蜜蜂能感知花朵的电场(2013)

一只大黄蜂拜访一朵花，被鲜艳的颜色、花瓣上的图案和甜蜜的芳香所吸引。但授粉不仅仅是视觉和嗅觉。空气中也有电。

布里斯托尔大学的多米尼克·克拉克和希瑟·惠特尼已经证明，大黄蜂可以感知花朵周围的电场。它们甚至可以学会区分不同花朵形状的田野，或者用它们来判断一朵花最近是否被其他蜜蜂拜访过。鲜花不仅仅是视觉奇观和臭气熏天的灯塔。它们也是电子广告牌。

“这是一个重大发现，”领导这项研究的丹尼尔·罗伯特(Daniel Robert)说。“没有人假设蜜蜂会对花的电场敏感。”

然而，自20世纪60年代以来，科学家们就已经知道了授粉的电学方面，尽管它很少被讨论。当蜜蜂在空气中飞行时，它们会撞上从尘埃到小分子的带电粒子。这些微观碰撞的摩擦会将电子从蜜蜂的表面剥离，它们通常最终会带上正电荷。

另一方面，花往往带有负电荷，至少在晴朗的日子里是这样。花朵本身是电气接地的，但它们周围的空气每离地面一米就会携带大约100伏的电压。积聚在花朵周围的正电荷在花瓣中产生负电荷。

当带正电的蜜蜂到达带负电的花朵时，火花不会飞，但花粉会飞。“我们发现一些视频显示，当蜜蜂接近…时，花粉真的会从花朵跳到蜜蜂身上。甚至在它着陆之前，“罗伯特说。蜜蜂可能会飞向花朵，但在近距离，花朵也会飞向蜜蜂。

这已经是老生常谈了。早在20世纪70年代，植物学家就提出电力可以增强花粉和传粉者之间的吸引力。一些人甚至表明，如果你把花粉撒在一只固定的蜜蜂身上，一些掉落的颗粒会偏离航线，粘在昆虫身上。

但罗伯特不是植物学家。他是个感官生物学家。他研究动物如何感知周围的世界。当他遇到蜜蜂和鲜花的电子世界时，脑海中浮现的第一个问题是：“蜜蜂知道这个过程吗？”令人惊讶的是，没有人问这个问题，更不用说回答了。“我们读了所有的报纸，”罗伯特说。“我们甚至有一本从俄文翻译过来的书，但还没有人在智力上有过这样的飞跃。”

为了回答这个问题，罗伯特与克拉克(物理学家)和惠特尼(植物学家)合作，创造了电子花--一种顶部带有设计电场的人造紫色花朵。当大黄蜂可以在携带含糖液体的带电花朵和产生苦味花朵之间进行选择时，它们很快就学会了以81%的准确率访问带电花朵。如果没有一朵花充电，蜜蜂就失去了精确定位含糖奖励的能力。

但是蜜蜂可以做的不仅仅是判断电场是否存在。它们还可以区分不同形状的场，而不同的场又取决于花瓣的形状以及它们导电的难易程度。克拉克和惠特尼通过在花朵上喷洒带正电的色彩鲜艳的颗粒来可视化这些图案。您可以在下面看到结果。每朵花的右半部分都被喷洒了，长方形的方框显示了颗粒的颜色。

蜜蜂可以感觉到这些模式。他们可以学会区分电压均匀的电子花和像牛眼一样有场的电子花，准确率为70%。

蜜蜂也可以利用这种电子信息来支持它们的其他感官告诉它们的信息。研究小组训练蜜蜂辨别两种绿色色调略有不同的电子花。他们做到了，但他们花了35次访问才达到80%的准确率。如果研究小组向花中添加不同的电场，蜜蜂只需24次访问就达到了相同的基准。

蜜蜂实际上是如何记录电场的？没有人知道，但罗伯特怀疑，这些场地产生的力量很小，可以移动蜜蜂身体的一些部位，也许是它身体上的毛发。就像一个摩擦的气球会让你的头发竖起一样，也许一朵带电的花会给蜜蜂提供可以察觉到的拉扯和推搡。

反过来，蜜蜂会改变它们落在任何花朵上的电荷。罗伯特的研究小组表明，当蜜蜂降落在矮牵牛茎上时，茎中的电势会上升约25毫伏。这种变化在蜜蜂着陆之前就开始了，这表明这与昆虫在身体上干扰花朵没有任何关系。而且它的持续时间不到两分钟，这比蜜蜂通常在访问上花费的时间要长。

这块不断变化的田地可以告诉蜜蜂一朵花最近是否被拜访过，并且可能缺少花蜜。就像一块牌子上写着“关门营业。马上回来。“。与颜色、图案或气味等更常见的信号相比，它也是一种更具动感的信号。所有这些都是相当静态的。鲜花可以改变它们，但这需要几分钟或几个小时的时间。然而，每当蜜蜂着陆时，电场就会瞬间改变。他们不仅提供有用的信息，而且马上就做。

罗伯特认为，这些信号可能是诚实的，也可能是不诚实的，这取决于花的种类。那些铺满地毯并需要传粉者多次造访的传粉者将进化成真实的，因为它们承受不起欺骗传粉者的代价。蜜蜂是很好的学习者，如果它们反复造访一朵空花，它们很快就会避开一整块地。更糟糕的是，它们会与蜂群伙伴交流，整个蜂群都会寻找新鲜的牧场。罗伯特说：“如果花可以发出信号表示它暂时空了，那么蜜蜂就会受益，花也会诚实地传达它减轻的吸引力。”

但有些花，如郁金香或罂粟，只需要一到两次探访就能授粉。“这些人有能力撒谎，”罗伯特说。他预计，即使有蜜蜂落在它们身上，它们也会尽一切可能保持电荷恒定。他们应该总是把牌子翻到“开放”的位置。罗伯特的学生将在夏天测试这一想法。

许多动物都能感觉到电场，包括鲨鱼和射线、电鱼、至少一种海豚和鸭嘴兽。但这是第一次有人在昆虫身上发现这种感觉。在卑微的大黄蜂里，同样如此！几十年来，人们对蜜蜂和鲜花进行了深入的研究，也许是几个世纪以来，事实证明，它们一直在交换秘密信息。

现在，罗伯特的团队将把他们的实验从实验室带到野外，看看野生蜜蜂对电的敏感度有多高，以及它们的感觉是如何随着天气的变化而变化的。“我们在这里可能只看到了电力冰山的一角，”他说。

推荐人：克拉克，惠特尼，萨顿和罗伯特。熊蜂对花卉电场的检测与学习。科学：/dx.doi.org/10.1126/cience.1230883。

感谢利兹·尼利(Liz Neeley)谈论不诚实的信号，这激发了本文的部分灵感。

与Cat Jaffee的问答，Cat Jaffee是一位研究食物文化的受赠人，特别是蜂蜜在高加索地区的作用。