汪正威 曲玉鳳 楊 爽 胡宗文 譚 墾

（云南農(nóng)業(yè)大學東方蜜蜂研究所，昆明 650201）

嗅覺是蜜蜂等昆蟲的主要感知系統(tǒng)，蜜蜂不僅能通過靈敏的嗅覺來辨別和采集不同種類的花蜜和花粉，還能通過體表信息素的氣味來辨認巢伴和非巢伴。蜜蜂的嗅覺在學習行為、親屬辨認、工蜂監(jiān)督和防御行為等行為上起著重要作用[1]。

蜜蜂是蟲媒花植物理想授粉者，植物花通過散發(fā)出芳香的氣味來吸引蜜蜂等授粉者。自從von Frisch首次發(fā)現(xiàn)蜜蜂經(jīng)過幾次往返于食源和蜂巢之間，能形成規(guī)律性采集，并能招引同伴去采集的現(xiàn)象[2]。研究者就開始集中研究蜜蜂對食物的嗅覺聯(lián)想學習，在Kuwabara報道用顏色作為條件刺激下有PER的啟發(fā)下[3]，Takeda第一次用嗅覺PER條件學習測試蜜蜂的嗅覺辨別能力,將一種氣味和糖水獎勵相配合訓練之后，再通過給予其他不同種氣味但不配合糖水獎勵刺激，來觀察蜜蜂對不同氣味之間的辨別和選擇[4-5]。之后，1983年Bitterman等人研究蜜蜂通過聯(lián)想學習一個條件刺激（氣味）和非條件刺激的聯(lián)系，使得該實驗模型成為了之后研究蜜蜂行為學、神經(jīng)學的經(jīng)典試驗模型[6]。

在黑暗的蜂箱當中，蜂王在各個蜂脾之間尋找空巢房產(chǎn)卵時，周圍的工蜂會圍繞蜂王，通過觸角輕觸蜂王來獲取蜂王信息素，并能將該信息傳遞給巢內(nèi)的其他工蜂，而蜂王爬過的蜂脾也同樣能傳遞蜂王信息素存在的信息[7-9]。工蜂通過嗅覺感知蜂王信息素的存在來感知蜂王的存在。同樣，工蜂還能依據(jù)不同化學氣味來辨識與自己親緣關系較近的工蜂，因為氣味是受遺傳控制，親緣關系越近的工蜂，氣味越相似[10]。

基于嗅覺信號的非巢伴辨識是社會性昆蟲防御的基礎[11-13]。在缺蜜季節(jié)，往往會發(fā)生盜蜂現(xiàn)象，在被盜群巢門口經(jīng)常能見到守衛(wèi)蜂的防御，對歸巢蜂進行辨認防止偷盜[14]。也有研究稱蜜蜂能夠辨別出食物上是否存在捕食者——蜘蛛，如果存在被捕食的危險，蜜蜂則會放棄對該食源的采集[15]。盡管對蜜蜂的這種行為的本質原因不是很清楚，這就吸引了更多的研究者對蜜蜂防御性行為進行研究。

東、西方蜜蜂是我國現(xiàn)目前廣泛飼養(yǎng)的兩大蜂種，近來對東、西方蜜蜂的研究也逐漸深入。但是，對二者之間的學習記憶行為、防御行為的研究相對較少。在云南山區(qū)，東、西方蜜蜂總是生活在胡蜂的襲擾之下，東方蜜蜂作為本地蜂種與外來引入蜂種——西方蜜蜂對胡蜂存在不同的防御策略[16]，二者是否對胡蜂氣味存在不同的辨識能力呢？為了研究東、西方蜜蜂對胡蜂的不同防御行為，本研究通過研究二者對胡蜂氣味的辨識能力，以期為其防御行為提供理論參考。

1 材料方法

1.1 Y形管試驗

蜂群：實驗所用東、西方蜜蜂蜂群均取自飼養(yǎng)于云南農(nóng)業(yè)大學東方蜜蜂研究所院內(nèi)實驗蜂場內(nèi)的健康蜂群。分別選取東方蜜蜂和西方蜜蜂蜂群各三群，群勢較強，在實驗過程中能有大量蜜蜂出巢采集的蜂群。

