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蜜蜂是怎样通过意境地图找到回家的路

时间:2014-06-05 07:47:29  来源:  作者:

 

研究显示太阳并不是昆虫将唯一的“指南针”。
蜜蜂就像鸟类和蝴蝶一样将太阳用作“指南针”,而哺乳动物则一贯通过回忆意境地图上那些熟悉的地标来认路。然而,最新研究发现蜜蜂的大脑虽然要小很多,但是也使用这种意境地图。长久以来,研究人员对蜜蜂复杂的导航能力入迷,这项发现给蜜蜂复杂的导航能力增加了新的范围。
“让很多人惊奇的是这样一个小脑袋可以容纳如此丰富的,称之为认知地图的记忆,”合著者Randolf Menzel,一位柏林自由大学的神经生物学家说。
Menzel和他团队的研究今天在《美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)》上发表,研究中指出蜜蜂可以在不完全依靠太阳的情况下找到回到它们蜂房的路。取而代之的是,它们似乎使用一种通过记忆地形的简单印象构成的“认知地图”来指引它们回家。
哺乳动物使用的认知地图源于脑内的海马体(hippocampus)。人类每天都使用这样的地图;比如说,即使是在没有窗户的办公室里,很多人都可以通过他们和外界相对的位置确定他们所在空间的方位,继而指出他们家的方向。
“哪怕他们不能看见他们家,甚至是沿着某条没有走过的小路,他们普遍都能指出他们家,”没有参与研究的Fred Dyer解释道,他是一位东兰辛市密歇根州立大学的行为生物学家。这项调查的作者认为尽管是基于更加原始的水平,蜜蜂可以做些和这(指出家的方向)相似的事情。
改变时间
作者通过干预蜜蜂的对他们的理论进行试验:他们使用全身麻醉让蜜蜂沉睡进而改变蜜蜂内在的生物钟。当蜜蜂醒来时,Menzel和他的同事使用谐波雷达和蜜蜂身上的转发器侦测和记录蜜蜂的行动,从释放蜜蜂的地点追踪了数百米直到它们的蜂巢
当蜜蜂在一个它们不熟悉的地方释放时,他们刚开始会向错误的方向移动,离它们的蜂巢越飞越远而不是朝着蜂巢飞。在生物钟改变的情况下,蜜蜂还以为是早上,因此它们通过它们根据太阳早上的方位飞向了错误的方向。“不过它们后来忽视了太阳,改变方向,”Menzel说。“它们通过其他的东西辨别方向”——而他和他的团队认为是认知地图在帮助蜜蜂辨别方向。
Dyer说Menzel和他的同事们所得出的结果很好地证明了蜜蜂并不只靠太阳的位置做矢量加法(vector addition)来辨别方向。“排除一种假设便是进步,”Dyer补充道。Dyer还对研究中使用谐波雷达和麻醉发现蜜蜂的认知生活表示称赞。
但是Dyer还没被蜜蜂使用认知地图来辨别方向这一说法说服。他认为蜜蜂可能使用地形的特征辨别方向,就像水手通过灯塔那样,和太阳无关。这与认知地图让人在不使用地标的情况下朝不熟悉的路,向着看不见的目标(辨别方向)不同。
Menzel现在希望进一步研究他的发现。他认为蜜蜂使用一种不存储细节,但能让他们回忆起大致的环境的认知地图。他计划在实验中将蜜蜂放在迷宫中,记录它们在人造环境内辨别方向时脑内的信号,他认为这将进一步为蜜蜂的认知和导航的能力提供线索。
Nature | doi:10.1038/nature.2014.15333
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