科學(xué)家揭示蜜蜂群居行為的秘密
據(jù)美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)站2006年1月8日?qǐng)?bào)道,在蜜蜂的進(jìn)化過(guò)程中一直存著一個(gè)疑問(wèn),即蜜蜂是如何逐步具有社會(huì)群居行為的。美國(guó)亞利桑那州大學(xué)生命科學(xué)教授格魯-安姆達(dá)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(xiàng)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(fù)雜的社會(huì)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(dān)著蜂巢的清潔、維護(hù)及防御工作,以及哺育幼蟲(chóng)和尋覓花粉或花蜜。而其它種類(lèi)的蜜蜂,如工匠蜂就不具群居的天性,過(guò)著獨(dú)居的生活。蜜蜂是如何從其獨(dú)居的祖先進(jìn)化成具有群居行為和勞作分工的呢?科學(xué)家一直都在尋找答案。
安姆達(dá)的研究表明,蜜蜂獨(dú)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(fù)雜群居行為如何演化提供了證據(jù),為研究其它動(dòng)物甚至人類(lèi)的群居行為提供了基礎(chǔ)。安姆達(dá)表示,群居行為如何出現(xiàn)獨(dú)居的生活方式中是最根本的問(wèn)題。一種理論認(rèn)為群居行為是通過(guò)新的進(jìn)化創(chuàng)造出現(xiàn)的,還有一種理論認(rèn)為物種祖先的獨(dú)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(jìn)行分類(lèi),結(jié)果發(fā)現(xiàn),除了不同的采集習(xí)慣外,不同蜂種形成了不同的生理習(xí)性和與感知有關(guān)的特性。不過(guò),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(xí)慣的不同與工蜂的生殖特征的差異有關(guān)。安姆達(dá)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(wú)法產(chǎn)卵。只有在蜂后死亡以后,一些工蜂才開(kāi)始發(fā)育卵巢并開(kāi)始產(chǎn)卵。
對(duì)于獨(dú)居的蜜蜂來(lái)說(shuō),尋覓花粉是一種母性的行為,而沒(méi)有生殖能力的獨(dú)居蜜蜂多數(shù)以花蜜為食。安姆達(dá)稱(chēng),與蜜蜂生殖能力相關(guān)的一種被稱(chēng)為卵黃蛋白原在樂(lè)于尋覓花粉的蜜蜂品種體內(nèi)的水平很高(將其歸類(lèi)為“高花粉貯藏品種”),而在樂(lè)于尋覓花蜜的蜜蜂品種體內(nèi)的水平較低(將其歸類(lèi)為“低花粉貯藏品種”)?;谶@個(gè)發(fā)現(xiàn),研究人員提出一個(gè)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(dú)居祖先母性生殖的狀態(tài),大概它們的祖先在生殖活動(dòng)中會(huì)尋覓花粉。相反,“低花粉貯藏品種”的工蜂代表了其獨(dú)居祖先不進(jìn)行生殖活動(dòng)的狀態(tài)。研究人員推測(cè),由于蜂后承擔(dān)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(dòng)相關(guān)了。但是這些狀態(tài)仍然對(duì)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(shí)這個(gè)假設(shè),研究人員把高貯藏品種蜂群和低貯藏品種蜂群進(jìn)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(gè)結(jié)果證實(shí)假設(shè)的正確性。研究人員還用野生蜜蜂做了相同的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示采集花粉的工蜂生成的卵巢更大,進(jìn)一步證實(shí)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(jìn)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(xí)性也與其卵巢的大小有關(guān)。安姆達(dá)表示,這項(xiàng)研究找到了獨(dú)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(gè)更全面的模型,因此可以做出新的假定來(lái)研究類(lèi)似的問(wèn)題。
引自 中國(guó)科技信息網(wǎng)
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