熊蜂也爱咖啡因

周紫彧 安建东│编译

中国农业科学院蜜蜂研究所

近日，英国格林威治大学等单位科研人员合作在《当代生物学》上发表论文，发现饲喂咖啡因有助于熊蜂找到含有目标气味的花朵，并且能够提高熊蜂的记忆和学习能力。

首先，研究人员将新买的、没有访花经验熊蜂的原有饲喂器去掉，分3种方式饲喂，第一箱熊蜂只提供蔗糖溶液（简称糖处理组），第二箱提供含有草莓花气味的蔗糖溶液（简称气味处理组），第三箱提供含有咖啡因和草莓花气味的蔗糖溶液（简称咖啡因处理组）。然后将蜂箱放入没有窗户的实验室进行飞行选择实验，用一根塑料软管把蜂箱巢门和飞行箱连接起来，每一箱熊蜂连接一个飞行箱，飞行箱长宽高分别为1.1、0.7和0.3m；前2天，在每个飞行箱内放置2个只装有蔗糖溶液的中性饲喂器，让熊蜂习惯飞行活动，并在取食熊蜂背板上贴上标签，用于后续选择实验识别熊蜂；第3天开始正式飞行选择试验，移除飞行箱内的中性饲喂器，每个飞行箱内安装8朵人工电子花，其中4朵花含有目标气味混合物（草莓花气味），另外4朵花含有干扰气味，用于对照；作为奖励回报，熊蜂访问每朵人工花都能吃到蔗糖混合溶液；同时，每个飞行箱内每朵人工花都能够自动识别访花熊蜂，每12秒自动记录一次，记录数据可连接后台软件进行分析。实验重复4次，共计使用12箱熊蜂。

实验发现，咖啡因处理组的熊蜂首次访问草莓花气味人工花的比例为70.4%，明显高于糖处理组（44.8%）和气味处理组（60.0%）。咖啡因是一种植物生物碱，广泛存在于咖啡属和柑橘属等植物花蜜中，已有研究表明，蜜蜂取食含有咖啡因的花蜜后，会更喜欢访问含咖啡因的花朵。本研究不同之处是目标花朵不含咖啡因，也就是说熊蜂访问目标花朵后并没有获得咖啡因的回报，说明在巢内取食咖啡因可以增强熊蜂对目标花气味的记忆能力。另外，观察发现，随着访花次数的增加，三组熊蜂都对含有蔗糖溶液报酬的人工花朵越来越熟练，访花速度越来越快，即熊蜂单次访花持续时间和访花间隔时间均随着访问次数的增加而减少，但取食咖啡因的熊蜂访花速度更快，说明咖啡因有助于提高熊蜂的学习能力。

在三组饲喂方式中，只取食蔗糖溶液的熊蜂首次寻找到目标花朵的时间最短，这个结果和预期设想不一样，目前无法解释。此外，这只是一个在小空间内进行的飞行选择实验，咖啡因是否可以增强熊蜂在更大范围内复杂环境中寻找目标花朵的能力仍无法确定，这些问题都有待深入研究。

咖啡因对熊蜂记忆和学习能力的影响，在一些特殊作物授粉上具有一定的利用价值。例如，通过给熊蜂饲喂咖啡因和草莓、番茄等目标作物特有的气味物质，训练熊蜂提高访问目标作物的概率和访花速度，从而提高熊蜂为目标作物传粉的服务能力。

（编译自：Arnold et al.Bumble bees show an induced preference for flowers when primed with caffeinated nectar and a target floral odor.Current Biology,2021,https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.06.068）