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转载:蜜蜂跳舞传递食物信息理论遭质疑  

2009-09-23 13:16:07|  分类: 老生常谈 |  标签: |举报 |字号 订阅

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诺贝尔生理学奖得主蜜蜂跳舞传递食物信息理论遭质疑

作者:金明    来源:网易探索

链接:http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/9/223594.shtm


示意图:蜜蜂的摇摆舞是目前科学家所发现的自然界最令人印象深刻的交流方式之一。但有科学家提出,以前有关摇摆舞重要性一直存在夸大成份。
 

德国生物学家卡尔·冯·弗里希
 
据英国《新科学家》杂志报道,1946年,德国生物学家卡尔·冯·弗里希(Karl von Frisch)破译蜜蜂跳舞所蕴含的信息的时候,连他自己对蜜蜂能够有如此聪明的举动也感到怀疑。1973年获得诺贝尔生理学奖的时候,他在演讲中表示:“有部分科学家对蜜蜂能够通过跳舞来传递食物信息这一发现表示怀疑,这是可以想象得到的。就我个人来说,在最初的时候,我也曾对我的发现表示过疑问。”
 
然而,在最终经过一系列的实验之后,蜜蜂通过摇摆舞来指明食物方位的科学理论逐渐成为了既定事实。多数研究人员在此之后也不再研究为何蜜蜂会以这种方式来交流,而是把研究重点放在了这种交流方式是如何产生和演变的这一论题上。
 
按照弗里希的描述,蜜蜂回巢后,会在蜂巢上右一圈、左一圈地跳起“8”字形的舞。在跳“8”字形舞蹈的直线阶段时,蜜蜂会不断的振动翅膀,发出嗡嗡声,同时腹部还会左右摆动,这部分舞蹈被称为“摇摆”。弗里希发现,这部分的舞蹈包含两部分有关食物地点的重要信息。
 
首先,摇摆的方向表示采集地点的方位,它的平均角度表示采集地点与太阳位置的角度。如果食物地点的位置是正对太阳,那么蜜蜂在跳舞的时候,其身体是纵向摇摆的;其次,第二个信息是有关食物的距离,而这是靠摇摆的持续时间来决定。蜜蜂摇摆的时间越长,说明食物地点越远,具体换算方法是距离每增加100米,蜜蜂摇摆的时间要增加75毫秒。这两部分信息弗里希称之为蜜蜂的“舞蹈语言”。
 
找到食物的蜜蜂通过跳舞这种方式,能够吸引蜂巢内其它蜜蜂的注意。这些蜜蜂在看到舞蹈后,会变得更加兴奋,而且会学其跳舞的方式。一旦它们把这段舞蹈看过5至6遍之后,就会立即飞往食物地点,就如同装了导航系统一样。蜜蜂的此种行为对于整个蜂巢的生存来说极为重要。
 
但是,近几年来,有部分科学家开始提出不同的观点。他们认为,蜜蜂的摇摆舞太完美了,简直不敢让人相信。他们虽然也认为这种舞蹈包含有食物地点等有关信息,但是舞蹈的重要性却被过分夸大。近期的一系列证据表明,尽管蜂巢内的其它蜜蜂能够同找到食物的那只蜜蜂一块,跳其所跳的摇摆舞,但它们经常无法成功破译舞蹈的具体含义。甚至有些时候,它们在看到有蜜蜂跳舞时,也仍然无动于衷。
 
英国苏塞克斯大学(University of Sussex)的克里斯托弗·格鲁特(Christoph Grüter)就表示:“目前,人们更倾向于蜜蜂舞蹈的重要性没有我们之前认为的那么大这种观点。”
 
格鲁特及其同事、阿根廷布宜诺斯艾利斯大学(University of Buenos Aires)的沃尔特·法里纳(Walter Farina)发现,在同找到食物的蜜蜂一同跳舞的那批蜜蜂中,有93%的蜜蜂未能理解这只蜜蜂表达的有关食物的信息,而是飞到有其他食物来源的地方。事实上,在很多情况下,蜜蜂通常都无法搞懂跳舞的蜜蜂所传递的信息。有些蜜蜂甚至看了超过50遍的舞蹈,并且几进几出蜂巢,但最终还是未能找到食物。
 
既然如此,为何以前的科学实验没有发现这点呢?格鲁特指出,以前有关蜜蜂摇摆舞的多数实验都是在非自然条件下实现的。科学家通常会使用人工食物来吸引蜜蜂,并且往往都将其放置在自然界食物来源较少的区域。在这种情况下,由于实验中的外部环境很单一,因而蜜蜂舞蹈的表现也很简单。但是在自然环境中,客观条件不尽相同,蜜蜂摇摆舞的表现也会根据环境的变化而发生改变。
 
因此,格鲁特表示,需要设计出能够比拟外部自然环境的实验条件,才能取得不同的结果。他指出:“如果我们提供给蜜蜂们不同种类、不同气味的食料,并尽量模仿春天户外环境,我们或许能够更加了解蜜蜂舞蹈的特性。”目前,科学家们已经执行了类似的实验,而他们的实验结果似乎也表明,在自然条件下,蜜蜂很少仅仅依靠摇摆舞来确定食物方位。
 
然而,并不是所有的科学家都打算接受摇摆舞重要性有所降低这种观点。美国伊利诺斯大学尔巴那香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的Moushumi Sen Sarma 以及阿克塞尔·布罗克曼(Axel Brockmann)认为,已经有很多的研究表明摇摆舞对蜜蜂来说是非常重要的。而且通常情况下,蜜蜂在获悉摇摆舞信息后,也会按照舞蹈中的信息去找寻食物。Sen Sarma表示:“我们不认为这种观点存在争议。”
 
科学家们都一致认为人类目前还未掌握到摇摆舞的实质方面。如今大部分的研究都集中在摇摆舞所提供的信息层面,而对于模仿摇摆舞的那些蜜蜂,它们如何获知信息,科学家们还一无所知。要想了解摇摆舞到底对蜜蜂有多重要,解决这个问题是关键。布罗克曼表示:“我们只有在解决接受信息者如何接受信息这个问题,才能真正了解蜜蜂的交流行为。”
 
正如美国加州大学河滨分校(University of California,Riverside)的昆虫学家柯克·威司乔(Kirk Visscher)所称,在看到相同的舞蹈时,不同的蜜蜂可能从中获悉不同的信息。有些蜜蜂可能会去闻或者自身尝一下花蜜,而有些蜜蜂或许可以发现舞蹈的精确角度,也有的蜜蜂可能能够找到非常接近食物地点的距离。威司乔表示:“有现象表明,不同的蜜蜂同跳舞蜜蜂之间的有效距离会导致他们所获信息的不同。但是目前我认为我们并没有发现这个最有效位置。”
 
总而言之,摇摆舞对蜜蜂传递而言确实起着一定作用。人们在想到蜜蜂这种昆虫能够通过舞蹈来表示方位以及距离信息,并且能够将其传递给其他同类时,总是不免惊叹于自然界的神奇。
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