像第一批飞行的凡人一样,蜜蜂也使用线性地标来导航

一项新研究表明,蜜蜂会记住运河和溪流等线性地标来找到回家的路。
Three honeybees fly near a crocus in a field.
一项新研究表明,蜜蜂在飞行中会利用线性地标来帮助导航。 Deposit Photos

当人类最初驾驶飞机在天空中翱翔时——在 GPS 出现很久以前——他们就利用地面上的道路、铁路、建筑物和其他线性地标 来进行导航。这种方法在大自然中也同样存在。根据《行为神经科学前沿》杂志 3 月 6 日发表的一项研究,蜜蜂会利用景观中的主导元素来找到回家的路。

作为优秀的旅行者,蜜蜂以利用太阳、嗅觉以及天空中偏振光的变化进行导航而闻名。它们甚至能利用身体上的细小绒毛感知花朵的电场。这项新研究更深入地探讨了记忆特定视觉线索在其导航中的作用。

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“在这里,我们证明了蜜蜂利用一种‘导航记忆’,一种它们所了解的区域的心理地图,来指导它们在新的、未探索的区域寻找蜂巢时的搜索飞行,”德国自由大学神经生物学家、该研究的合著者Randolf Menzel一份声明中表示。“线性地貌元素,如水道、道路和田边,似乎是这种导航记忆的重要组成部分。”

Menzel 和他的团队在 2010 年和 2011 年捕捉了 50 只经验丰富的觅食蜜蜂。在不熟悉的地形中,这些蜜蜂会以不同方向和距离进行探索性循环飞行,这些飞行以它们被释放的地点为中心。该团队使用雷达跟踪每只蜜蜂的探索飞行模式,时间长度在 20 分钟到 3 小时之间。 

这些蜜蜂来自五个不同区域的蜂群,并在一个共同区域进行测试,以观察每个群体对地标差异的反应。最显著的线性地标是两条东北和西南走向的平行灌溉渠。测试区域不包含蜜蜂已知的其他导航地标,如结构化的地平线,或像树木或植物这样突出的垂直元素。接下来,该团队在蜜蜂的背部粘了一个微型应答器,并将它们释放到一个离家蜂巢太远而它们不可能熟悉的地带。然后,他们使用了一种能够在测试区域内探测到最远 2,952 英尺(约 900 米)距离的应答器的雷达。

A honeybee with a transponder on its back stands on a plant
安装在觅食蜜蜂胸部的一个谐振雷达应答器。图片来源:E Bullinger, U Greggers, R Menzel。

然后,该团队使用软件模拟了实验中观察到的蜜蜂看似随机的飞行模式的两个数据集,这些模式都以释放点为中心。这些路径产生了不同的算法。由于这些观察到的飞行模式差异很大,研究人员得出结论,蜜蜂并非仅仅进行随机的搜索飞行,而是更有目的性和方向性。

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他们接着使用先进的统计技术分析了搜索飞行的方向以及蜜蜂在测试区域内每 100 x 100 米的区块上飞行的频率。模型显示,蜜蜂倾向于花费不成比例的时间沿着灌溉渠飞行。

深入分析表明,即使蜜蜂距离灌溉渠超过 98 英尺(约 30 米),这也是蜜蜂能看到的线性地貌元素的最远距离,灌溉渠仍然在指导蜜蜂的探索飞行。该团队推测,这表明蜜蜂长时间地将地标保存在记忆中。

“我们的数据显示,蜜蜂利用其家乡区域和新区域之间线性地貌元素的布局的相似性和差异来探索它们蜂巢可能的位置,”Menzel 表示

根据这项研究,结果表明蜜蜂可以基于地标保留其家乡领地的导航记忆,然后尝试将其在新区域看到的进行泛化以找到回家的路。这种行为在蝙蝠鸟类身上也能找到——现在,蜜蜂也是如此。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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