研究人员利用无人机系统追踪了野外的蜜蜂,发现每只蜜蜂都遵循各自高度一致的飞行路径。部分蜜蜂重复其路线的精确度极高,飞行位置与此前仅相差几厘米。树木等地标有助于蜜蜂保持航向,而玉米地等均质区域则导致飞行轨迹出现更多偏差。
这项研究由神经生物学家和行为生物学家 Andrew Straw 教授领导,他的团队使用无人机监测在农业环境中往返于蜂巢和约120米外食物源之间的蜜蜂。
为了在飞行过程中追踪这些昆虫,研究人员使用了一种由 Straw 研究小组开发的名为“快速锁定(FLO)追踪”的技术。该方法需要在每只蜜蜂身上附着微小的反光标记。无人机搭载的计算机分析反射光,可以在蜜蜂飞行时于毫秒内识别并追踪目标。
观察结果显示,每只蜜蜂都遵循自己偏好的路线,并在出巢和返巢飞行中以极高的准确性保持该路径。蜜蜂似乎还利用周围景观的特征来引导其飞行。
“我们的追踪系统首次实现了在自然景观中记录蜜蜂的高分辨率三维飞行路径,”Straw 解释道。“我们的记录表明,每只蜜蜂都有自己偏好的路线,并且飞行得非常精确。几乎可以说每只蜜蜂都有自己的个性。”
蜜蜂如何利用地标进行导航
研究人员分析了在德国凯撒施图尔(Kaiserstuhl)附近收集的 255 条飞行路径。研究区域包括树篱、玉米地以及矗立在蜂巢和食物源之间的一棵树,阻碍了直达路线。
“我们发现飞行路径具有高度的精确性。个体蜜蜂在多次飞行中几乎完全重复了各自的飞行路径。它们飞行时往往距离之前的路径仅几厘米之遥,”Straw 强调道。
最稳定的飞行行为出现在显著的地貌特征附近,特别是那棵树。而最大的差异出现在蜜蜂飞越玉米地上方时,因为那里的景观提供的明显视觉线索较少。
“我们的结果表明,视觉地标辅助蜜蜂导航并提高了其飞行路径的精确度,”Straw 解释道。相比之下,蜜蜂在视觉单调的环境中的不确定性会增加。
蜜蜂导航与摇摆舞
这些发现也为著名的摇摆舞提供了新的启示,这是蜜蜂用来向蜂群其他成员传达食物源位置的行为。
“此前已知,摇摆舞中的方向信息并不完全准确,”Straw 解释道。对于约 100 米外的食物源,摇摆舞中的方向信息偏差可达 30 度左右。
这项新研究表明,舞蹈中的这种不精确并非导航能力低下的结果。相反,蜜蜂在飞往它们已知的地点时,其准确度要高得多。
“我们的研究表明,个体蜜蜂在飞往熟悉的目的地时,导航要准确得多。即使在飞行路径差异最大的地方,它们偏离各自路线的角度也仅有几度。我们的结果使我们得出结论:摇摆舞的不准确性并非源于蜜蜂有限的导航能力。实际上,个体动物的空间定向能力远比其舞蹈交流所显示的要精确得多,”Straw 说道。