蜜蜂是一種重要的授粉昆蟲，它們?yōu)楸姸嚅_花植物授粉，對維護(hù)生態(tài)平衡有至關(guān)重要的作用。蜜蜂與人類關(guān)系非常密切，它們不僅為人類提供蜂蜜、蜂花粉、蜂王漿等產(chǎn)品，更重要的是很多農(nóng)作物需要依靠蜜蜂授粉，蜜蜂因此也被譽(yù)為“農(nóng)業(yè)之翼”。同時，作為一種社會性模式動物，蜜蜂還被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)理論研究。
人和動物的許多行為是先天本能和后天學(xué)習(xí)共同作用的結(jié)果。學(xué)習(xí)行為可以分為社會學(xué)習(xí)和非社會性學(xué)習(xí)兩類，其中，社會學(xué)習(xí)是指同類動物之間通過觀察或互動而產(chǎn)生的學(xué)習(xí)，社會學(xué)習(xí)在高等動物中很常見，尤其在人類獨特的、多樣化的文化中通過不斷積累達(dá)到了相當(dāng)?shù)母叨取?/p>
長期以來，科學(xué)家一直關(guān)注動物是否像人類一樣具有言傳身教的能力。研究發(fā)現(xiàn)很多脊椎動物能通過社會學(xué)習(xí)來提升環(huán)境適應(yīng)能力，比如年輕的裸鼴鼠可以通過長期的社會互動向年長的個體學(xué)習(xí)獨特的群體方言。雖然無脊椎動物的社會學(xué)習(xí)受到關(guān)注較少，但近年來科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)昆蟲的小腦袋并不限制它們擁有復(fù)雜的學(xué)習(xí)能力。
(相關(guān)資料圖)
蜜蜂是典型的社會性昆蟲，為了實現(xiàn)最佳的任務(wù)分配，蜂群內(nèi)蜜蜂個體間需要準(zhǔn)確的信息交流。蜜蜂的“舞蹈語言”是科學(xué)家關(guān)注的焦點，蜜蜂搖擺舞的持續(xù)時間、角度、搖擺次數(shù)分別編碼食物的距離、方向和質(zhì)量等信息（圖1），巢內(nèi)蜜蜂通過接收搖擺舞編碼的信息并最終找到的食物位置。有趣的是，有時執(zhí)行覓食任務(wù)的蜜蜂個體甚至從未離開過巢穴，但它們能夠通過解讀搖擺舞的信息找到食物，采集成功后又繼續(xù)通過表演舞蹈向其它蜜蜂傳遞信息，蜜蜂的舞蹈是否存在“言傳身教”？
中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園譚墾團(tuán)隊對幼蜂和成蜂的互動能否提高幼蜂的舞蹈技能這個科學(xué)問題產(chǎn)生了濃厚的研究興趣。他們最新發(fā)表在Science的研究成果表明，社會學(xué)習(xí)改善了蜜蜂的“舞蹈語言”表達(dá)能力，幼教缺失影響蜜蜂舞蹈信息的準(zhǔn)確性。該研究為昆蟲的社會學(xué)習(xí)研究提供了一個嶄新模式。
1. 創(chuàng)建全新蜂群模式：全幼蜂實驗蜂群
研究人員采用一種全新的實驗?zāi)Ｊ?，先?chuàng)建了一種全部由剛出房的幼蜂組成的蜂群。與在自然蜂群里成長的蜜蜂相比，幼蜂群中的蜜蜂在成長過程中缺失了向有經(jīng)驗的采集蜂學(xué)習(xí)表演舞蹈的機(jī)會，就像嬰幼兒在成長初期喪失了跟成人學(xué)習(xí)和互動的機(jī)會。實驗時，研究人員首先訓(xùn)練幼蜂群和自然蜂群準(zhǔn)備出巢的采集蜂，在其訪問距蜂巢150 米遠(yuǎn)的飼喂器時，對它們逐一標(biāo)記。當(dāng)這些被標(biāo)記的采集蜂回巢開始跳舞時，用攝像機(jī)記錄它們的舞蹈，對舞蹈的持續(xù)時間、角度、搖擺次數(shù)等多個指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析。通過比較幼蜂群和自然蜂群的同日齡蜜蜂的各項舞蹈指標(biāo)（圖2），研究取得重要發(fā)現(xiàn)。
2. 幼教缺失對蜜蜂舞蹈的準(zhǔn)確性產(chǎn)生終身影響
研究結(jié)果表明，缺乏向有經(jīng)驗蜜蜂互動學(xué)習(xí)機(jī)會的幼蜂群表演的舞蹈存在明顯的缺陷和誤差。雖然蜜蜂舞蹈是一種與生俱來的行為，其舞蹈擺動角度（指示方向）的誤差會隨著采集經(jīng)驗的積累有所減少，但擺動時間（指示距離）的誤差卻始終不會改善。也就是說社會學(xué)習(xí)對蜜蜂“舞蹈語言”的傳承有重要作用，幼教缺失導(dǎo)致蜜蜂舞蹈發(fā)展出新的“方言”，并將終身保持（圖3）。
3. 首次發(fā)現(xiàn)和證實成年蜜蜂的舞蹈具有教學(xué)作用
研究首次發(fā)現(xiàn)，成蜂的舞蹈具有教學(xué)作用，跟隨成蜂學(xué)習(xí)能提高幼蜂舞蹈行為的準(zhǔn)確性，社會學(xué)習(xí)塑造了蜜蜂的舞蹈語言。蜜蜂舞蹈就像人類、鳥類等脊椎動物的語言交流，新手向有經(jīng)驗的個體學(xué)習(xí)比它們自己獨自摸索能更好地獲得技能。研究同時證實，腦容量很小的無脊椎動物也具備“言傳身教”的能力，相互交流和學(xué)習(xí)是蜜蜂社會取得成功的基石。該研究對探索人類和動物語言的起源和演化具有重要的科學(xué)啟示。
中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園譚墾研究員團(tuán)隊與美國加州大學(xué)圣迭戈分校的James Nieh教授合作開展此項研究。研究結(jié)果以"蜜蜂舞蹈的社會信號學(xué)習(xí)（Social signal learning of the waggle dance in honey bees）" 為題以封面文章發(fā)表在《科學(xué)》上（圖4），董詩浩助理研究員和林濤博士后為論文共同第一作者，譚墾研究員、James Nieh教授為共同通訊作者。該研究工作得到了中國科學(xué)院森林生態(tài)重點實驗室和國家自然科學(xué)基金委的資助。
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