大黃蜂快速學習通往甜美花朵的最佳路徑

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事實證明,大黃蜂並不笨拙。科學家們利用微型雷達跟蹤裝置、運動啟用攝像頭和人造花朵,瞭解了蜜蜂在從一朵花到另一朵花覓食時如何快速學習最佳路徑。事實上,它們在這方面的認知能力似乎與大腦更大的動物相當。

倫敦瑪麗女王大學的一個研究小組為一群白尾大黃蜂Bombus terrestris)配備了微小的諧波無線電感測器和塑膠號碼標籤。他們訓練蜜蜂在人造花朵上覓食,這些花朵在中心提供棲息處和糖溶液。然後,將蜂群的巢箱放置在英國一個莊園的大片田野中,靠近五朵人造花。這些花朵呈五邊形排列,每朵花與下一朵花相距 50 米,這遠大於大黃蜂的視力範圍。這種安排阻止了受試者相互跟隨或發現下一朵花。“花朵”由運動感應攝像機監視,以捕捉每隻蜜蜂的覓食情況。研究人員還選擇在十月份完成實驗,屆時當地的花朵已經凋謝,不會引誘蜜蜂離開實驗花朵。

該大學生物和化學學院的研究員兼該研究的合著者馬修·利霍勞在一份準備好的宣告中說:“最初,它們的路線漫長而複雜,多次重複訪問空花。”“但是,隨著它們經驗的增加,蜜蜂逐漸改進了它們的路線。”而且它們做得很快。平均經過 26 次出行後,蜜蜂僅嘗試了大約 120 條不同覓食路線中的 20 條,並將它們的總飛行距離縮短了約 80%。


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先前的研究表明,在較小的實驗室區域中存在類似的學習曲線,但這是第一次在更真實的野外規模中證明這一點。在這種野外場景中,蜜蜂的實際表現優於它們的實驗室同行,後者僅提高到最佳覓食飛行路線的 75% 左右。該研究結果於 9 月 20 日在 PLoS Biology 上線上發表。

這種學習似乎主要透過試錯法進行。利霍勞說:“每次蜜蜂嘗試一條新路線時,如果它比之前嘗試過的最短路線短,它就會增加重複使用新路線的可能性。”“否則,新路線將被放棄,並測試另一條路線。”

這些發現是這些令人印象深刻的昆蟲獲得的新的認知成就。利霍勞的同事拉斯·奇特卡在一份準備好的宣告中說:“它們透過試錯法學習的速度非常驚人。”“這種複雜的行為被認為只有大腦更大的動物才能做到。”該研究沒有探討蜜蜂是否像人類、鯊魚甚至可以說章魚那樣,正在繪製覓食區域的心理地圖。但僅僅使用啟發式方法似乎就能使它們走得足夠遠(透過大量減少在空中嗡嗡作響的時間)。

儘管這種導航對蜜蜂來說似乎毫不費力,但我們人類需要數學演算法來分析和理解它們行為的優雅之處。羅瑟姆斯特德研究所的計算和系統生物學負責人克里斯·羅林斯在一份準備好的宣告中說:“這是一個非常令人興奮的結果,因為它表明看似複雜的行為可以用相對簡單的規則來描述,這些規則可以用數學來描述。”“這意味著我們現在可以使用數學來告知我們蜜蜂的行為何時可能受到它們環境的影響,並評估例如景觀變化的影響。”

蜜蜂本身似乎不願意改變,特別是如果這意味著減少特別有成效的目的地。“如果我們移走一朵花,蜜蜂會繼續尋找那個位置——即使它空了很長一段時間,”奇特卡說。“看來蜜蜂不容易忘記一朵豐收的花。”

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