揭開最精致的非人類交流形式之一 - 蜜蜂的搖擺舞 - 可以幫助研究人員更好地了解昆蟲的大腦，使農(nóng)業(yè)更加環(huán)保。它是觀察昆蟲神經(jīng)學(xué)的一個工作領(lǐng)域的一部分，它正在幫助解開大腦的復(fù)雜性。

蜜蜂已經(jīng)發(fā)展出一種獨特，巧妙的相互溝通方式 - 搖擺舞。通過以特定方式搖動腹部，蜜蜂可以告訴其蜂巢中的其他人食物來源的特定方向和距離或巢穴的新位置。

'如果花蜜或花粉朝向太陽的方向，蜜蜂將會以八字形朝向蜂巢頂部。英國倫敦大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的蜜蜂專家Elli Leadbeater博士解釋說，如果花粉與太陽相距90度，它們就會指向那個方向。

蜜蜂花跳的時間越長對應(yīng)于食物來源的質(zhì)量越好，而花在每個花樣8上的時間越多表示與花粉或花蜜的距離。

研究人員現(xiàn)在認為，解碼這種充滿信息的舞蹈可以進一步揭示蜜蜂大腦與周圍環(huán)境如何影響它們之間的聯(lián)系。在一個名為BeeDanceGap的項目中，Leadbeater博士正在努力確定蜜蜂大腦中確切的基因，這些基因在幫助昆蟲了解這種搖擺舞的過程中發(fā)揮了作用。

要做到這一點，研究人員必須首先確定測試蜂巢中最好的跳舞蜜蜂，并觀察它們向其他工蜂揭示食物來源。然后，當他們離開蜂巢時，新受過教育的蜜蜂被捕獲，因此可以對他們的腦組織進行遺傳分析，以確定哪些與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的基因是從跟隨擺動舞蹈而被激活的。

只有少數(shù)人以這種方式使用，遺傳數(shù)據(jù)提供了對蜜蜂大腦神經(jīng)學(xué)的深刻洞察 - 在對他們未來至關(guān)重要的時候。

坍方

世界各地的養(yǎng)蜂人都報告說，他們的許多蜜蜂都離開了，永遠不會回來，導(dǎo)致蕁麻疹突然崩潰。專家認為，有幾個因素導(dǎo)致蜂群的廣泛流失，包括氣候變化，寄生蟲和棲息地喪失。用于殺害農(nóng)場不需要的昆蟲的殺蟲劑和新煙堿類等農(nóng)業(yè)化學(xué)品也與這一問題密切相關(guān)。

Leadbeater博士說，施用于農(nóng)作物的農(nóng)藥或新煙堿類藥物不一定會殺死蜜蜂，但它們會使它們在覓食時變得更糟。'它們會丟失或帶回更少的花蜜或花粉。如果你對許多個體蜜蜂的大腦的一部分造成傷害，它會對整個殖民地產(chǎn)生巨大的影響。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)新煙堿類殺蟲劑與昆蟲腦中的部分結(jié)合，破壞神經(jīng)傳遞。這導(dǎo)致一些腦細胞不能發(fā)育或不能正常運作。

歐盟最近禁止新煙堿類，Leadbeater博士認為這是保護蜜蜂的一大進步，但她表示政府仍需要更嚴格的“長期環(huán)境安全監(jiān)測”。如果沒有這一點，使用其他農(nóng)產(chǎn)品代替新煙堿類藥物的風(fēng)險可能會以類似的方式影響蜜蜂。

但是，當BeeDanceGap的第一批結(jié)果在今年晚些時候發(fā)布時，它們可以為建立更好的標準來測試未來的農(nóng)業(yè)實踐或產(chǎn)品做出貢獻。Leadbeater博士相信它將提供對蜜蜂大腦的新認識，因此有助于更快地發(fā)現(xiàn)問題。

快速識別問題的影響遠遠超過僅僅支持養(yǎng)蜂人及其昆蟲收費。保護蜜蜂，以及大黃蜂和野蜂，對維持健康和富有成效的環(huán)境也至關(guān)重要。這些昆蟲為歐洲80%以上的作物和野生植物授粉。來自法國CNRS動物認知研究中心的Martin Giurfa教授表示，“保護小腦筋是為了保護生物多樣性”。

不僅僅是機器

蜜蜂比其他許多物種具有更高的社會復(fù)雜性。除了搖擺舞的溝通，每個蜂巢都有分工，不同的工人負責各種任務(wù) - 例如覓食花粉，護理年輕人，建立蕁麻疹，甚至去除死者。

Giurfa教授是BrainiAnt項目的共同領(lǐng)導(dǎo)者，該項目研究了這種復(fù)雜社會行為如何演變以及它如何影響昆蟲大腦的結(jié)構(gòu)。他說，當你“了解蜜蜂如何看待這個世界時，就更容易找到保護它們的方法”。

通過研究員Sara Arganda博士的工作，該項目正在研究一種叫做蘑菇體的昆蟲大腦的一部分，在那里學(xué)習(xí)發(fā)生并存儲長期記憶。研究人員分析了蜜蜂行為，并給出了記憶測試，例如使用顏色線索導(dǎo)航路徑，以便更多地了解昆蟲大腦的結(jié)構(gòu)。

該項目強化了蜜蜂大腦比以前想象的更復(fù)雜的論點。“大多數(shù)研究結(jié)果都表明昆蟲不僅僅是簡單的機器，而是來自蜜蜂的研究，”朱爾法教授說。'(但)蘑菇體的入口區(qū)域顯示出一定程度的復(fù)雜性，研究表明這種復(fù)雜性并不是剛性的，而是塑性的。

這意味著它的結(jié)構(gòu)一直在變化，這反映了人類大腦的工作方式。'(蜜蜂)的大腦能夠進行復(fù)雜的表演，例如學(xué)習(xí)概念和規(guī)則;他們是令人難以置信的器官，他們需要得到保護，“朱爾法教授說

為了進一步加深對蘑菇體及其在不同物種中的作用的理解，該項目由美國波士頓大學(xué)James Traniello教授共同領(lǐng)導(dǎo)，他是螞蟻進化神經(jīng)生物學(xué)的專家。

與蜜蜂有關(guān)的螞蟻的大腦可能小100倍，并且由于它們的微小尺寸，可以提供有關(guān)昆蟲大腦結(jié)構(gòu)的見解。

“極小的神經(jīng)組織會發(fā)生什么?”特蘭尼洛教授問道。“你是否正在失去神經(jīng)元，神經(jīng)元在他們的行動中變得更有效率，你有多少神經(jīng)元串在一起形成一個電路，使你的行為像你在螞蟻中看到的那樣復(fù)雜?一個蟻群的集體智慧如何影響大腦的結(jié)構(gòu)?

如果BrainiAnt可以回答這些問題，它將為螞蟻大腦的進化和功能提供更清晰的圖像。

Traniello教授說，下一步是試圖了解調(diào)節(jié)腦尺寸，隔室變異性，代謝和其他功能的基因。

他補充說，更好地了解神經(jīng)組織也可以幫助指導(dǎo)遺傳工程蜜蜂的嘗試，以便他們的大腦抵抗新煙堿類等環(huán)境威脅。雖然遠遠不夠，但這可能意味著蜜蜂及其帶給環(huán)境的好處將帶來更加安全的未來。