咖啡因增強蜜蜂的注意力並幫助它們學習

研究人員透過將含咖啡因的糖水與目標氣味聯絡起來,教會大黃蜂專注於任務

A bumblebee hovers over a white flower.

大黃蜂為草莓花授粉。

現代超市提供琳琅滿目的水果和蔬菜。辣椒、鱷梨、草莓、黃瓜——這些都得益於蜜蜂。格林威治大學的生態學家莎拉·阿諾德說,但是“自然界中沒有足夠的授粉者來照顧我們全球的農作物負荷”。因此,農民將成千上萬的人工飼養的蜜蜂釋放到田野中,這些昆蟲勤奮地嗡嗡作響,併為價值數十億美元的農作物授粉。當蜜蜂深入花朵尋找食物時,它們毛茸茸的小身體會沾上粉狀花粉,當它們訪問下一朵花,再下一朵花,再下一朵花時,花粉就會傳播開來。 

但是,商業蜜蜂有時會偏離農田,去瀏覽附近的野花。現在,科學家們發現,像許多人類一樣,一杯咖啡因有助於蜜蜂專注於任務,更有效地完成工作。阿諾德和她的同事表明,在給大黃蜂餵食咖啡因的同時,讓它們接觸目標花香,可以鼓勵它們在離開蜂巢時尋找這種氣味。與那些沒有額外刺激的蜜蜂相比,攝入咖啡因的蜜蜂訪問目標氣味的花朵更快、更頻繁。該團隊週三在《當代生物學》雜誌上報告說,這些發現可以應用於工業農業,以訓練蜜蜂更專注於任務。

弗吉尼亞大學的生態學家傑薩明·曼森說,授粉者已經被認為可以透過接觸蜂巢內的氣味來學習訪問哪些花朵,她沒有參與這項新研究。阿諾德指出,之前的研究表明,蜜蜂喜歡訪問產生咖啡因的人造花——但咖啡因本身可能如何影響蜜蜂的行為尚不清楚。其他研究表明,當束縛的蜜蜂在食用咖啡因的同時接觸到目標氣味時,它們會伸出舌頭的時間更長,但這些蜜蜂無法自由選擇訪問哪些花朵。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


為了更深入地研究,阿諾德和她的團隊設定了三組大黃蜂。一組獲得了含咖啡因的糖水和草莓花氣味的刺激。另一組接受了普通的糖水和氣味,還有一組只接受了普通的糖水。這些蜜蜂以前都沒有遇到過任何型別的花或花香。每組蜜蜂都從蜂巢中釋放出來,進入一個實驗室競技場,競技場上點綴著機器人花,其中一些機器人花散發出相同的草莓氣味,另一些則釋放出完全不同的“干擾”花香。所有假花都含有糖水(不含咖啡因)的儲存器,供蜜蜂選擇後舔食。

攝入咖啡因的蜜蜂對人造草莓花表現出明顯的偏好,其中 70.4% 的蜜蜂立即訪問了目標花朵。只有 60% 的未攝入咖啡因但經過氣味預處理的受試者首先筆直飛向塑膠草莓,而既沒有攝入咖啡因也沒有接受預處理氣味的蜜蜂訪問草莓花的次數略低於一半,這是一個預期的結果,因為它們從未“學習”過首先嚐試哪些植物。

阿諾德說,接觸咖啡因和氣味的蜜蜂在這兩者之間形成了“超強的聯絡”,這表明蜜蜂可能會想:“當我過去聞到這種氣味時,我得到了這種非常好的[含咖啡因的]糖,我非常清楚地記得這一點。”隨著每次連續訪問花朵,這些蜜蜂的步伐也比未攝入咖啡因的蜜蜂更快地增加——這表明咖啡因可能還會增強它們的運動技能。

雖然積極的聯絡很強烈,但它最終會消失:在訪問了數十朵花後,攝入咖啡因的蜜蜂也開始調查干擾花,阿諾德指出實驗室設定是原因之一。“找到彼此相隔僅幾英寸的塑膠花……對於蜜蜂來說,這是一項非常容易解決的任務,”她說。“蜜蜂遲早會嘗試干擾花,並意識到它們同樣有益。”但是在草莓植物田中,現實生活中的“干擾”花會遠得多,蜜蜂可能需要更長的時間才能偏離任務。阿諾德說,在農業環境中,可以在商業蜂巢中為特定植物提供咖啡因和預處理氣味。農民可以將含咖啡因的蜂巢放在田野中,以便蜜蜂更有效地授粉。

曼森說,這種策略可能更適用於英國的農場,而不是美國的農場;英國的農場往往較小,如果授粉者未經訓練,更容易遊蕩。她補充說,美國蜜蜂授粉的農作物通常種植在難以偏離的大片田地中,或者種植在蜜蜂無法逃脫的溫室中。

無論新發現可能導致何種工業應用,曼森都表示,這些實驗使用咖啡因作為啟動興奮劑尤其具有啟發意義。她說,人類會積極尋求咖啡因,“我希望授粉者也會這樣做”。她說,“它美味又棒極了。”但她說,由於這項研究是在蜂巢中給予咖啡因,而不是作為花朵的獎勵來分配咖啡因,因此該實驗“有力地證明”了咖啡因如何幫助教會蜜蜂為哪些植物授粉。

© .