UV光对无刺蜂光正趋性的关键作用研究

《Apidologie》：Tropical stingless bees exhibit pronounced positive phototaxis to the ultraviolet component of sunlight

本研究揭示了UV光在无刺蜂光正趋性中的关键作用，为温室授粉提供了重要参考（UV）

　　本研究深入探讨了无刺蜂的光正趋性行为，特别是UV光对其行为的影响。研究发现，UV光是无刺蜂光正趋性的重要组成部分，这一发现对于在温室等低UV光环境中的授粉管理具有重要意义。研究通过精心设计的Y形迷宫实验，结合光谱分析和行为学测试，揭示了无刺蜂在不同光谱条件下的行为偏好和反应机制。以下是研究的详细内容：

研究背景

光正趋性（Positive phototaxis）是许多昆虫固有的一种对光的吸引行为，对蜜蜂的导航和逃避行为至关重要。随着蜜蜂授粉作物向温室迁移，温室环境中的光照和温度变化可能会影响蜜蜂的光正趋性反应。本研究评估了紫外线（UV）和绿光衰减对无刺蜂光正趋性比例和潜伏期的影响。研究选择了三种无刺蜂：梅利波纳四带蜂（Melipona quadrifasciata）、斯卡普托里戈纳近种（Scaptotrigona cf. postica）和弗里斯梅利塔变种（Frieseomelitta varia），通过Y形迷宫实验，研究了阳光通过不同材料过滤后对无刺蜂行为的影响。

研究方法

研究于2020年9月至10月在巴西巴西利亚的Embrapa遗传资源与生物技术实验室附近的开阔阳光区域进行。实验使用了三种无刺蜂，每种至少五个蜂群，蜂群均来自繁殖这些物种的蜂农，并被安置在模块化木箱中。实验中使用了三个Y形迷宫，迷宫内部涂有不透明的黑色水性漆，仅允许光线通过迷宫臂的末端进入。实验中使用了三种视觉处理方式：UV+/G+（透明玻璃，UV和绿光透射率约90%）、UV?/G+（透明玻璃上覆盖UV阻断膜，UV透射率约7%，绿光透射率约90%）和UV?/G?（商业塑料薄膜，UV透射率<1%，绿光透射率65%）。

实验结果

实验结果显示，三种无刺蜂均更频繁地被UV+/G+侧吸引，且在该侧的定向潜伏期更短。例如，斯卡普托里戈纳近种在UV+/G+与UV?/G+配对时，72%的蜂选择UV+/G+侧（χ2=19.36，df=1，p<0.001），在UV+/G+与UV?/G?配对时，73%的蜂选择UV+/G+侧（χ2=21.16，df=1，p<0.001）。弗里斯梅利塔变种和梅利波纳四带蜂也表现出类似的选择偏好。然而，在两种处理均无UV光的情况下（UV?/G+与UV?/G?配对），绿光比例或总光强度并未显著影响无刺蜂对迷宫臂的选择（p>0.05）。

光正趋性潜伏期

在光正趋性潜伏期方面，斯卡普托里戈纳近种和弗里斯梅利塔变种表现出显著差异。斯卡普托里戈纳近种选择UV+/G+侧的时间显著短于选择UV?/G+侧（W=1297，p=0.01）和UV?/G?侧（W=1511，p<0.001）。弗里斯梅利塔变种在UV+/G+与UV?/G?配对时，选择UV+/G+侧的潜伏期显著短于UV?/G?侧（W=1418，p=0.007）。然而，梅利波纳四带蜂在所有处理组合中均未表现出潜伏期差异。

讨论

本研究结果表明，UV光是无刺蜂光正趋性的重要组成部分。尽管UV光或总光强度可能解释了无刺蜂对UV+/G+侧的偏好，但在无UV光的情况下，绿光比例并未显著影响无刺蜂的选择。这表明UV光感受器（S）对光正趋性的贡献可能大于绿光感受器（L）。此外，梅利波纳四带蜂在所有处理中的光正趋性潜伏期均无差异，可能与其较大的体型和视觉器官的高灵敏度有关。这种体型与光正趋性之间的关系在其他无刺蜂物种中也值得进一步研究。

研究意义

本研究为理解无刺蜂在温室等低UV光环境中的授粉行为提供了重要依据。未来的研究可以进一步探索不同无刺蜂物种在不同光照条件下的视觉行为和授粉效率，以优化温室授粉管理策略，提高作物产量和质量。