共同實驗操作和共用Y形管：Y形管分支長15cm，一個入口，兩個出口。分別在兩個出口處接兩個透明小盒子，用于盛裝氣味同時也盡量避免外界環(huán)境的影響。實驗過程中，首先，用試管在巢門口捕獲出巢采集的采集蜂10～15只，用棉球塞上帶回實驗點。將蜜蜂從入口處依次放入，蜜蜂在Y形管的分支處會根據(jù)前方的氣味而做出選擇。根據(jù)蜜蜂對不同氣味的選擇出口作詳細記錄。每次實驗交替的時候，都調換兩個出口的位置來中和之前蜜蜂爬行過程中留下的氣味或相關信息素的作用。重復5次實驗，之后交換兩種氣味的位置，以減少實驗用蜜蜂存在位置偏好。

空白對照，Y形管的兩個出口處都接沒有放入任何氣味的瓶子。觀察蜜蜂在Y形管中是否存在位置偏好性。

實驗組，Y形管的一個出口接氣味，另一個出口仍接空瓶，觀察蜜蜂在只有一種氣味的Y形管中的選擇情況。

在Y形管實驗中，我們所用的胡蜂氣味——每次選用了活體胡蜂用于氣味辨識實驗。對胡蜂剪翅去腿處理，同時還保持胡蜂的生存活性。

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Microsoft Office Excel 2003進行數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)處理，繪制圖表。用卡方檢驗蜜蜂在Y形管出口選擇上的差異，分析東、西方蜜蜂對胡蜂氣味的辨識能力差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 空白對照

為了解蜜蜂對Y形管左右位置是否存在偏向性，設置了空白對照組，Y形管的左右兩個出口都沒有氣味，觀察蜜蜂的偏向性。

2.1.1 東方蜜蜂的Y形管空白實驗

東方蜜蜂三群（n=248）用于空白實驗，其中，從左邊離開的有171只，占69.0%；從右邊離開的有77只，占31.0%，與假設的50% vs 50% 相比，差異極顯著(χ2=18.478, P＜0.001)，說明東方蜜蜂具有明顯的向左偏向性。

2.1.2 西方蜜蜂的Y形管空白實驗

西方蜜蜂三群（n=215）用于空白實驗，其中，從左邊離開的有124只，從右邊離開的有91只，與假設的50%相比：差異不顯著(χ2=2.553,P=0.110)，說明西方蜜蜂沒有明顯的左右的偏向性。

2.1.3 東、西方蜜蜂左右偏向性比較

東方蜜蜂和西方蜜蜂二者之間比較發(fā)現(xiàn)，東方蜜蜂較西方蜜蜂有更強的“左”偏向，西方蜜蜂沒有偏向性(χ2=6.335, P=0.012)。

2.2 對胡蜂氣味的辨識比較

當Y形管其中的一個出口處放置處理過的胡蜂，觀察蜜蜂在Y形管的選擇，對其中的胡蜂的辨識和趨避性。

2.2.1 東方蜜蜂對胡蜂氣味的辨識

當胡蜂放置在Y形管的左邊出口處，選用東方蜜蜂三群（n=482）用于試驗，其中，180只蜜蜂選擇從含有胡蜂氣味的左邊出口離開，僅占37.34%，而相對更多（62.66%）的蜜蜂從右邊空白出口離開。與空白對照比較，二者差異極顯著（χ2=20.554, P＜0.001）。東方蜜蜂對胡蜂氣味存在明顯趨避性。

表1 東、西方蜜蜂對胡蜂趨避性結果

圖1 東、西方蜜蜂偏向性結果*為差異顯著P<0.05，ns 為差異不顯著。

圖2 東、西方蜜蜂對胡蜂氣味的辨識比較

當胡蜂放置在Y形管的右邊出口處，選用東方蜜蜂三群（n=463）用于試驗，其中，也僅有101只選擇從含有胡蜂氣味的右邊出口離開，占21.81%，而78.19%從左邊空白出口離開。與空白對照比較，二者差異不顯著（χ2=2.079, P=0.149）。東方蜜蜂對胡蜂趨避與其本身的明顯左偏向性二者差異不顯著。說明東方蜜蜂對胡蜂氣味存在明顯的趨避性。

2.2.2 西方蜜蜂對胡蜂氣味的辨識

當胡蜂放置在Y形管的左邊出口處，選用西方蜜蜂三群（n=379）用于試驗，其中，153只蜜蜂選擇從含有胡蜂氣味的左邊出口離開，占40.37%，59.63%的蜜蜂從右邊空白出口離開。與空白對照比較，二者差異顯著（χ2=6.483, P=0.011），西方蜜蜂對胡蜂氣味存在趨避性。

