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蜇不蜇人?看看蜜蜂如何決定

蜜蜂什麼時候會蜇人?它們又是如何組織集體防禦行為來抵禦入侵者的呢?近日,來自瑞士康斯坦斯大學和因斯布魯克大學的跨學科團隊對以上問題作出新解答。

這一發表在《BMC生物學》雜誌上的研究綜合了行為實驗和一種基於投影模擬的創新性理論建模方法。它表明蜜蜂的蟄刺行為決定取決於警報信息素的存在與否及其濃度。科學家表示,每隻蜜蜂的蟄刺偏好並非恆定,但其警報信息素至少存在兩個內部濃度閾值:一個誘發蟄刺行為,另一個阻止蟄刺行為。此外,計算機建模也表明,多種環境因子——如入侵者的襲擊頻率和入侵者的多樣性——很可能驅動著蜜蜂防禦行為中那些基於信息素的交流行為的進化。

當捕食者來襲或被人嚴重打擾時,蜜蜂們會快速組織隊伍保衛蜂巢,嚇退入侵者。刺激蜜蜂開始追逐並蟄刺入侵者的是一種警報信息素,它是存在於蜜蜂尾部毒刺中的費洛蒙。當蜂群遭遇攻擊後,這些信息素要麼經由守衛蜂主動散發到環境中,要麼通過士兵蜂的蟄刺行為自動分散。因此,信息素不僅能暗示攻擊者的存在,還能暗示蜂群反擊的程度。康斯坦斯大學的Morgane Nouvian博士解釋:「蜜蜂蜇的入侵者越多,每一次蟄刺釋放的警報信息素就越多,其濃度也越高。」

為了了解每一蜜蜂個體如何利用這些信息做出最終決定(蟄刺敵人可以保護蜂巢,但最終可能導致個體死亡),科學家們觀察了來自三個蜂群的西方蜜蜂(Apis mellifera)。他們發現,對虛擬捕食者的攻擊性最初會隨著警報信息素濃度的增加而增加,直到達到峰值,之後,再次回落到一個較低的水平。「在高警報信息素濃度下降低攻擊性可能有助於蜜蜂避免不必要的犧牲。」Nouvian說。

為了進一步分析實驗結果並解決集體行為進化的這一特性,科學家們還藉助了計算機模擬。

模擬結果表明,蜂群會適應遇到的最強捕食者。也就是說,讓那些經常遭遇強大捕食者的蜂群停止蟄刺的信息素濃度,要高於讓遭遇較弱入侵者的蜂群停止蜇刺行為的信息素濃度。

科學家們還將他們的模型應用到西方蜜蜂的一個亞種(以好鬥著稱的「非洲蜜蜂」)案例中。此前有人認為,該亞種的高度攻擊性行為是為了應對熱帶地區的較高捕食率和特殊化、難以阻止的捕食者(如蜜獾)。最終,模擬結果驗證了這一觀點的正確性。

科界原創

編譯:橘子 審稿:西莫 責編:陳之涵

期刊來源:《BMC生物學》

期刊編號:1741-7007

原文鏈接:

https://phys.org/news/2021-05-bees-defense-behaviors.html

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