当蜜蜂的传粉功能失调时会发生什么？自然生态系统便开始走向崩塌

"人们长期以来一直对昆虫飞行肌肉的工作原理很感兴趣，因为这些肌肉驱动着自然界最高效的飞行系统，"乌普萨拉大学的博士后研究员查理·伍德罗博士说。"然而，许多人不知道蜜蜂在飞行以外的其他功能中也使用这些肌肉。"

这些重要的非飞行肌肉振动被用于交流、防御和嗡鸣授粉。"嗡鸣授粉是一种令人难以置信的行为，蜜蜂会将其身体蜷曲在花朵隐藏花粉的花药周围，并以每秒高达400次的频率收缩飞行肌肉，产生振动将花粉抖落下来，"伍德罗博士说道。

"我们想了解这些振动的变化如何影响花粉释放，从而理解植物繁殖和传粉者行为，"伍德罗博士说。"这促使我们研究非飞行嗡鸣在物种内部和物种之间有何差异，以及影响这些嗡鸣的驱动因素。"

伍德罗博士的实验使用的是欧洲常见且被深入研究的大黄尾熊蜂（Bombus terrestris）群落。利用加速度计，伍德罗博士和他的团队能够测量嗡鸣的频率，这与可听音高相对应。"它们在野外超级容易使用，"他说。"我们将这些设备按压在蜜蜂的胸部，或按压在蜜蜂造访的花朵上，就能记录下蜜蜂产生的振动。"

伍德罗博士和他的团队还将加速度测量法与热成像技术相结合，这向他们展示了蜜蜂如何应对嗡鸣时产生的额外热量。"我们还使用了高速摄像来揭示前所未见的行为，"伍德罗博士说。"例如，我们最近发现蜜蜂不仅仅在花朵上振动，它们还会通过咬合周期性地将这些振动传递给花朵。"

"我们最近发现温度起着至关重要的作用，其重要性远超之前的认识，这项工作目前正在审稿待发表，"伍德罗博士说。"这对我们如何研究嗡鸣授粉具有许多启示，因为到目前为止，温度几乎未被纳入考虑。"

除了温度升高，接触重金属也被证明会降低非飞行嗡鸣期间飞行肌肉的收缩频率，伍德罗博士正在与英国纽卡斯尔大学的莎拉·斯科特博士合作研究这一点。然而，研究人员惊讶地发现，与在更南方地区相比，在北极地区重复实验时，温度对嗡鸣的影响没有差异，这表明潜在的肌肉生理学，而非局部适应，可能是决定蜜蜂嗡鸣特性的原因。

理解环境变化对蜜蜂嗡鸣影响的好处包括：深入了解蜜蜂生态学和行为；帮助识别风险最高的物种或地区；以及改进基于录音的AI物种识别。"也许嗡鸣甚至可以作为压力或环境变化的标记物，"伍德罗博士说。"例如，我们现在知道某些环境污染物会影响蜜蜂产生的嗡鸣，因此它们甚至可以作为生态系统健康的指标。"

"理解这些变化将如何影响非飞行嗡鸣非常重要，因为它们涉及蜜蜂生态学的众多方面，"伍德罗博士说。"如果这些振动受到干扰，可能导致蜂群内交流不畅、体温调节效率低下，或为后代获取资源的能力下降。"

对人类和野生动物而言，最令人担忧的或许是嗡鸣授粉的减少可能对植物繁殖和生物多样性产生潜在的严重后果。"例如，嗡鸣授粉能耗高昂，会导致蜜蜂产生代谢热——因此如果环境变得太热，蜜蜂可能会干脆选择避开需要嗡鸣授粉的花朵，"伍德罗博士解释道。

除了进一步加深我们对环境变化如何影响蜜蜂嗡鸣的理解之外，这项研究在机器人技术和未来保障授粉服务方面也有应用。"我们正致力于通过微型机器人技术理解蜜蜂的振动，因此我们的成果也将用于开发微型机器人以理解花粉释放，"伍德罗博士说。

这项研究将于2025年7月8日在比利时安特卫普举行的实验生物学会年度会议上发表。