蜜蜂利用“超级感官”寻找食物 Horizon Magazine

蜜蜂拥有灵敏的触角和大角度的复眼,拥有复杂的感官,可以帮助它们在花间嗡嗡作响时搜寻花粉和花蜜。

但是新的研究表明,大黄蜂可能会采用另一种隐藏的感觉,使它们能够检测到另一只昆虫最后一次访问花朵的时间。

英国布里斯托大学的动物行为和感官专家丹尼尔·罗伯特教授发现,大黄蜂具有感知微弱的静电场的能力,这种静电场在靠近花朵时会形成。

罗伯特教授解释说:“即使没有降落,蜜蜂也有能力通过测量花朵周围的电场来知道在过去的几分钟或几秒钟内是否曾造访过花朵。”

发现 是空气中电接收的第一个例子之一。 这种感觉在鲨鱼和rays鱼等鱼类中早已为人所知,它们可以检测水中其他鱼类产生的弱电场。 还发现诸如鸭嘴兽和海豚之类的水栖哺乳动物利用电场来帮助它们捕食猎物。

但是,蜜蜂没有寻找鱼类,而是利用它们感应电场的能力来帮助他们寻找可能富含花粉和花蜜的花朵。

发电

蜜蜂之所以会产生静电荷,是因为它们在飞行时会因空气摩擦其身体而失去电子,从而产生少量的正电荷。 这种效果有点像用派对气球在头发或套头上摩擦,但蜜蜂累积的电荷要弱10,000倍左右。

相比之下,花朵被连接到地面上,这是一个丰富的电子源,并且它们往往带有负电荷。

这些静电荷被认为可以帮助蜜蜂更容易地收集花粉。 带负电的花粉会粘附在带正电的蜜蜂上,因为会吸引相反的电荷。 一旦花粉粘附在蜜蜂上,它在飞行过程中也会带更多正电荷,使其更可能粘附在花朵的带负电荷的雌性部分(称为柱头)上。

蜜蜂飞行时会产生正电荷,这有助于它们从带负电荷的花朵中收集花粉。  图片来源-Pxfuel.com/DMCA

但是罗伯特教授和他的同事们想知道这种互动是否还有更多。 当他们将电极放在花上时,每当大黄蜂在空中接近时,他们就会检测到流过植物的电流。 他们的研究表明,带相反电荷的花和蜂会产生 它们之间的静电场会产生微小的吸引力。

为了研究蜜蜂是否意识到该静电场,他们随后提供了带有或不带有糖奖励的大黄蜂盘。 那些有糖的人也有30伏的电流流过它们,以产生电场。 他们表明蜜蜂可以 感应电场并了解它与回馈有关。 没有费用,蜜蜂不再能够正确识别含糖盘。

在罗伯特教授自己的作品发表后不久,另一个研究小组发表的研究也表明: 蜜蜂也能够检测到电场。 但是昆虫究竟是如何做到的仍然是一个谜,导致罗伯特教授建立了 电蜂 项目。

“很少有动物能够读懂星星,并用它来寻找北,南,东或西。”

瑞典隆德大学Eric Warrant教授

毛发

他发现,在弱电场的作用下,蜜蜂身上的细毛会移动。 这些头发的每根都有神经,非常敏感,可以 检测微小的动作 –仅7纳米–是由电场引起的。

罗伯特教授认为,当蜜蜂拜访花朵时,它可能会抵消一些负电荷,从而减少蜜蜂接近时形成的静电场。 静电场强度的这种变化可以让其他蜜蜂飞过,弄清花朵落地前是否值得一游,从而节省了时间和精力。

其他信号,例如花的颜色和气味的变化,在几分钟或几小时内发生,而电位的切换在几秒钟内发生。

罗伯特教授和他的团队现在正在测试他们的理论,即电场可以通过计算大黄蜂今年夏天对草地上的花朵的访问并测量花朵周围的电场来帮助蜜蜂知道要访问的花朵。

他们的发现可以帮助科学家更好地理解植物与授粉昆虫之间的关系,这可能对于提高许多依赖蜜蜂授粉的重要果农的产量至关重要。

罗伯特教授还研究大黄蜂是否利用其静电电荷与巢姐妹交流飞行花粉的最佳场所。

但是,虽然大黄蜂利用其非凡的感觉力在离巢仅几公里的地方寻找食物,但另一只昆虫却利用另一种隐藏的感觉来进行更长的旅程。

在澳大利亚夏季,博贡蛾可以行进超过1000公里,使其进入洞穴冬眠。  图片来源-Lucinda Gibson和Ken Walker,维多利亚博物馆/维基媒体,根据CC BY-SA 3.0许可

在澳大利亚,Bogong飞蛾(印度古猿)从全国各地稳定地飞来飞去,驶向东南的雪山。 他们飞了好几天甚至几周 到达该国最高山脉的高高山山谷,有时行进超过1000公里。 一旦到达那里,昆虫就进入澳大利亚夏季,通常在1,800m以上的洞穴中冬眠,然后返回。

到目前为止,已知唯一迁移的其他昆虫是北美的帝王蝶。 但是,尽管帝王蝶在某种程度上依赖太阳的航行,但飞蛾却在夜间飞行。 瑞典隆德大学的动物学家埃里克·沃兰特教授(Eric Warrant)自从在澳大利亚堪培拉学习以来,就对这些只有几厘米长的昆虫如何做到如此壮举着迷。

飞蛾之谜

他怀疑飞蛾可能会利用地球的磁场找到自己的路,因此他的团队将飞蛾拴在一根茎上,使它们能够飞起来并向任何方向旋转,然后再用电磁线圈将它们包围起来以操纵地球的磁场。

两年来,实验失败了。 尽管飞蛾的确受到磁场的影响, 他们在用别的东西导航 也是–他们的愿景。

沃兰特教授说:“这有点像我们要去远足的方式。”沃兰特教授试图在项目中阐明飞蛾如何感知地球磁场。 磁性飞蛾。 “我们会从指南针中读取读数,然后寻找可以朝那个方向走的东西,例如树或山峰。”

他的研究已经表明,飞蛾每两到三分钟检查一次其内部罗盘,并继续为前方提供视觉提示。 但是昆虫在晚上能看见什么?

进一步的研究发现了一些非凡的东西。 当Warrant教授下载了一个名为Stellarium的开源天文馆程序并将澳大利亚夜空投影在飞蛾上方时,他发现它们是在利用恒星。

沃兰特教授说:“很少有动物能够读懂星星,并用它来寻找北,南,东或西。” “我们(人类)学会了如何做。 有些鸟会这样做。

但是,布贡人的昆虫之眼意味着他们不会仅仅跟随一颗引导星。 而是它们对全景场景敏感。

沃兰特教授说:“在南半球,银河系比在北半球要明显得多。” “这确实是一条淡淡的条纹,上面散布着非常明亮的星星。” 他认为,通过银河系的光线,飞蛾至少部分被引导至凉爽的高山洞穴。

Warrant教授认为,Bogong可以通过将银河系作为指南来诱捕naviagte。  图片来源-Dave Young / Flickr,根据CC BY 2.0许可

这一发现也可能导致我们自己物种的新型导航的发展。 例如,GPS依赖于易受干扰的卫星群。 沃兰特教授相信,用一种米粒大小的大脑研究一种能够飞行1,000公里到洞穴的昆虫,也可以帮助我们找到其他选择。

沃兰特教授说:“动物似乎用很少的材料和低的能量就能解决复杂的问题。”

本文中的研究由欧盟资助。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。

This article was originally published in Horizon, the EU Research and Innovation magazine

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