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。
在我的上一篇文章中,我寫了我和我的同事如何發現熊蜂可以學習哪些花朵有花粉,並長期記住這一點。然而,大多數熊蜂個體不僅僅採集花蜜或僅僅採集花粉;它們兩者都採集。這就引出了一個問題: 如果一隻蜜蜂從一種花朵採集花蜜,然後從另一種花朵採集花粉,她能 記住哪種花朵型別有哪種獎勵嗎? 如果蜜蜂可以分別記住哪些花朵有花蜜,哪些花朵有花粉,那麼她應該能夠一次學習這兩種,這似乎是顯而易見的。然而,她可能只是學習到一種花朵有獎勵,而沒有區分兩種型別的食物(花蜜和花粉)。
為了解決這個問題,我們進行了一項實驗,該實驗最近發表在期刊生物學快報上。我們讓蜜蜂在兩種型別的人造花上覓食:一種是黃色花冠,另一種是藍色花冠。黃色花冠的花朵要麼有花蜜(但沒有花粉),而藍色花冠的花朵要麼有花粉(但沒有花蜜),反之亦然。
為了訓練蜜蜂,讓它們有機會體驗兩種花,我讓一隻蜜蜂進入一個房間,在那裡它可以飛來飛去,從人造花中採集花蜜和花粉。然後它返回蜂巢,去除花粉負載並將花蜜反芻到蜂巢中的蜜罐中(製作蜂蜜)。在幾次往返於覓食陣列和蜂巢之後,似乎蜜蜂已經學會了去哪裡採集花蜜和去哪裡採集花粉。很容易分辨蜜蜂是在試圖從給定的花朵中採集花蜜還是花粉,因為 蜜蜂從花朵的人造花葯中採集花粉,並從花葯底部的凹槽中採集花蜜(見下方影片)。
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為了測試蜜蜂是否學會了去哪裡,然後我給每隻蜜蜂進行了一個“測試”。在這個測試中,我給一隻蜜蜂展示了四朵人造花。其中兩朵花是她之前遇到過的花(藍色和黃色),另外兩朵花是全新的花(橙色和紫色)。在這個測試 階段,所有的花都沒有花蜜或花粉。
我發現,如果一隻蜜蜂被訓練在黃色的花朵上找到花粉,在藍色的花朵上找到花蜜,那麼它會在黃色花朵的花葯上尋找花粉,並在藍色花朵的花蜜槽中探測花蜜。這表明蜜蜂記住了哪些花朵以前含有哪種特定的獎勵。
有趣的是,蜜蜂還將它們從黃色和藍色花朵中學到的知識推廣到了兩種新的顏色(紫色和橙色)。這意味著,如果一隻蜜蜂學會了黃色花朵有花粉,那麼它也會在橙色花朵中尋找花粉(顏色與黃色最相似)。同樣,如果她學會了藍色花朵有花蜜,那麼她也會在紫色花朵中尋找花蜜(顏色與藍色最相似)。
蜜蜂可以同時學習哪些花朵有花蜜,哪些花朵有花粉的這一發現,教會了我們一些關於蜜蜂行為的新知識。然而,這一發現也意味著,我們現在可以使用蜜蜂來研究動物在處理不同型別的獎勵時,更普遍地是如何學習的。作為人類,我們不僅僅有一種獎勵型別;我們的獎勵在特定的環境中(例如,吃不同型別的食物)有所不同,而且我們也可以在不同的環境中獲得“獎勵”(例如,吃的獎勵與性的獎勵)。與學習單一獎勵型別相比,學習多種獎勵型別可能更困難,也可能更令人困惑。蜜蜂現在為我們提供了一種更詳細地研究這些問題的方法。
參考文獻
Muth, F.,Papaj, D. R.,& Leonard, A. S. (2015)。覓食花蜜和花粉時的顏色學習:蜜蜂一次學習兩種顏色。《生物學快報》,11(9),20150628。doi:10.1098/rsbl.2015.0628