破译蜜蜂的舞蹈可以带来更健康的蜂巢

解开一种最复杂的非人类交流形式——蜜蜂的摇摆舞——可以帮助研究人员更好地了解昆虫的大脑，并使农业更加环保。

这是昆虫神经学研究领域的一部分，这有助于解开它们大脑的复杂性。

蜜蜂进化出了一种独特而巧妙的相互交流方式——摇摆舞。通过以一种特殊的方式摇动腹部，蜜蜂可以告诉蜂巢里的其他蜜蜂食物来源的具体方向和距离，或者筑巢的新地点。

“如果花蜜或花粉朝向太阳的方向，蜜蜂就会朝着蜂巢的顶部跑出8字形。英国伦敦大学生物科学学院的蜜蜂专家埃利·利德比特博士解释说:“如果花粉是在与太阳90度的地方发现的，它们就会指向那个方向。”

蜜蜂跳舞的时间越长，对应着食物来源的质量越好，而花在每个数字8上的时间越长，代表着距离花粉或花蜜的距离。

研究人员现在认为，进一步解码这种信息丰富的舞蹈可以揭示蜜蜂大脑与周围环境如何影响它们之间的联系。在一个名为BeeDanceGap的项目中，Leadbeater博士正在努力确定蜜蜂大脑中帮助昆虫理解这种摇摆舞的确切基因。

为了做到这一点，研究人员必须首先在一个测试蜂巢中识别出跳舞最好的蜜蜂，并观察它们向其他工蜂透露食物来源的过程。这些刚受过教育的蜜蜂在离开蜂房时被捕获，这样就可以对它们的脑组织进行基因分析，以确定哪些与学习和记忆相关的基因在跟随摇摆舞时被激活。

只有少数个体以这种方式使用，基因数据提供了对蜜蜂大脑神经学的深入了解-这对它们的未来至关重要。

崩溃

世界各地的养蜂人报告说，他们的许多蜜蜂离开后再也没有回来，导致蜂箱突然倒塌。专家认为，有几个因素导致了蜂群的广泛消失，包括气候变化、寄生虫和栖息地的丧失。农药和新烟碱类杀虫剂等农用化学品也与这个问题密切相关。农药和新烟碱类杀虫剂被用来杀死农场里不受欢迎的昆虫。

利德比特博士说:“农药或新烟碱类杀虫剂的用量不一定会杀死蜜蜂，但会使它们的觅食能力变差。”“它们迷路了，或者带回的花蜜或花粉变少了。如果你只损伤了许多蜜蜂大脑的一部分，就会对整个蜂群产生巨大的影响。”

新烟碱类杀虫剂被发现与昆虫大脑的某些部位结合，破坏神经传递。这会导致一些脑细胞发育不全或功能不正常。

欧盟最近禁止使用新烟碱类杀虫剂，Leadbeater博士认为这是保护蜜蜂的巨大进步，但她说政府仍然需要更严格的“长期环境安全监测”。如果不这样做，替代新烟碱类杀虫剂的其他农产品就有可能以类似的方式影响蜜蜂。

但是，当BeeDanceGap的第一批结果在今年晚些时候公布时，它们可能有助于建立更好的标准来测试未来的农业实践或产品。Leadbeater博士认为，这将提供对蜜蜂大脑的新认识，从而有助于更快地发现问题。

快速识别问题的影响远不止支持养蜂人和他们的昆虫收费。保护蜜蜂，以及大黄蜂和野生蜜蜂，对于维持健康和多产的环境也至关重要。这些昆虫为欧洲80%以上的农作物和野生植物授粉。法国国家科学研究中心动物认知研究中心的马丁·朱法教授说:“保护小大脑就是保护生物多样性。”

不仅仅是机器

蜜蜂比其他许多物种具有更高的社会复杂性。除了摇摆舞式的交流，每个蜂巢都有分工，不同的工蜂负责不同的任务，比如觅食花粉、哺育幼蜂、建造蜂巢，甚至搬运死蜂。

Giurfa教授是brainant项目的共同负责人，该项目研究这种复杂的社会行为是如何进化的，以及它是如何影响昆虫大脑结构的。他说，当你了解蜜蜂如何感知世界时，就更容易找到保护它们的方法。

通过研究人员萨拉·阿甘达博士的工作，该项目正在研究昆虫大脑中被称为蘑菇体的部分，在那里学习发生并储存长期记忆。研究人员分析了蜜蜂的行为，并对它们进行了记忆测试，比如利用颜色线索导航，以了解更多关于昆虫大脑结构的信息。

该项目加强了蜜蜂大脑比以前认为的更复杂的观点。朱法教授说，大多数研究结果都表明，昆虫不仅仅是简单的机器，这一点来自对蜜蜂的研究。“(但)蘑菇体的入口区域显示出一定程度的复杂性，研究表明，这种复杂性不是刚性的，而是塑性的。”

这意味着它的结构一直在变化，这反映了人类大脑的工作方式。“(蜜蜂)的大脑能够进行复杂的活动，比如学习概念和规则;它们是不可思议的器官，需要保护。

为了进一步了解蘑菇体及其在不同物种中的作用，该项目由美国波士顿大学蚂蚁进化神经生物学专家詹姆斯·特拉尼洛教授共同领导。

蚂蚁与蜜蜂有关系，它们的大脑可能比蜜蜂小100倍，由于它们的微小尺寸，可以让我们了解昆虫的大脑是如何结构的。

“极小尺寸的神经组织会发生什么?”特拉尼洛教授问。“你是否失去了神经元，神经元是否在行动中变得更有效率，你需要多少神经元连接在一起，形成一个回路，使你能像在蚂蚁身上看到的那样复杂的行为?”蚁群的集体智慧是如何影响大脑结构的?”

如果BrainiAnt能够回答这些问题，它将为蚂蚁大脑的进化和功能提供更清晰的图景。

特拉尼洛教授说:“下一步是试图了解参与调节大脑大小、脑室可变性、新陈代谢和其他功能的基因。”

他补充说，更好地了解神经组织也有助于指导对蜜蜂进行基因工程的尝试，这样它们的大脑就能抵抗新烟碱类等环境威胁。尽管距离遥远，但这可能意味着蜜蜂和它们给环境带来的好处将有一个更安全的未来。

作者:史蒂夫·吉尔曼