日本黄胡蜂 “巡线觅食” 行为大揭秘:开启多目的地路线学习研究新视野

【字体: 时间:2025年04月20日 来源:Animal Cognition 1.9

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  在动物觅食行为研究中,为探究胡蜂是否存在 “巡线觅食”(trapline foraging)行为,研究人员以日本黄胡蜂为对象展开研究。结果发现其会在人工花丛中形成巡线觅食路线,且效率随经验提升。该研究拓宽了多目的地路线学习研究的范围16。

  在奇妙的大自然中,动物们为了获取食物,进化出了各种各样独特的觅食策略。对于那些以植物花蜜和花粉为食的动物来说,它们常常需要在一次觅食之旅中访问大量的花朵,才能满足自身的营养需求。在具有稳定活动范围的物种中,像蜜蜂、蝴蝶、蜂鸟和许多蝙蝠等,个体往往会发展出可重复的觅食路线,也就是 “巡线觅食”(trapline foraging)。这种行为被认为能在减少竞争和提高能量获取率方面带来显著的好处。
然而,以往的研究主要集中在蜜蜂等少数物种上,对于其他昆虫,尤其是胡蜂,是否也存在这种行为,我们知之甚少。为了填补这一知识空白,来自法国图卢兹大学(Toulouse University)研究动物认知的科研团队,对日本黄胡蜂(Vespa simillima)展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Animal Cognition》杂志上,为我们揭示了日本黄胡蜂独特的觅食行为。

研究人员为了开展此项研究,采用了多种关键技术方法。在实验地点的选择上,他们挑选了日本福岛县南相马市一处封闭道路,周边有樱桃树种植园且放置了六个蜜蜂蜂巢。研究人员通过在道路中间放置装有 40%(v/v)蔗糖溶液的重力喂食器吸引胡蜂,待胡蜂前来取食时,用珐琅漆标记其胸部或腹部以便个体识别。在实验过程中,使用了两种不同排列方式的人工花阵列,通过视觉观察并用定制计算机程序记录胡蜂在人工花上的活动时间等数据。

研究结果


  1. 小阵列花丛实验:研究人员将四个人工花排列成边长 4 米的正方形小阵列。实验发现,随着经验的积累,胡蜂的路线重复性显著提高(DET 指标显示,GLM 分析结果为 df=43t=8.682p?value<0.001 ),对空花的重访次数明显减少(立即重访:GLM 分析, df=228t=5.755p<0.001 ;非立即重访: df=221t=4.35p?value<0.001 ),实际飞行距离与最短可能飞行距离的偏差也降低了(GLM 分析, df=132t=3.00p?value<0.001 ),花蜜采集效率显著提升(GLM 分析, df=221t=8.036p<0.001 )。平均来看,胡蜂在 51.33% ± 19.63( N=5 )的觅食行程中采用了最短的花朵访问序列,在 72.02 ± 6.85% 的移动转换中选择访问最近的未访问花朵,且随着训练次数增加,这一比例不断提高,部分胡蜂在训练后期稳定采用了最优路线234
  2. 大阵列花丛实验:将人工花排列成边长 12 米的菱形大阵列,在此环境中,胡蜂虽未显著提高路线重复性(DET 指标,GLM 分析结果为 df=43t=1.525p?value=0.13 ),但它们减少了对空花的立即重访次数(GLM 分析, df=228t=4.063p<0.001 ),降低了实际飞行距离与最短距离的偏差(GLM 分析, df=132t=2.59p=0.01 ),提高了花蜜采集效率(GLM 分析, df=221t=5.47p?value<0.001 )。不过,它们在大阵列中没有稳定采用最短路线,仅在 30.38% ± 11.25 的觅食行程中使用了最短序列,更多时候倾向于在最近的未访问邻居花朵间移动78
  3. 个体差异:无论是小阵列还是大阵列实验,不同胡蜂个体在花朵访问序列的起始位置和旋转方向上存在很大差异。许多胡蜂倾向于从靠近巢穴的花朵开始访问,且部分胡蜂的起始花朵与首次发现的花朵不同,这表明胡蜂会根据经验调整访问序列59

研究结论与讨论


该研究首次证实了日本黄胡蜂存在 “巡线觅食” 行为,这一发现意义重大。它进一步支持了 “巡线觅食是广泛存在于花朵觅食行为中的一种适应策略” 的观点,为研究不同生物、生态和神经系统的动物如何解决多地点觅食问题提供了新的视角。在小阵列花丛中,胡蜂的巡线觅食行为表现得尤为明显,它们能够逐渐优化路线,提高觅食效率,有时甚至能稳定采用最短路线,这与之前对蜜蜂的研究结果相似。而在大阵列花丛中,尽管胡蜂没有稳定采用最短路线,但依然通过减少对空花的重访和优化飞行距离提高了觅食效率,这与蜜蜂在类似情况下倾向于选择最近邻居花朵移动的行为一致61011

不过,研究也存在一些局限性。例如,大阵列实验中胡蜂未表现出路线优化行为,可能是因为实验中的飞行距离对于胡蜂来说成本较低,不足以触发路线优化;实验观察时间可能不够长,胡蜂尚未找到并稳定采用最短路线;而且研究样本数量相对较少,可能存在个体差异影响结果。未来的研究可以进一步扩大样本量,在更广泛的空间尺度、更多的喂食地点和更长的训练时间下进行,以更深入地了解胡蜂的空间觅食模式。

总的来说,这项研究不仅丰富了我们对胡蜂觅食行为的认识,也为后续研究动物的多目的地路线学习和记忆机制奠定了基础,有望为理解植物 - 传粉者之间的相互作用提供更多依据。

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