寧可少吃飯，也要堅(jiān)持“找對象”

更新時(shí)間：2026-07-21

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在動(dòng)物王國中，生存與繁殖是永恒的兩大主題。對于絕大多數(shù)動(dòng)物而言，當(dāng)食物資源變得稀缺時(shí)，個(gè)體通常會(huì)優(yōu)先保證自身的能量攝入，以維持基本生存，之后再考慮繁殖問題。然而，自然界中總有例外。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，雄性地熊蜂（Bombus terrestris）在面對惡劣環(huán)境時(shí)展現(xiàn)出了一種令人驚訝的行為策略：它們會(huì)為了維持求偶相關(guān)的“巡邏"和“氣味標(biāo)記"行為，而主動(dòng)調(diào)整甚至犧牲自己的覓食活動(dòng)。

為了深入探究這一現(xiàn)象，研究團(tuán)隊(duì)使用三維運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(Track3D)，在可控的室內(nèi)飛行籠中對地熊蜂進(jìn)行了詳盡的觀察。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Behavioral Ecology》期刊上。

研究背景：當(dāng)“吃飽"遇上“找對象"

地熊蜂的一生與工蜂截然不同。工蜂們終其一生都在為蜂群采集花蜜和花粉，它們會(huì)建立高效的飛行路線，反復(fù)訪問特定的花朵。而雄性地熊蜂在羽化后便會(huì)離開蜂巢，不再承擔(dān)任何哺育后代或采集花粉的職責(zé)。它們獨(dú)立生活，每天的首要任務(wù)是在特定的巡邏路線上飛行，利用信息素在植物（如樹枝、葉片）上做標(biāo)記，以此向潛在的雌性（蜂王）宣告自己的存在，這種行為被稱為“氣味標(biāo)記"（Scent-marking）。因此，它們在覓食（獲取能量）和求偶（消耗能量）之間面臨著巨大的權(quán)衡壓力。地熊蜂如何在復(fù)雜的空間環(huán)境中協(xié)調(diào)覓食與求偶這兩件大事，科學(xué)界知之甚少。這正是本研究試圖回答的核心問題：當(dāng)空間資源配置發(fā)生變化時(shí)，花蜜又變得稀缺，地熊蜂會(huì)遵循什么策略？

材料與方法：一場精密的“熊蜂行為觀測實(shí)驗(yàn)"

為了回答上述問題，研究者構(gòu)建了一套嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)體系，將行為觀察與量化分析結(jié)合起來。

實(shí)驗(yàn)對象與裝置

實(shí)驗(yàn)對象為雄性歐洲地熊蜂（Bombus terrestris）。研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)3×3×1.5米的大型飛行籠內(nèi)模擬了雄蜂的生存環(huán)境。籠內(nèi)布置了6個(gè)人造花（提供蔗糖溶液作為花蜜）和6個(gè)枝條（作為無獎(jiǎng)勵(lì)的氣味標(biāo)記場所）（圖1）。

空間分布（Spatial Distribution）（圖1b）：

聚集型（Clumped）：所有物品（花和枝條）緊湊地排列在1.35×1.35 米的范圍內(nèi)，模擬資源密集的區(qū)域。

分散型（Dispersed）：物品分布在2.08×2.08 米的更大范圍內(nèi)，且間距不規(guī)則，模擬資源零散的開闊環(huán)境。

花蜜可獲得性（Nectar Availability）：

高產(chǎn)量：每朵花每小時(shí)補(bǔ)充較多花蜜。

低產(chǎn)量：每朵花每小時(shí)補(bǔ)充較少花蜜。

通過這兩種空間布局和兩種花蜜產(chǎn)量的交叉組合，研究者構(gòu)建了四種不同的環(huán)境場景，分別測試了51只地熊蜂的行為反應(yīng)：12只在低花蜜可獲得性的分散型排列條件下，12只在低花蜜的聚集型排列條件下，12只在高花蜜的聚集型排列條件下，以及 15 只在高花蜜的分散型排列條件下。

