科學家揭示蜜蜂群居行為的秘密
據(jù)美國每日科學網(wǎng)站2006年1月8日報道,在蜜蜂的進化過程中一直存著一個疑問,即蜜蜂是如何逐步具有社會群居行為的。美國亞利桑那州大學生命科學教授格魯-安姆達的研究結(jié)果顯示,蜜蜂的群居行為可以從其母系的特性中找到部分答案。這項研究結(jié)果發(fā)表在今年一月《自然》雜志上。
蜜蜂生活在高度復雜的社會公共群體中,工蜂之間有明確地的勞作分工。工蜂是蜂群中繁殖器官發(fā)育不完善的雌性蜜蜂,它們承擔著蜂巢的清潔、維護及防御工作,以及哺育幼蟲和尋覓花粉或花蜜。而其它種類的蜜蜂,如工匠蜂就不具群居的天性,過著獨居的生活。蜜蜂是如何從其獨居的祖先進化成具有群居行為和勞作分工的呢?科學家一直都在尋找答案。
安姆達的研究表明,蜜蜂獨居祖先具有的母系行為特征是演化成群居行為的基礎(chǔ),這為揭示復雜群居行為如何演化提供了證據(jù),為研究其它動物甚至人類的群居行為提供了基礎(chǔ)。安姆達表示,群居行為如何出現(xiàn)獨居的生活方式中是最根本的問題。一種理論認為群居行為是通過新的進化創(chuàng)造出現(xiàn)的,還有一種理論認為物種祖先的獨居表型(生物體的特性)是群居生活的形成基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上物種的群居行為逐步發(fā)展。
最初,研究人員把不同蜂種以其是采集花粉還是采集花蜜進行分類,結(jié)果發(fā)現(xiàn),除了不同的采集習慣外,不同蜂種形成了不同的生理習性和與感知有關(guān)的特性。不過,研究人員并不清楚這些不同的特性是如何形成的。此后,研究人員發(fā)現(xiàn)蜜蜂采集花粉習慣的不同與工蜂的生殖特征的差異有關(guān)。安姆達表示,盡管工蜂都是雌性的,但是在蜂后被選定之前,工蜂都無法產(chǎn)卵。只有在蜂后死亡以后,一些工蜂才開始發(fā)育卵巢并開始產(chǎn)卵。
對于獨居的蜜蜂來說,尋覓花粉是一種母性的行為,而沒有生殖能力的獨居蜜蜂多數(shù)以花蜜為食。安姆達稱,與蜜蜂生殖能力相關(guān)的一種被稱為卵黃蛋白原在樂于尋覓花粉的蜜蜂品種體內(nèi)的水平很高(將其歸類為“高花粉貯藏品種”),而在樂于尋覓花蜜的蜜蜂品種體內(nèi)的水平較低(將其歸類為“低花粉貯藏品種”)?;谶@個發(fā)現(xiàn),研究人員提出一個假設(shè),“高花粉貯藏品種”中的工蜂盡管不具有生殖能力,也代表了其獨居祖先母性生殖的狀態(tài),大概它們的祖先在生殖活動中會尋覓花粉。相反,“低花粉貯藏品種”的工蜂代表了其獨居祖先不進行生殖活動的狀態(tài)。研究人員推測,由于蜂后承擔了蜂群的生殖任務(wù)以后,工蜂祖先覓食的狀態(tài)不再與其生殖活動相關(guān)了。但是這些狀態(tài)仍然對工蜂的覓食行為產(chǎn)生一定的影響,結(jié)果造成了工蜂勞作分工的不同。
為了證實這個假設(shè),研究人員把高貯藏品種蜂群和低貯藏品種蜂群進行了分組,高貯藏品種蜂群代表蜜蜂祖先的生殖狀態(tài),低貯藏品種蜂群代表蜜蜂祖先非生殖狀態(tài),以確定哪種蜜蜂能夠更快地生成生殖行為。在10天至21天之后,76%的高貯藏品種蜂群生成了卵巢,而低貯藏品種蜂群只有42%,這個結(jié)果證實假設(shè)的正確性。研究人員還用野生蜜蜂做了相同的實驗,實驗的結(jié)果顯示采集花粉的工蜂生成的卵巢更大,進一步證實了研究人員的假設(shè)。此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)勝出一組蜂群生成的卵巢更大,進一步證明了蜜蜂覓食的行為與生殖的特性有關(guān),而且兩組蜜蜂生成的其它生理習性也與其卵巢的大小有關(guān)。安姆達表示,這項研究找到了獨居生活和群居生活的橋梁,如果想了解物種群居行為出現(xiàn)的原因,依此可以建立一個更全面的模型,因此可以做出新的假定來研究類似的問題。
引自 中國科技信息網(wǎng)
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