蜜蜂要不斷地發現蜜源並採集花蜜,因而要記憶和辨識不同的蜜源。蜜蜂在一天之內要接觸較多的不同花朵,這就需要它們在一天之中對不同的氣味產生相關的記憶,這就要求長、短時記憶在兩個觸鬚之間有序轉換。右觸鬚掌管短時記憶,可以不斷學習和記憶新的氣味,由此則不會干擾左觸鬚對其他氣味的長時記憶。
至於蜜蜂是如何把一種氣味當作長時記憶的氣味而通過左觸鬚儲存在大腦,而把另一些氣味視為短時記憶的氣味而通過右觸鬚保存在大腦的,還需要更深入的研究來揭示。
為人辛苦為人忙
現在,研究人員發現,通過蜜蜂傳花授粉而結出的果實遠比風媒授粉結出的果實更美味更營養,也更有利於人的健康。
作物(植物)除了少數是自花授粉繁殖後代外,大部分是異花授粉。異花授粉繁殖後代的方式有蟲媒、風媒、水媒和鳥媒。能負擔傳花授粉重任的主要是蜜蜂、蝶、蛾、蟻、蠅等昆蟲。然而,其中最主要的授粉昆蟲是蜜蜂,佔蟲媒的80%,其他昆蟲僅佔20%。最新的研究發現,蜜蜂的傳授花粉還是提高作物果實營養和美味極佳途徑。
例如,顏色鮮紅、形狀完美、味道絕佳的草莓就是蜜蜂的傑作。德國哥廷根大學農業生態學家特佳·特查克等人發現,蜜蜂授粉不僅可以提高草莓質量,還能延長草莓的保質期,由此可以為人們節省數億美元的開支。不僅如此,蜜蜂還可以為其他水果和蔬菜帶來同樣的益處。此前,研究人員在印度尼西亞的研究就發現,蜜蜂可以提高咖啡植株的授粉質量,在蜜蜂多的地方,咖啡不僅產量更高,而且咖啡豆形狀不均勻等畸形現象也明顯減少。
不過,研究人員還不知道蜜蜂授粉是如何增加草莓的外表豔麗的,這需要進一步的研究才能揭示奧秘。不過,按照作物生長的規律,作物顏色變得鮮豔有利於吸引動物來傳播種子。