生而勤勞的蜜蜂，不懂什麼是「病假

看來「模範員工獎」真的應該頒發給勤勞的小蜜蜂。新的研究發現，蜜蜂即使在生病狀態下仍然會精確導航持續工作，而這恰說明了，高效的搜索的技能很可能蜜蜂生來就會,而非通過學習獲得。

帶有雷達跟蹤器的蜜蜂 credit: S. Wolf

來源 倫敦大學瑪麗皇后學院

翻譯 雷文茜

審校 劉小鷗 譚坤

新的研究發現，高效搜查地形是蜜蜂先天就具備的能力。因此即使是在生病的狀態下，蜜蜂也會持續工作，為蜂巢貢獻力量。

研究者運用雷達技術，首次發現蜜蜂在患有傳染病或者受到病毒感染的情況下，仍然可以保持敏捷，並且可以對周邊環境進行搜查和響應。

蜜蜂會不辭辛勞地在相距幾百甚至上千米的花叢與蜂巢之間往返。它們卓越的導航技能依賴於環境中明顯的地標，例如樹和房屋這些能夠有效地在定向飛行中用來定位和記憶的物體。

研究者在蜜蜂的身上安裝了一個雷達收發機，它是一個比花蜜和花粉都要輕得多的微小偶極子天線。通過接收來自收發機的雷達信號，研究者可以追蹤每隻蜜蜂的狀況，了解它們飛行過的地點和飛行的方式。

文章的共同作者、艾西特大學教授 Juliet Osborne 說：「我們運用諧波雷達系統追蹤蜜蜂的飛行。蜜蜂身上安裝的輕量天線不會影響它們飛行的速度以及它們採集花蜜的量。這也是目前唯一可以收集到蜜蜂飛行軌跡詳細數據的方法。」

蜜蜂和人類一樣也會有生病的時候，帶病四處飛行本應是一件極具挑戰性的事情。但是在這個研究中人們發現即使是在病情很嚴重的情況下，蜜蜂仍然可以很準確地以一種被稱作Lévy（列維）飛行模式搜索周圍的環境。

列維搜索模式是動物世界中，包括早期人類狩獵採集生活中，存在的一種自然數學模式，它用以描述一些特定的運動，例如圍捕獵物和搜尋配偶。這種模式下，大量短距離的運動中穿插著一些長距離的運動，可以讓動物有效地進行大面積範圍搜索。

隨機遊走與Lévy飛行模式軌跡

本論文中研究者選用六組不同程度感染了病毒和類真菌疾病的蜜蜂進行實驗，觀察記錄了蜜蜂78小時的飛行行為。相關研究已發表於 Scientific Reports。

研究者發現生病的蜜蜂不會像健康蜜蜂飛的一樣遠或一樣持久，但是它們始終用同一方式堅持搜尋，所以這種行為可能是蜜蜂天生就具備的。

倫敦大學瑪麗皇后學院生物化學科學學院教授、本研究的第一作者 Stephan Wolf 說：「我們觀察到蜜蜂有異常穩健的搜尋能力，提示這種能力可能是蜜蜂先天具有而非後天學習得來的。這也讓蜜蜂可以經受住致病菌的侵擾以及其他可能的壓力源干擾，持續進行覓食等活動，為集體做貢獻。」

這項研究可以幫助人們更好地理解影響動物(例如生態中的關鍵物種——傳粉蜜蜂)和環境之間互動的不利因素，並且為最終減輕這些不利因素提供了新的方法。

論文信息

【題目】 Optimalsearch patterns in honeybee orientation flights are robust against emerginginfectious diseases

【作者】 StephanWolf, Elizabeth Nicholls, Andrew M. Reynolds, Patricia Wells, Ka S. Lim, RobertJ. Paxton & Juliet L. Osborne

【刊期】 Scientific Reports 6, Article number: 32612

【日期】 Published 12 Sep 2016

【doi】 10.1038/srep32612

【摘要】 Lévy flights are scale-free (fractal) search patterns found in awide range of animals. They can be an advantageous strategy promoting highencounter rates with rare cues that may indicate prey items, mating partners ornavigational landmarks. The robustness of this behavioural strategy toubiquitous threats to animal performance, such as pathogens, remains poorlyunderstood. Using honeybees radar-tracked during their orientation flights in anovel landscape, we assess for the first time how two emerging infectiousdiseases (Nosema sp. and the Varroa-associated Deformed wing virus(DWV)) affect bees』 behavioural performance and search strategy. Nosema infection, unlike DWV, affectedthe spatial scale of orientation flights, causing significantly shorter andmore compact flights. However, in stark contrast to disease-dependent temporalfractals, we find the same prevalence of optimal Lévy flight characteristics (μ≈2) in both healthy and infected bees. We discuss the ecological andevolutionary implications of these surprising insights, arguing that Lévysearch patterns are an emergent property of fundamental characteristics ofneuronal and sensory components of the decision-making process, making themrobust against diverse physiological effects of pathogen infection and possiblyother stressors.

【鏈接】

http://www.nature.com/articles/srep32612

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