破解蜜蜂的舞蹈
在上個(gè)世紀(jì)一二十年代,許多生物學(xué)家認(rèn)為蜜蜂和其他昆蟲(chóng)都沒(méi)有色覺(jué)。難道花朵鮮艷的色彩不是在吸引蜜蜂來(lái)訪?德國(guó)生物學(xué)家卡爾·馮·弗里希(Karl von Frisch)對(duì)此不以為然。他開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)測(cè)試蜜蜂的色覺(jué)能力。在一些灰色程度不同的紙張中放一張有色的紙,在色紙上放一個(gè)小玻璃盤(pán),里面裝上糖漿。弗里希發(fā)現(xiàn),附近蜂巢中的蜜蜂能夠識(shí)別出這個(gè)顏色。
弗里希還注意到,在兩次實(shí)驗(yàn)的間隙,會(huì)有零星的蜜蜂飛過(guò)來(lái)偵察,如果它們發(fā)現(xiàn)又有了糖漿,會(huì)返回蜂巢,幾分鐘后,一大群蜜蜂就會(huì)蜂擁而至。
偵察蜜蜂是不是跑回去報(bào)信呢,又是如何報(bào)信的呢?科學(xué)史上一個(gè)迷人的發(fā)現(xiàn)至此意外地開(kāi)始。弗里希觀察到,偵察蜜蜂回巢后,會(huì)在蜂巢上右一圈、左一圈地跳起“8”字形的圓舞,吸引其他蜜蜂跟在它后面,循著氣味飛往喂食地點(diǎn)。糖漿越甜,舞蹈越激烈,持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)。弗里希認(rèn)為他已經(jīng)破解了蜜蜂的語(yǔ)言。
到了上世紀(jì)40年代,弗里希重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),才發(fā)現(xiàn)事情要比他當(dāng)初設(shè)想的復(fù)雜得多。蜜蜂的舞蹈不是一種,而是有兩種。喂食地點(diǎn)與蜂巢的距離在50米之內(nèi),偵察蜜蜂跳的是圓舞,一旦喂食地點(diǎn)的距離超過(guò)了50米,它就會(huì)跳起一種搖擺舞,在跳到“8”字交界處時(shí),會(huì)以每秒13次的頻率快速地抖動(dòng)身體,發(fā)出嗡嗡聲,同時(shí)左右擺動(dòng),擺動(dòng)的次數(shù)與采集地點(diǎn)的距離有關(guān),每擺動(dòng)一次表示大約50米的距離。而且,搖擺的方向能表示采集地點(diǎn)的方位,它的平均角度表示采集地點(diǎn)與太陽(yáng)位置的角度,即使是陰天,蜜蜂也能通過(guò)感覺(jué)紫外線和偏振光而知道太陽(yáng)的位置。
這種語(yǔ)言并不太精確,只能把采集蜂群帶到喂食地點(diǎn)附近,到那里后它們就要根據(jù)從舞蹈者的身上獲得的食物味道去尋找食物。但是這仍然是一種非常抽象、復(fù)雜的語(yǔ)言,能夠傳達(dá)的信息數(shù)量據(jù)估算大約有10億條,在所有動(dòng)物信息傳播系統(tǒng)中,僅次于人類(lèi)語(yǔ)言。
弗里希在1946年公布了這個(gè)重大發(fā)現(xiàn),1973年獲得諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。但是在他獲獎(jiǎng)時(shí),仍然有不少生物學(xué)家對(duì)其結(jié)果表示懷疑。在上世紀(jì)60年代末和70年代初,美國(guó)生物學(xué)家亞德里安·溫納(Adrian Wenner)等人在做了一系列實(shí)驗(yàn)后,認(rèn)為蜜蜂完全是根據(jù)氣味而不是舞蹈語(yǔ)言來(lái)確認(rèn)食物地點(diǎn)的。他們認(rèn)為,蜜蜂的舞蹈就像其他采集性昆蟲(chóng)的“舞蹈”一樣,只是用來(lái)吸引其他蜜蜂的注意并傳遞氣味,并無(wú)任何抽象的含義。其他蜜蜂飛出蜂巢后,是根據(jù)它們從舞蹈者身上獲得的食物味道和舞蹈者留在食物地點(diǎn)的體味去尋找的。在弗里希的實(shí)驗(yàn)中,采集蜂群能夠直接飛往舞蹈者去過(guò)的食物地點(diǎn),而忽視周?chē)钠渌澄锏攸c(diǎn),溫納等人認(rèn)為正是被舞蹈者留下的體味吸引過(guò)去的。
為了反駁這些反對(duì)意見(jiàn),弗里希曾經(jīng)補(bǔ)做過(guò)一系列實(shí)驗(yàn),例如把蜂巢側(cè)立,并遮擋住陽(yáng)光,這樣舞蹈者搞不清方向,采集蜂群就沒(méi)能定向飛往舞蹈者發(fā)現(xiàn)的食物地點(diǎn)。但是最有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)是其他生物學(xué)家在后來(lái)做的。其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單,在偵察蜜蜂發(fā)現(xiàn)食物飛回蜂巢報(bào)信之后,研究者把食物移走,但是采集蜂群仍然根據(jù)偵察蜜蜂傳遞的“假情報(bào)”,飛到原有食物的地點(diǎn)尋覓食物,盡管那里既無(wú)食物的味道也無(wú)偵察蜜蜂的體味。
另一個(gè)更有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)則要復(fù)雜得多。研究者制造出了一只能使用蜜蜂語(yǔ)言的“機(jī)器蜂”。它的外觀一點(diǎn)也不像蜜蜂,只是用木頭、鋼管和刀片拼湊而成的,中間一根鋼管帶動(dòng)木頭跳搖擺舞,后頭有刀片模仿蜜蜂的翅膀發(fā)出舞蹈聲,前頭還有一個(gè)鋼管給蜜蜂提供食物“樣品”(糖水)。就是這么簡(jiǎn)陋的“機(jī)器蜂”,只因?yàn)樗軌颉爸v”蜜蜂語(yǔ)言,就能夠把蜜蜂成功地引導(dǎo)到選定的地點(diǎn)。
對(duì)一項(xiàng)匪夷所思的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn),有質(zhì)疑、反對(duì)的聲音和證據(jù),那是再正常不過(guò)的了,關(guān)鍵在于如何尋找新的證據(jù)、設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)去證明它。蜜蜂有語(yǔ)言在今天已經(jīng)成為共識(shí),而且我們知道它們是天生就會(huì),而不是后天學(xué)來(lái)的。我們還知道不同亞種的蜜蜂使用不同的方言。例如,德國(guó)亞種搖擺一次表示50米,意大利亞種則表示20米。這種方言也是天生的。讓德國(guó)蜜蜂幼蟲(chóng)在意大利蜜蜂的蜂巢中出生、長(zhǎng)大,它仍然講“德語(yǔ)”,由此會(huì)導(dǎo)致蜂巢中的語(yǔ)言混亂。
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