咖啡因提高蜜蜂的注意力并帮助它们学习

现代超市提供水果和蔬菜的彩虹聚宝盆。辣椒、鳄梨、草莓、黄瓜——它们都是蜜蜂培育出来的。但是，格林威治大学的生态学家莎拉·阿诺德 (Sarah Arnold) 表示，“自然界中没有足够的传粉媒介”来照顾我们的全球作物负荷。因此，农民将数以千计的商业饲养的蜜蜂投放到他们的田地里，这些昆虫在那里勤奋地嗡嗡作响，每年为价值数十亿美元的作物授粉。当蜜蜂潜入花中寻找食物时，它们毛茸茸的小身体会拾取粉状花粉，当它们访问下一朵花、下一朵花、下一朵花时，这些花粉就会散开。但是，商业蜜蜂有时会从农田里流浪到附近的野花上。现在，科学家们发现——就像对许多人类一样——少量的咖啡因有助于蜜蜂专注于任务并更有效地完成工作。阿诺德和她的同事表明，给大黄蜂喂咖啡因，同时让它们接触目标花香，会鼓励它们在离开巢穴时寻找那种气味。与没有额外刺激的蜜蜂相比，含咖啡因的蜜蜂更快、更频繁地访问目标香味的花朵。该研究小组周三在《当代生物学》杂志上报道说，这些发现可以应用于工业化农业，以训练蜜蜂更接近正轨。弗吉尼亚大学的生态学家杰萨明·曼森（Jessamyn Manson）没有参与这项新研究，他说，人们已经知道传粉者通过接触巢内的气味来了解应该访问哪些花。阿诺德指出，之前的研究表明，蜜蜂喜欢造访产生咖啡因的人造花——但咖啡因本身如何影响蜜蜂的行为尚不清楚。其他研究表明，被拴系的蜜蜂在吃咖啡因时暴露在目标气味中会伸出舌头做出更长的反应，但这些蜜蜂无法自由选择访问哪些花。为了进行更深入的调查，阿诺德和她的团队建立了三组大黄蜂。一个人喝了含咖啡因的糖水和一股草莓花的气味。另一个收到纯糖水和气味，另一个只收到纯糖水。这些蜜蜂之前都没有遇到过任何类型的花香或花香。每组都从蜂巢中释放出来，进入一个点缀着机器人花的实验室舞台，其中一些散发出相同的草莓气味，而另一些则释放出完全不同的“干扰”花香。所有的假花都含有糖水（不含咖啡因），供蜜蜂在选择时舔舐。含咖啡因的蜜蜂对人造草莓花表现出明显的偏好，其中 70.4 只蜜蜂立即访问目标花朵。只有 60% 的不含咖啡因但闻到气味的受试者首先直奔塑料草莓，而既没有咖啡因也没有闻到气味的蜜蜂有不到一半的时间访问了草莓花，这是一个预期的结果，因为他们从来没有“学习”首先要尝试哪些植物。阿诺德说，暴露在咖啡因和气味中的蜜蜂在两者之间形成了“超强关联”，这表明蜜蜂可能会想：“当我过去有这种气味时，我得到了非常好的[含咖啡因的]糖，我记得这真的很清楚。”随着每一次连续访问花卉，这些蜜蜂的速度也比不含咖啡因的蜜蜂的速度增加得更快——这表明咖啡因可能会额外增强它们的运动技能。尽管这种积极的联系很强烈，但它最终还是消失了：在参观了几十朵花后，含咖啡因的蜜蜂也开始研究干扰花，阿诺德指出实验室设置是一个原因。 “找到彼此相距仅几英寸的塑料花……对于蜜蜂来说，这是一项非常容易解决的任务，”她说。 “蜜蜂迟早会尝试干扰花，并意识到它们同样有益。”但在草莓植物领域，现实生活中的“干扰者”花会更远，蜜蜂可能需要更长的时间才能偏离他们的任务。阿诺德说，在农业环境中，咖啡因可以与商业蜂巢中特定植物的引发气味一起提供。农民可以将含咖啡因的蜂箱放在他们的田里，让蜜蜂更有效地授粉。

曼森说，这种策略可能更适用于英国的农场而不是美国的农场。英国的农场往往较小，如果未经训练，授粉者更容易四处游荡。她补充说，由蜜蜂授粉的美国​​作物通常种植在难以远离的大田中，或者种植在蜜蜂无法逃脱的温室中。无论新发现可能导致何种工业应用，曼森说，这些使用咖啡因作为启动兴奋剂的实验特别具有启发性。人类积极寻找咖啡因，“我希望传粉媒介也会这样做，”她说。 “它很好吃，很棒。”但因为这项研究在巢中给予咖啡因而不是作为对花的奖励，她说，该实验是咖啡因如何帮助教导蜜蜂为哪些植物授粉的“有力证明”。