近距离接触

花在大黄蜂的飞行控制中起着关键作用

蜜蜂可以从任何方向接近花朵,但花朵上的标记有助于以最有效的方式引导蜜蜂,就像自然的空中交通管制一样。
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有些花的花瓣上有图案。这些可以帮助传粉者在外出觅食时识别最受欢迎的物种,但它们也能作为花蜜向导帮助传粉者指明奖励的方向吗?罗宾·里希特和他的同事研究过花朵上的图案如何帮助大黄蜂寻找花蜜.令人惊讶的是,他们没有发现花蜜向导在蜜蜂着陆时帮助指引蜜蜂。然而,他们发现这些向导对蜜蜂的进场、降落甚至起飞起到了一种“空中交通管制”的作用。该效果可减少花处理时间高达30%。

科学家们从真正的大黄蜂和人造花朵的组合中得到了他们的结果。所有人造花朵的大小和形状都是一样的,这意味着两个实验之间的关键区别在于花朵上的图案。在第一组实验中,科学家们让大黄蜂飞向花朵,花朵的颜色有纯黄色或蓝色,花朵直径上有一条线标记,花朵上有十字标记。

在第二组实验中,研究小组使用十字来观察哪种引导效果最好,是穿过整个花的十字,还是只在花的内部的十字,还是从花的边缘延伸到花的中间。

从上面看一朵白色的花,这样它看起来就像在计划中。它有六个大花瓣,其中三个从花瓣的一半到花的中心都有黄色的污点。六片花瓣的上方是三个较小的花瓣。这些花瓣从边缘到中心都有紫色的痕迹。上面花瓣上的紫色标记与下面花瓣上的黄色标记对齐,所以这个印象是一个大Y形,两臂成120度角。
Y代表两周百合的位置,饮食开大花的.图片:帆布

通过视频,里希特和同事们发现,当蜜蜂能看到一种模式时,它们会更快地着陆。此外,线条和十字也改变了蜜蜂降落的地方。对于普通的花朵,蜜蜂会降落在任何地方,但不会偏爱边缘。对于图案,蜜蜂落在图案上。

用不同的组合进行的实验显示了蜜蜂是如何利用这些组合来着陆的。如果图案到达边缘,蜜蜂就会把它们作为向导。如果花朵内部只有一个小小的十字架,蜜蜂就会降落在它们喜欢的任何地方。科学家们检查了关于蜜蜂视觉的研究,发现它们仍然可以看到内部的十字图案。它并不太小。他们根本不在乎。

一旦蜜蜂降落,它们就会径直走向蜜腺去获得奖励,只有一种情况例外。如果外面有一个十字图案,蜜蜂就会跟着它直到它消失。然后他们有点困惑了。这一结果表明,当蜜蜂在花上时,它们可以感知到这种模式,这种模式可能会产生影响。

这一结果与之前的结果相矛盾,之前的结果显示,模式可以指导大黄蜂如何穿过花朵,但里克特和同事们认为,这可能取决于蜜蜂在早期实验中的训练方式。评论莱昂纳德和帕帕的早期研究他们写道。

他们表明,在两种花型中,觅食经验大大减少了步行到蜜腺的时间,有图案和没有图案。他们进一步表明,模式对接近时间的影响取决于在训练中哪些模式得到了奖励。

最初被奖励在无图案花朵上的蜜蜂并没有减少它们接近有图案花朵的时间。相反的情况是颠倒的呈现顺序。在学习过程中,如果没有图案,蜜蜂可能会学习相对于花朵形状的蜜腺配置,但如果有图案,蜜蜂可能会学习相对于图案的蜜腺位置,因此需要更长的时间来定位没有图案的蜜腺。在我们的研究中,采集者接受了大量的训练,以适应没有图案的灰色花朵,并可能学习了蜜腺的结构。这就解释了有图案的花和没有图案的花的接近行走时间没有差异,因为他们可能主要依赖于他们对花的构型的知识。

里希特.2023

这些模式也影响了离境。你可能会认为,一旦得到奖励,蜜蜂就会立即起飞。相反,他们会四处游荡,进行一些探索。从里克特和同事绘制的蜜蜂漫游的热图来看,如果花的中心没有图案,它们就会在那里停留更长时间。

在这些图案中,完整的十字图案最有效地引导蜜蜂远离中心,但不能沿着图案的手臂。蜜蜂在起飞前会离开中心,但没有方向。内部的十字图案也有类似的效果,但在我看来,它们在起飞前可能不会偏离中心太远。奇怪的是,就线条模式而言,它们似乎更倾向于靠近线条。

虽然结果很有趣,但它们有价值吗?如果这些花是人造的,它们是否反映了蜜蜂在野外遇到的情况?作者承认这是不确定的,因为还没有很多工作来量化蜜蜂在野外看到的模式。他们的结果至少表明了研究和分类模式的一个原因。另一个问题是,他们的花是否像真的一样,在这个问题上,他们更自信。

重要的是,我们的研究结果表明,即使对于有经验的觅食者来说,他们已经学会了蜜腺在花上的位置,花的图案对于指导他们的进场飞行和降落在花上非常重要,从而大大减少了处理时间。由于进近引导和着陆控制无法得到其他感官模式的支持(除了腿和触角接触花朵时的机械感觉外)(犹太人的尊称.2016)),我们期望这种效果在自然环境中也同样有效。事实上,我们希望接近引导和着陆控制比在实验室中更重要,因为自然界中的花朵在不同的高度、倾斜角度、大小和形状上都有所不同……这使得在花朵之间更难转移学习到的接近和着陆策略,因此更多地依赖感官输入。

里希特.2023

Richter和他的同事认为最近发展的成像技术开辟新的研究途径,并以几个有趣的新问题作为结束。一个是植物是否有欺骗性的花蜜向导。如果他们这样做了,那么显而易见的后续问题是为什么?他们的另一个问题是关于观赏植物的。它们经常被专门培育以形成新的模式。那么,这些吸引人类的模式对传粉者有什么影响呢?它们是对传粉者造成了严重破坏,还是它们引人注目的设计有助于吸引?这也提高了专门繁殖的可能性更多有利于传粉的植物有更多有用的花蜜指南。

阅读文章

Richter, R., Dietz, A., Foster, J., Spaethe, J.和Stöckl, A.(2023)”花朵图案通过引导进场飞行和降落来提高大黄蜂的觅食效率,生态功能.可以在:https://doi.org/10.1111/1365-2435.14262

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