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继Science封面文章后,再发PNAS挑战传统认知!版纳植物园揭示蜜蜂摇摆舞的“观众效应”

发布时间:2026-03-24
来源:化学生态研究组

蜜蜂摇摆舞被誉为动物界最精妙的通讯语言之一,摇摆舞的持续时间、摇摆次数、角度能精确指示食物的距离、方向、质量等信息。中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)此前的研究表明,蜜蜂并不是天生就具有通过摇摆舞准确编码食物源信息的能力,幼蜂需要通过向成蜂学习后才能获得这种能力,该论文以封面文章的形式发表在国际顶级期刊《科学》(Science)。

针对蜜蜂摇摆舞长期以来被视作“单向传递食物方位”的固定行为,我国科学家领衔的国际合作团队最新研究再次颠覆这一传统认知:蜜蜂摇摆舞并非刻板指令,而是会根据“观众”数量动态调整信息精度,相关成果于近日在国际顶级学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线发表,为解读动物社会通讯机制提供了全新视角。

该研究由版纳植物园董诗浩研究员团队主导,联合美国加州大学圣迭戈分校、英国伦敦玛丽女王大学等国际顶尖团队共同完成。团队通过控制蜂巢内“观众”数量与年龄结构,系统观测蜜蜂摇摆舞行为变化,首次证实:跟随者的数量与适龄性,直接决定摇摆舞传递方向、距离信息的精准度,揭开了动物通讯双向互动的演化密码。

颠覆认知:摇摆舞不是“独角戏”,而是互动演

蜜蜂发现蜜源后,会在蜂巢内跳8字型“摇摆舞”:舞蹈角度对应太阳方位传递方向,摇摆时长对应蜜源距离。学界以往普遍认为,这套行为是固定不变的单向信号,仅由舞者向同伴传递信息,不受接收者“观众”的影响。

研究团队设计对照实验,人为调控蜂巢舞蹈区的蜜蜂数量,这些蜜蜂全是由20日龄以上的成年蜜蜂组成,它们都具备外出采蜜、跳舞和与舞者互动,即能读懂舞蹈蜂所表达的蜜源信息的能力(有效观众)。结果显示:当观众充足时,蜜蜂摇摆舞角度更精准、摆动时长更稳定,食物方位信息传递误差极小;当观众稀少时,舞蹈蜂的舞蹈精度会大幅降低,摇摆角度散乱、摆动时长波动明显。

关键发现:只认“有效观众”,总数再多也无用

团队进一步实验发现,舞蹈蜂能精准区分“有效观众”与“无效观众”:刚羽化的幼蜂不具备外出采蜜的能力,也不会与成蜂互动(无效观众),当舞蹈区的成蜂被全部替换成刚羽化的幼蜂时,本来跳舞的蜜蜂不再跳了,只有成蜂的数量达到一定程度后舞蹈蜂才开始跳舞。比较发现,当观众总数保持不变,采集蜂的舞蹈积极性随着成蜂比率的增加而提高,其摇摆舞对食物方向与距离信息编码精度随之增高,即摇摆舞的响应不仅仅是取决于观众的数量,更取决于观众的质量。

此外,团队观测到舞蹈蜂的“寻找观众行为”:跟随者变少时,舞蹈蜂在巢脾上通过扩大活动范围、原本连续流畅的舞蹈经常出现不规律的停顿,舞蹈蜂无法只专注自己本身的舞蹈,而是需要在舞蹈区不停的游走以寻找有效观众,这一行为直接加剧了舞蹈精度的波动,是通讯行为适应性的直观体现。

科学意义:改写动物通讯认知,助力生态保护与养蜂产业

该研究首次证明,蜜蜂摇摆舞是受社会反馈调控的双向互动行为,而非单向刻板信号,填补了昆虫社会通讯机制研究的空白。董诗浩研究员表示,这一发现不仅深化了对蜜蜂认知能力、社会行为演化的理解,更为动物通讯研究提供了新范式。

蜜蜂是全球最重要的传粉昆虫,维系着生态平衡与农业生产。该成果有助于解析蜂群崩溃、传粉效率下降等生态问题,为科学养蜂、提升农作物授粉率、保护野生蜜蜂种群提供理论支撑。

审稿专家评价,这项研究设计精妙、结论严谨,彻底改写了学界对蜜蜂摇摆舞的传统认知,揭示了无脊椎动物社会通讯的复杂性与适应性,是动物行为学领域的重要突破。

研究论文以“观众塑造了蜜蜂摇摆舞的信息内容The audience shapes the information content of the honey bee waggle dance)”为题发表在《美国科学院院刊》PNAS上,同时被PNAS选为该期最有趣的文章之一进行了专题报道。版纳植物园已出站博士后林涛博士为论文第一作者,版纳植物园董诗浩研究员和谭垦研究员、美国加州大学圣迭戈分校James Nieh教授和英国伦敦大学Lars Chittka教授为共同通讯作者。该研究工作得到了版纳植物园和国家自然科学基金委的资助。


本文作者:董诗浩

责任编辑:张维静
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