少壮不“学舞”老大采蜜难

赵汉斌

春光正好，蜜蜂正忙。

蜜蜂每年的授粉工作价值超过1700亿美元，一只工蜂一天可以光顾2000朵花；为生产1千克蜂蜜，蜜蜂需要飞行145000千米……为了实现最佳的任务分配，蜂群内蜜蜂个体间需要进行准确的信息交流，这种交流靠的正是精准的“舞蹈语言”。

中国科学院西双版纳热带植物园谭垦研究员团队与美国加州大学圣迭戈分校教授詹姆斯·尼赫合作，开展了研究。相关研究论文以《蜜蜂舞蹈的社会信号学习》为题，以封面文章的形式发表在学术期刊《科学》上。

研究表明，社会学习改善了蜜蜂的“舞蹈语言”表达能力；而“幼教缺失”，会导致蜜蜂舞蹈准确性降低，这为昆虫社会学习研究提供了一个崭新模式。

蜜蜂不像人类一样，在地图上标明蜜源位置，它们使用一种不同寻常的交流方式：舞蹈。

“长期以来，蜜蜂的‘舞蹈语言’是科学家关注的焦点，蜜蜂摇摆舞的持续时间、角度、摇摆次数，分别编码了食物的距离、方向和质量等信息，巢内蜜蜂通过接收摇摆舞编码信息，最终找到蜜源位置。”论文通讯作者、中国科学院西双版纳热带植物园研究员谭垦介绍。

经过观察研究，人们发现，摇摆舞是蜂群内最常见的传递蜜源信息的舞蹈之一。蜂群内的采集蜂仔细观察舞蹈蜂的每一个动作——摇摆持续时间长且缓慢，表明蜜源距离较远且质量较差；相反，短而快速的舞蹈则表明有一个近距离且高质量的蜜源。在舞蹈过程中，摇摆舞的“追随者”会用触角不断碰触“舞者”，从而感受舞蹈蜂的气味、摆动速度以及其他动作。

此外，舞蹈蜂还会根据太阳在天空的不同位置调整舞姿。比如，舞蹈蜂走直线的角度与重力线重合，表明采集蜂要朝着太阳的方向去找蜜源；相反，若是头向下垂，则表明要朝着远离太阳的方向去“搬砖”。

圆舞是最初级、最简单的蜜蜂舞蹈。对于离蜂巢较近的蜜源，蜜蜂通常会利用圆舞来传递蜜源信息。摇摆舞被认为是从圆舞演化而来的。通常“跳”圆舞的舞蹈蜂，会在蜂巢上以快而短的步伐做小圆周动作，从而吸引其他采集蜂聚集在其周围。同时，舞蹈蜂会携带蜜源的气味，以便为“小伙伴”提供蜜源地信息。当短时间内有大量可供采集的蜜源，特别是有离蜂巢很近的蜜源时，蜜蜂就会跳圆舞，发出“快去那儿干活”的“指令”。

“但这些舞蹈，并不是每只蜜蜂天生就会的。人和动物的许多行为，是先天本能和后天学习共同作用的结果。”论文第一作者、中国科学院西双版纳热带植物园助理研究员董诗浩介绍，社会学习是指同类动物之间通过观察或互动而产生的学习行为，在高等动物中很常见。

研究表明，虽然蜜蜂舞蹈是一种与生俱来的行为，但缺乏向有经验蜜蜂学习机会的幼蜂群，所表演的舞蹈存在明显的缺陷和误差。其中，指示方向（摆动角度）的误差会随着采集经验的积累而减少，但指示距离（摆动时间）的误差却始终不会改善。

动物是否像人类一样具有“言传身教”的能力？

研究发现，很多脊椎动物能通过社会学习来提升环境适应能力，比如年轻的裸鼹鼠可以通过长期的社会互动，向年长的个体学习独特的群体方言。虽然无脊椎动物的社会学习受到关注较少，但近年来科学家发现，昆虫的小脑袋并不會限制学习能力。

“我们团队采用一种全新的实验模式，创建了一种全部由刚出房的幼蜂组成的蜂群。与在自然蜂群里成长的蜜蜂相比，在成长过程中，幼蜂群中的蜜蜂缺失了向有经验的采集蜂学习舞蹈的机会，就像婴幼儿在成长初期，丧失了跟成人学习和互动的机会。”论文共同第一作者、中国科学院西双版纳热带植物园博士后林涛介绍。

研究人员先训练幼蜂群和自然蜂群中准备出巢的采集蜂，在其访问离蜂巢150米远的饲喂器时，对它们进行逐一标记。当这些被标记的采集蜂回巢开始跳舞时，再用摄像机记录它们的舞蹈，并对舞蹈的持续时间、角度、摇摆次数等多个指标进行数据采集、分析。“通过比较幼蜂群和同龄自然蜂群的各项舞蹈指标，研究取得重要发现。”林涛说，其中最值得关注的，就是“幼教缺失”会对蜜蜂舞蹈的准确性产生终生影响。

研究表明，虽然蜜蜂舞蹈是一种与生俱来的行为，但缺乏向有经验蜜蜂学习机会的幼蜂群，所表演的舞蹈存在明显的缺陷和误差。其中，指示方向（摆动角度）的误差会随着采集经验的积累而减少，但指示距离（摆动时间）的误差却始终不会改善。“社会学习对蜜蜂‘舞蹈语言’的准确性有重要影响，‘幼教缺失’会对蜜蜂舞蹈技能产生终生影响。”谭垦说。

蜜蜂作为全世界最重要的经济昆虫之一，除了向人们提供蜂蜜、蜂王浆、蜂毒、蜂蜡外，还能为各种农作物授粉，起到增产作用。

“人类食物的三分之一直接或间接依靠昆虫授粉，而这三分之一中的80%又由蜜蜂完成授粉任务。”谭垦说，蜜蜂是各种作物当之无愧的最理想的授粉昆虫，被誉为“农业之翼”。有趣的是，有时执行觅食任务的蜜蜂个体甚至从未离开过巢穴，但它们却能解读摇摆舞的信息，并成功找到食物。

为此，谭垦团队对幼蜂和成蜂的互动学习能否提高幼蜂的舞蹈技能这个问题，产生了浓厚的研究兴趣。此前，他们在东西方蜜蜂亲缘关系、东西方蜜蜂对胡蜂的防御机制等一系列研究中取得了进展。

“蜜蜂生物学研究是现代养蜂业的基础，关于蜜蜂舞蹈的社会信号学习，以及‘幼教缺失’对蜜蜂舞蹈的准确性的研究，可为今后养蜂业的发展和农业的稳产增收提供重要的科学依据。”董诗浩说。

“通过大量的影像数据和研究分析，我们首次发现，成年蜂的舞蹈具有教学作用，跟随成年蜂学习，能提高幼蜂舞蹈行为的准确性。也就是说，社会学习塑造了蜜蜂的‘舞蹈语言’。”谭垦说，蜜蜂舞蹈就像人类、鸟类等脊椎动物的语言交流，和独自摸索相比，新手向有经验的个体学习能更好地获得技能。

研究还证实，脑容量很小的无脊椎动物也具备“言传身教”的能力，而相互交流和学习正是蜜蜂社会取得成功的基石。这一系列研究对探索人类和动物语言的起源和演化具有重要的科学启示。

◎ 来源|科技日报