當胡蜂放置在Y形管的右邊出口處，選用西方蜜蜂三群（n=349）用于試驗，其中，也僅有102只選擇從含有胡蜂氣味的右邊出口離開，占29.23%，而70.77%從左邊空白出口離開。與空白對照比較，二者差異不顯著（χ2=3.690, P=0.055）。西方蜜蜂對胡蜂氣味的趨避未達到顯著水平。

2.2.3 東、西方蜜蜂對胡蜂氣味的辨識比較

將Y形管左右出口的數(shù)據(jù)平均，消除左右方向偏向性的影響后。比較東、西方蜜蜂對胡蜂氣味的辨識能力。數(shù)據(jù)如表.示，東、西方蜜蜂對胡蜂均有較強的趨避性。其中，東方蜜蜂對胡蜂的趨避率比西方蜜蜂高（70.26%＞64.97%），盡管二者在統(tǒng)計上差異不顯著（χ2=0.570, P=0.450）

3 討論

通過比較東、西方蜜蜂對胡蜂氣味的辨識和趨避性，我們發(fā)現(xiàn)：（1）東方蜜蜂具有較強的左偏向性，而西方蜜蜂方向偏向性不強；（2）東、西方蜜蜂對胡蜂氣味都有較好的辨識能力，均會產(chǎn)生趨避性。我們的結論也從另一方面給前人的研究提供了類似的證據(jù)。譚墾等研究發(fā)現(xiàn)當有胡蜂試圖在東、西方蜜蜂巢門口伺機捕食時，巢門口的守衛(wèi)蜂數(shù)量會增加，說明東、西方蜜蜂都能判斷有胡蜂接近。就東、西方蜜蜂對氣味之間的辨別比較研究較少，前人的研究多集中在西方蜜蜂對氣味的辨識和學習上，而對東、西方蜜蜂之間就感官和學習能力上的比較僅查到通過比較東方蜜蜂和西方蜜蜂之間對顏色的辨別能力，結果表明東方蜜蜂的識別能力更強[16-17]。

東方蜜蜂作為本土飼養(yǎng)的蜂種，與其捕食者——胡蜂之間二者協(xié)同進化，所以東方蜜蜂守衛(wèi)蜂在防御胡蜂捕食時，形成了其特有的防御方式，其對胡蜂氣味也相對敏感。而西蜂蜜蜂自1896年才由于良好的生產(chǎn)性能和對環(huán)境的較強適應力[18]，逐漸在我國廣泛推廣。盡管二者存在很多相似，但不同種間由于長期的進化，還是存在一些細微差異，例如：體色、個體大小、采食半徑等。有報道稱如十字花科、唇形科的某些種類植物只能由東方蜜蜂采集[18]，東方蜜蜂對胡蜂捕食進化出了較明顯的防御方式，首先通過召集大量的守衛(wèi)蜂，在巢門口通過抖動身體來防御胡蜂，之后還能通過結團將胡蜂熱死其中；而西方蜜蜂則多為通過召集守衛(wèi)蜂堵塞巢門口，或者是單獨對胡蜂進行攻擊撕咬等較簡單的防御方式[17]。東方蜜蜂比西方蜜蜂對胡蜂氣味更敏感，可能與二者的生活環(huán)境有很大相關性，二者與環(huán)境之間的進化稍微有些差異。

影響蜜蜂對氣味辨識的影響因子很多，其中氣味的濃度會影響蜜蜂的辨識能力，氣味種類 會影響蜜蜂的辨識能力。研究發(fā)現(xiàn)蜜蜂能夠通過多種氣味中的一種主要成分的味道辨別并對該氣味進行學習和記憶。本研究中用到的是活體胡蜂用于比較東、西方蜜蜂對胡蜂氣味之間的辨識差異性，成分和濃度現(xiàn)目前不是很明確，有待今后進一步的研究。

東、西方蜜蜂是我國當前飼養(yǎng)的兩種主要的蜜蜂，本研究中通過比較二者在Y形管中對胡蜂氣味的辨識能力，發(fā)現(xiàn)東方蜜蜂比西方蜜蜂對胡蜂更敏感，但二者沒有統(tǒng)計學上的差異。其中，東、西方蜜蜂對胡蜂氣味均有趨避性這一現(xiàn)象為研究蜜蜂防御性行為提供了參考。

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