查看原文
其他

舞动的蜜蜂,复现了两千年前的一项禁忌实验

James Nieh 原理 2023-03-23




两千多年前,希腊历史学家希罗多德提到了一个具有误导性的禁忌实验。在那个实验中,两个孩子被阻止听到任何人的交谈,从而让一位国王能够发现人类真正的、未经学习的语言。


科学家现在已经知道,人类语言需要社会学习和与其他人的互动,这是多种动物语言共有的属性。但是,为什么无论是人类还是其他动物,都需要通过学习才能掌握一种语言,而不是生来就具备这种知识呢?‍‍


关于语言的后天习得和先天具备的问题,有两个常见的答案。其一,复杂的语言在学习过程中往往能对当地环境做出反应。其二,即使人们在出生时对正确的信号有一些了解,也往往难以产生复杂的交流。


这个问题让许多科学家着迷。在自然界,蜜蜂有着非常精巧的交流方式,这让一些科学家决定,可以通过研究蜜蜂如何学习交流,来回答这个语言问题。


近日,在一篇发表于《科学》杂志的论文中,研究人员在蜜蜂身上“重现”了两千多年前那个禁忌实验。



  什么是摇摆舞?  


蜜蜂身上拥有非人类交流中最复杂的案例之一。它们可以通过身体的“摇摆舞”告诉对方哪里可以找到资源,比如食物、水或蜂巢。这种舞蹈可以将资源的方向、距离和质量传达给其他“巢友”们。


大体上,这些跳舞的蜜蜂会以摇摆飞舞,沿8字型重复绕圈的方式,为其他成员指出正确的方向,告诉它们要走多远。在这种情况下,“舞者”在向前移动时会摇摆腹部,其他蜜蜂紧紧跟随着“舞者”,从而明白哪里能找到资源。


(图/Dong Shihao, CC BY-ND)


更长的摇摆飞行代表更长的距离,而摇摆的角度则表示了方向。对于更高质量的资源,比如更香甜的花蜜,“舞者”会重复摇摆飞行更多次,并且在每次摇摆飞行后都更快速地返回。


然而,要跳好这种舞蹈并没有那么简单,它要求舞者不仅要飞舞(每秒大约行进一个身体长度),同时还要努力保持正确的摇摆角度和持续时间。此外,这种舞蹈长长也发生在完全黑暗的环境中,在一群嬉戏的蜜蜂中,在不规则的表面上。


因此,蜜蜂可能会犯三种类型的错,包括指向错误的方向、发出错误的距离信号,或者在表演8字舞时犯更多错误,研究人员称之为失序错误。前两种错误会让其他蜜蜂更难找到相应的位置,而失序错误可能让其他蜜蜂更难跟随“舞者”。


研究人员已经发现,所有西方蜜蜂Apis mellifera只有在年长时才会开始觅食和舞蹈,而且在它们初次尝试跳舞之前,也会跟跟随有经验的舞者


那么,它们会不会是在向有经验的“老师”学习呢?



  “禁忌”蜜蜂实验  


为了解答这个问题,研究团队创建了隔离的蜜蜂实验群,让蜜蜂在跳舞之前,没有机会观察其他蜜蜂的摇摆舞。就像希罗多德描述的古老实验一样,这些蜜蜂无法对舞蹈语言进行观察,因为它们都有着相同的年龄,没有年长的、有经验的蜜蜂可以跟随。


与之相对的事,在实验对照组中,则包含所有年龄的蜜蜂,年轻的蜜蜂可以跟随那些年长的、有经验的舞者。


研究记录下了生活在这两个蜂群中的蜜蜂的第一支舞。缺少“老师”的蜜蜂产生的舞蹈,它们的方向性、距离和失序错误明显多于对照组的蜜蜂


在更晚些时候,团队对同一批蜜蜂再次进行了测试,这时它们成了有经验的觅食者。结果发现,缺少“老师”的蜜蜂产生的方向和失序错误明显更少了,这可能是因为它们有了更多练习,或者通过跟随其他舞者而学习到了更多。而有“老师”的蜂群的年长对照蜂的舞蹈,仍然和它们的第一支舞蹈一样好。


这一发现告诉我们,蜜蜂生来就掌握了一些关于如何舞蹈的知识,但它们可以跟随有经验的蜜蜂学习如何跳得更好。这是昆虫中这种复杂的社会学习交流的第一个已知的例子,是一种动物文化的形式。



  舞蹈还有“方言”  


对于那些早期缺乏舞蹈“老师”的蜜蜂来说,一个谜团依然存在。它们永远无法纠正舞蹈中的距离错误,表达出的距离比正常的要长。为什么这对科学家来说非常有趣呢?答案可能在于距离通信是如何适应当地条件的。


在不同环境中,食物的分布位置可能有很大的差异。因此,不同蜜蜂物种已经进化出了不一样的“舞蹈方言”,用来描述食物来源的距离和相应的摇摆舞持续时间之间的关系。


有趣的是,这些方言各不相同,甚至在同一个蜜蜂物种内部也是如此。研究人员怀疑这种变化的存在是因为即使是同一个物种的蜂群,也可能生活在截然不同的环境中。


如果学习语言是一种应对不同环境的方式,那么,也许每个蜂群都应该有适合它们所在地的距离方言,并由经验丰富的蜜蜂传给那些新手。如果真是这样的话,实验中那些没有“老师”的蜜蜂,就可能永远无法纠正它们的距离错误,因为它们自己有了一种不同的距离“方言”


通常情况下,这种方言是从有经验的蜜蜂那里学来的,但如果环境条件发生变化,或者蜂群迁移到了一个新地点,这种方言有可能在一代之内就发生变化。 


此外,每个蜂群都有一处“舞池”,或者说是它们跳舞的空间,随着时间的推移或者跟随年长舞者的脚步,蜜蜂或许能学会更好地驾驭复杂地形。


不过,这些想法还有待检验,但它们为未来探索年长和年轻蜜蜂之间文化传播的实验奠定了基础。研究人员相信,这项研究和未来更多研究,将扩大我们对动物社会中集体知识和语言学习的理解。


#创作团队:

原文作者:James C. Nieh(加州大学圣地亚哥分校生物学教授兼副系主任)

编译:Måka

排版:雯雯

#参考来源:

https://theconversation.com/unlocking-secrets-of-the-honeybee-dance-language-bees-learn-and-culturally-transmit-their-communication-skills-200896

#图片来源:

封面图&首图:Heather Broccard-Bell, CC BY-ND

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存