Science：迷人的咖啡因

在咖啡树和柑橘属植物的花蜜中，天然存在着一定的咖啡因。科学家们发现，这些花蜜中低含量的咖啡因能够增强蜜蜂的记忆，帮助植物招募更多蜜蜂来为其传粉。文章发表在本期的Science杂志上。

　　

生物通报道：在咖啡树和柑橘属植物的花蜜中，天然存在着一定的咖啡因。科学家们发现，这些花蜜中低含量的咖啡因能够增强蜜蜂的记忆，帮助植物招募更多蜜蜂来为其传粉。

本期Science杂志上发表的一篇文章显示，以含咖啡因的蔗糖水喂食蜜蜂，能增强蜜蜂对这种气味的记忆。食用咖啡因蜜蜂的嗅觉记忆是仅摄取蔗糖蜜蜂的三倍。

这项研究显示，咖啡因的效果能使蜜蜂和植物同时受益。“蜜蜂在花丛中飞舞时，很难立刻记住某一种花的特征。不过我们发现，咖啡因不仅有助于蜜蜂对某种花产生特别兴趣，也能够帮助它们记住这些花所处的位置。”领导该研究的英国纽卡斯尔大学Dr Geraldine Wrigh说。

“蜜蜂在食用含有咖啡因的花蜜时，也会顺道带上这种植物的花粉。随后，这些蜜蜂会倾向于寻找同样含有含咖啡因的其他植物，由此它们也就更好地为这类植物授粉。” 花蜜中的咖啡因一方面增强了蜜蜂的觅食能力，一方面也为植物找到了更忠实得授粉者。

研究人员发现，柑橘属和咖啡属植物的花蜜中往往含有低量的咖啡因。其中包括主要用来生产冻干咖啡的robusta咖啡、用于浓缩咖啡和过滤咖啡的arabica咖啡、葡萄柚、柠檬、柚子和橘子等。

咖啡因本是植物中的一种防御性化合物，对于包括蜜蜂在内的许多昆虫来说有点苦。我们往往觉得黑咖啡的苦味太强烈，同样，高浓度的咖啡因也会让蜜蜂退避三舍。因此，发现这种物质出现在花蜜中，令研究人员感到惊讶。一般来说，一棵咖啡树的花蜜所含的咖啡因，与一杯速溶咖啡差不多。研究显示，花蜜中的咖啡因含量很低使蜜蜂无法品尝出来，不过已经足以对蜜蜂的行为产生有效影响。

Dr Wright补充道：“这项研究有助于我们理解，咖啡因影响人类大脑的基础机制。我们在蜜蜂中观察到的现象，可以解释为什么人们在学习时喜欢喝咖啡。”

研究显示，咖啡因作为腺苷受体拮抗剂，增强了果蝇蘑菇体神经元的应答，这种应答与嗅觉的学习和记忆有关。研究人员指出，尽管人类和蜜蜂的大脑有许多明显的不同之处，当如果从细胞、蛋白和基因的层面上看，人类和蜜蜂大脑的功能也很相似。因此，我们可以通过蜜蜂来研究咖啡因对人类大脑和行为的影响。

蜜蜂是许多农作物和野生开花植物的主要授粉者，因此蜜蜂种群的减少会对自然界生态系统和农业产生严重的后果，威胁到自然界的多样性和农作物的产量。而这项研究，将帮助人们采取措施，帮助蜜蜂找到合适的食物。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Caffeine in Floral Nectar Enhances a Pollinator's Memory of Reward

Plant defense compounds occur in floral nectar, but their ecological role is not well understood. We provide evidence that plant compounds pharmacologically alter pollinator behavior by enhancing their memory of reward. Honeybees rewarded with caffeine, which occurs naturally in nectar of Coffea and Citrus species, were three times as likely to remember a learned floral scent as were honeybees rewarded with sucrose alone. Caffeine potentiated responses of mushroom body neurons involved in olfactory learning and memory by acting as an adenosine receptor antagonist. Caffeine concentrations in nectar did not exceed the bees' bitter taste threshold, implying that pollinators impose selection for nectar that is pharmacologically active but not repellent. By using a drug to enhance memories of reward, plants secure pollinator fidelity and improve reproductive success.