破解蜜蜂的舞蹈
在上個世紀(jì)一二十年代,許多生物學(xué)家認為蜜蜂和其他昆蟲都沒有色覺。難道花朵鮮艷的色彩不是在吸引蜜蜂來訪?德國生物學(xué)家卡爾·馮·弗里希(Karl von Frisch)對此不以為然。他開始做實驗測試蜜蜂的色覺能力。在一些灰色程度不同的紙張中放一張有色的紙,在色紙上放一個小玻璃盤,里面裝上糖漿。弗里希發(fā)現(xiàn),附近蜂巢中的蜜蜂能夠識別出這個顏色。
弗里希還注意到,在兩次實驗的間隙,會有零星的蜜蜂飛過來偵察,如果它們發(fā)現(xiàn)又有了糖漿,會返回蜂巢,幾分鐘后,一大群蜜蜂就會蜂擁而至。
偵察蜜蜂是不是跑回去報信呢,又是如何報信的呢?科學(xué)史上一個迷人的發(fā)現(xiàn)至此意外地開始。弗里希觀察到,偵察蜜蜂回巢后,會在蜂巢上右一圈、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。糖漿越甜,舞蹈越激烈,持續(xù)的時間越長。弗里希認為他已經(jīng)破解了蜜蜂的語言。
到了上世紀(jì)40年代,弗里希重做這個實驗時,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,一旦喂食地點的距離超過了50米,它就會跳起一種搖擺舞,在跳到“8”字交界處時,會以每秒13次的頻率快速地抖動身體,發(fā)出嗡嗡聲,同時左右擺動,擺動的次數(shù)與采集地點的距離有關(guān),每擺動一次表示大約50米的距離。而且,搖擺的方向能表示采集地點的方位,它的平均角度表示采集地點與太陽位置的角度,即使是陰天,蜜蜂也能通過感覺紫外線和偏振光而知道太陽的位置。
這種語言并不太精確,只能把采集蜂群帶到喂食地點附近,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)雜的語言,能夠傳達的信息數(shù)量據(jù)估算大約有10億條,在所有動物信息傳播系統(tǒng)中,僅次于人類語言。
弗里希在1946年公布了這個重大發(fā)現(xiàn),1973年獲得諾貝爾生理學(xué)獎。但是在他獲獎時,仍然有不少生物學(xué)家對其結(jié)果表示懷疑。在上世紀(jì)60年代末和70年代初,美國生物學(xué)家亞德里安·溫納(Adrian Wenner)等人在做了一系列實驗后,認為蜜蜂完全是根據(jù)氣味而不是舞蹈語言來確認食物地點的。他們認為,蜜蜂的舞蹈就像其他采集性昆蟲的“舞蹈”一樣,只是用來吸引其他蜜蜂的注意并傳遞氣味,并無任何抽象的含義。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的體味去尋找的。在弗里希的實驗中,采集蜂群能夠直接飛往舞蹈者去過的食物地點,而忽視周圍的其他食物地點,溫納等人認為正是被舞蹈者留下的體味吸引過去的。
為了反駁這些反對意見,弗里希曾經(jīng)補做過一系列實驗,例如把蜂巢側(cè)立,并遮擋住陽光,這樣舞蹈者搞不清方向,采集蜂群就沒能定向飛往舞蹈者發(fā)現(xiàn)的食物地點。但是最有說服力的實驗是其他生物學(xué)家在后來做的。其中一個實驗非常簡單,在偵察蜜蜂發(fā)現(xiàn)食物飛回蜂巢報信之后,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”,飛到原有食物的地點尋覓食物,盡管那里既無食物的味道也無偵察蜜蜂的體味。
另一個更有說服力的實驗則要復(fù)雜得多。研究者制造出了一只能使用蜜蜂語言的“機器蜂”。它的外觀一點也不像蜜蜂,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,前頭還有一個鋼管給蜜蜂提供食物“樣品”(糖水)。就是這么簡陋的“機器蜂”,只因為它能夠“講”蜜蜂語言,就能夠把蜜蜂成功地引導(dǎo)到選定的地點。
對一項匪夷所思的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn),有質(zhì)疑、反對的聲音和證據(jù),那是再正常不過的了,關(guān)鍵在于如何尋找新的證據(jù)、設(shè)計新的實驗去證明它。蜜蜂有語言在今天已經(jīng)成為共識,而且我們知道它們是天生就會,而不是后天學(xué)來的。我們還知道不同亞種的蜜蜂使用不同的方言。例如,德國亞種搖擺一次表示50米,意大利亞種則表示20米。這種方言也是天生的。讓德國蜜蜂幼蟲在意大利蜜蜂的蜂巢中出生、長大,它仍然講“德語”,由此會導(dǎo)致蜂巢中的語言混亂。
----摘自中華蜜蜂網(wǎng)
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