本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
蜜蜂和熊蜂是非常了不起的小生物。除了為我們的農業產業提供授粉服務外,它們還非常擅長學習事物。為什麼它們如此擅長學習?因為蜜蜂會訪問各種各樣的花朵,這些花朵提供的食物質量各不相同,因此蜜蜂能夠快速學習哪些花朵有最好的食物是有道理的。事實上,蜜蜂非常擅長學習,以至於我們用它們作為“模型”來理解許多動物(包括人類)是如何學習的。在之前的幾篇文章中(這裡和這裡),我討論了這些動物所擁有的認知能力,所以我在這裡不再贅述,只需說我們對蜜蜂學習事物的能力瞭解很多。
然而,儘管蜜蜂具有一些非常令人印象深刻的學習能力,但我們幾乎所有關於這方面的知識都來自於蜜蜂學習花蜜的能力。現在,考慮到蜜蜂從各種各樣的花朵中採集花蜜,這很有道理。然而,雖然蜜蜂需要花蜜來維持它們在覓食時每小時的生命(就像蜂鳥一樣),但它們也需要花朵中的花粉作為主要的蛋白質來源。我們可以在一段時間內靠軟飲料和咖啡生存,但最終我們需要一塊牛排或一些豆子,蜜蜂的情況也差不多。更重要的是,蜜蜂採集的花粉對於它們後代的生存至關重要,因此它們將花粉裝載到腿上(花粉團),並將其帶回蜂巢餵養發育中的幼蟲。
然而,儘管花粉對蜜蜂的生活非常重要,但很少有研究探討它們是否能像學習花蜜一樣學習花粉。我最近在發表於《動物行為學》的一項研究中探討了這個問題。
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如果蜜蜂確實學習辨別哪些花朵有花粉,它們可能會學習什麼呢?由於蜜蜂從花朵的花葯中採集花粉,因此花葯顏色似乎是一個可能的候選者。然而,考慮到花冠(花瓣)通常非常明顯,並且蜜蜂在採集花蜜時會注意花冠,因此蜜蜂在採集花粉時也可能學習花冠顏色似乎是合理的。
為了解決這個問題,我製作了具有不同顏色花冠和花葯的人造花。然後允許蜜蜂從一種型別的花朵中採集花粉,而另一種型別的花朵上沒有花粉。我給沒有獎勵的花朵添加了花粉氣味,以便蜜蜂仍然會飛向它們並進行調查,但在發現沒有花粉後就會離開。
第一組蜜蜂被訓練成具有特定花冠顏色的花朵有花粉獎勵,例如,花冠為藍色的花朵有花粉,而花冠為黃色的花朵沒有花粉。其他蜜蜂被訓練成相反的關係(即花冠為黃色的花朵有花粉,而花冠為藍色的花朵沒有花粉)。第二組蜜蜂被訓練成特定的花葯顏色(花葯為藍色的花朵或花葯為黃色的花朵有花粉)。最後,第三組蜜蜂被訓練成特定的顏色組合,即花朵要麼是黃色花冠和藍色花葯,要麼是藍色花冠和黃色花葯。
為了跟蹤個體蜜蜂,我在它們的背上貼了小數字。這意味著可以單獨訓練給定的蜜蜂(例如,白色 10 號)。我以這種方式訓練蜜蜂,而不是一次訓練很多隻,因為蜜蜂會模仿其他蜜蜂獲得獎勵的地方。我想確保蜜蜂學到的一切都是靠自己。
在蜜蜂有機會訪問人造花並從中採集花粉後,我向它展示了一系列與它接受訓練的花朵看起來相同的花朵,只是這次所有的花朵上都沒有花粉。如果蜜蜂已經學會了某種型別的花朵有花粉,那麼我預計它會首先飛向那種型別的花朵以在那裡尋找花粉。
這確實是我發現的。在下面的慢鏡頭影片中,您可以看到一隻被訓練在黃色花冠的花朵上尋找花粉的蜜蜂。在這裡,她在三朵黃色花冠的花朵上搜索。在所有處理中,蜜蜂都學會了訪問它們之前接受訓練的花朵型別。更重要的是,為了測試那些接受特定花冠-花葯顏色組合訓練的蜜蜂,我向它們展示了四種不同型別的花朵:藍色花冠、藍色花葯的花朵,黃色花冠、黃色花葯的花朵,藍色花冠、黃色花葯的花朵,以及黃色花冠、藍色花葯的花朵。如果蜜蜂優先學習花冠顏色或花葯顏色,那麼我預計它們會去所有花冠為藍色的花朵,而不管花葯顏色如何。然而,蜜蜂去了它們接受訓練的特定顏色組合,這表明它們在採集花粉時注意並記住了花冠和花葯顏色。
最後,我想看看蜜蜂是否可以在更長的時間內記住哪些花朵有花粉。我像以前一樣訓練蜜蜂,但這次在 24 小時後和七天後對它們進行了測試。即使在七天後,蜜蜂仍然在它們之前發現花粉的花朵型別上尋找花粉。
那麼,這些發現告訴我們什麼呢?首先,當您看到一隻熊蜂在外面飛來飛去並訪問花朵時,它不僅僅是在記住哪些花朵有花蜜,而且還在記住哪些花朵有花粉。更重要的是,它可能還記得七天前在這些花朵上發現的花粉,對於一種只活幾周的動物來說,這是一段相當長的時間。
這些結果也讓我感到興奮,因為它們為我們在研究這種動物的學習和記憶時提供了一種新型的獎勵。由於一隻熊蜂個體不僅採集花蜜或花粉,而且同時採集兩者,這意味著它可能必須記住哪些花朵提供最好的花蜜,哪些花朵提供最好的花粉,以及哪些花朵兩者都有。由於我有興趣瞭解個體蜜蜂是否真的可以做到這一點,這引導我進行了我的第二個實驗,我在我的下一篇博文中討論了這個問題。
參考文獻
Muth, F., Papaj, D. R., & Leonard, A. S. (2016). 蜜蜂記住花朵的原因不止一個:花粉介導聯想學習。《動物行為學》,111, 93–100。doi:10.1016/j.anbehav.2015.09.029
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