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对于社会性昆虫而言,群体中体质最弱的个体,往往能为种群抵御特定外界胁迫筑起第一道防线。研究人员开展实验,验证了全新提出的弱势工蜂假说。实验证实,不耐高温的蜜蜂会主动承担扇风降温工作,推动蜂群形成分工体系。
蚂蚁、蜜蜂等社会性昆虫依靠各类协作行为维系种群:不同个体各司其职,共同完成觅食、筑巢等工作。“响应阈值”模型是目前解释昆虫种群分工最主流的理论。该模型认为,种群内不同个体对外界刺激的响应阈值存在差异。当刺激达到一定强度,部分个体会主动执行对应任务,进而降低整个种群受到的刺激影响。
但这一模型背后的演化机理与生物学原理,此前一直缺乏充分论证。加拿大阿尔伯塔大学的Jacob Herman及其团队提出了弱势工蜂假说:面对外界胁迫时,对胁迫抵抗力最弱的个体将率先做出反应,种群分工也由此形成。
蜜蜂种群的耐热能力
为验证该假说,研究团队以蜜蜂为对象开展耐热实验。当蜂巢整体遭遇高温时,驻守巢门口的蜜蜂会快速扇动翅膀降温。研究人员先向实验蜂巢通入热空气,诱发蜜蜂的扇风行为;随后将扇风蜂与其他蜜蜂分离,并选取不扇风的蜜蜂组建对照组。
为测试单只蜜蜂的耐高温极限,研究人员对两组蜜蜂进行致死高温处理。结果显示,最先开始扇风的蜜蜂死亡时间更早,证明这类蜜蜂的耐热性明显更弱。
研究团队表示,该假说并不能解释社会性昆虫的所有行为反应。例如,负责守卫蜂巢的昆虫通常具备适配该工作的特殊身体构造;而负责清理患病同伴、维持蜂巢卫生的昆虫,对微生物的耐受能力反而更强。研究人员指出:“若该假说成立,将为蜜蜂健康研究提供新思路。这也说明,维持蜂群内个体病原体易感性的多样性至关重要,能保障蜂群形成有效的卫生防疫行为,降低疫病传播风险。”
弱势工蜂假说
本研究首次提出并通过实验验证了弱势工蜂假说。此前针对蜜蜂耐寒性的相关研究也发现,冬季率先产热保暖的蜜蜂,在蜂巢外遭遇低温时也更容易受到冻伤。
研究人员补充道:“我们建议针对不同行为任务逐一验证该假说。这不仅能加深人类对社会性昆虫分工机制的理解,也有助于揭开个体刺激响应阈值的起源。”个体耐寒能力会影响蜂群整体的产热效果,这一发现对养蜂业极具参考价值,尤其在冬季越冬阶段——蜜蜂会通过振翅产生热量抵御严寒。
传统养蜂模式主要侧重于筛选具备优良种群性状的蜂群。但结合当下蜜蜂生存的现状来看,未来针对个体性状进行选育,或许能收获更好的效果。研究团队总结道:“弱势工蜂假说表明,相较于单向选育高抗逆性品种,保留蜂群个体抗逆能力的差异性,选育效果会更理想。一部分抵抗力偏弱的工蜂,对调控、执行蜂群整体防御工作有着不可替代的作用。”

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参考文献:J. J. Herman et al., The Weak WorBees susceptible to heat are first to step up and help the hive cool down through fanning behaviours.ker Hypothesis: A New Framework for Understanding Division of Labour in Social Insects, Biological Reviews (2025). DOI: https://doi.org/10.1111/brv.70068
*封图来源:Terri Sharp via Pixabay

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