動(dòng)物行為學(xué)觀察與行為分類

研究者使用兩臺(tái)高清攝像機(jī)對飛行籠進(jìn)行同步拍攝，結(jié)合諾達(dá)思的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)和三維運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(Track3D)，以每秒30幀的精度記錄了每一只雄蜂的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。

獲得海量軌跡數(shù)據(jù)后，研究者需要對行為進(jìn)行定義和分類。研究者依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)開發(fā)了一套層次化的行為分類：

飛行（Flight）：只要平均運(yùn)動(dòng)速度超過7厘米/秒，即判定為飛行狀態(tài)。這是一個(gè)極低的閾值，旨在捕捉所有空中運(yùn)動(dòng)。

覓食（Feeding）：當(dāng)雄蜂在距離人造花20厘米范圍內(nèi)，且高度低于花平臺(tái)5.5厘米，主要以水平方向移動(dòng)（水平/垂直運(yùn)動(dòng)比 > 1.5）時(shí)，判定為覓食行為。這個(gè)空間閾值允許研究者在無法看清蜜蜂是否伸出口器的情況下，保守且穩(wěn)定地估計(jì)喂食事件。

氣味標(biāo)記（Scent-Marking）：當(dāng)雄蜂在物品（包括花和枝條）20厘米范圍內(nèi)，高度不超過物品上方1厘米，且以垂直方向移動(dòng)為主（水平/垂直運(yùn)動(dòng)比 < 1）時(shí)，判定為氣味標(biāo)記。

巡邏（Patrolling）：這是指雄蜂在花朵或枝條附近的低速、高機(jī)動(dòng)性飛行。定義為飛行速度低于 50 厘米/秒，且角速度（方向變化率）大于 125°/秒。這種模式與它們搜尋雌性時(shí)的環(huán)繞飛行非常吻合。

數(shù)據(jù)分析指標(biāo)

研究者主要關(guān)注三個(gè)層面的行為指標(biāo)：

行為頻率：在6小時(shí)觀察期內(nèi)，每種行為發(fā)生的總次數(shù)。

總持續(xù)時(shí)間：用于某類行為的總時(shí)長。

單次事件時(shí)長：每次具體覓食、標(biāo)記或巡邏行為平均持續(xù)多久。

此外，他們還計(jì)算了路線確定性指數(shù)（Determinism, DET），這是一個(gè)衡量動(dòng)物重復(fù)訪問同一地點(diǎn)的規(guī)律性指標(biāo)，用以判斷雄蜂是否建立了類似工蜂的固定飛行路線。

研究結(jié)果：為了“求偶"，它們寧愿“少吃飯"

實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰地描繪了地熊蜂在不同環(huán)境壓力下的決策藍(lán)圖。

行為頻率與時(shí)長：犧牲覓食，保全求偶

當(dāng)環(huán)境從“聚集型"變?yōu)椤胺稚⑿?時(shí)，雄蜂的覓食行為頻率顯著下降。特別是在“分散型+低花蜜"的惡劣條件下，雄蜂不僅覓食次數(shù)最少，而且總進(jìn)食時(shí)間也最短（圖2a和b）。

然而，令人意外的是，無論空間布局多復(fù)雜、花蜜多稀缺，雄蜂進(jìn)行氣味標(biāo)記和巡邏的頻率和總時(shí)長在各處理組間均無顯著差異。這意味著，地熊蜂在面對更高的覓食成本時(shí)，優(yōu)先削減的是自身的“口糧"，而堅(jiān)決不動(dòng)搖“求偶宣傳"活動(dòng)。

能量補(bǔ)償策略：吃得少，但吃得更久

既然覓食次數(shù)少了，總時(shí)長也短了，雄蜂是如何維持能量運(yùn)轉(zhuǎn)的呢？答案在“單次進(jìn)食時(shí)長"上。數(shù)據(jù)顯示，在Z惡劣的“分散型+低花蜜"條件下，雄蜂的單次覓食事件反而更長，尤其是在“分散型+高花蜜"條件下達(dá)到峰值（圖1c）。

這表明，雄蜂采取了一種補(bǔ)償性策略：當(dāng)食物難找且需要花大量精力去尋找時(shí)，它們會(huì)盡量減少不必要的移動(dòng)，而一旦找到一個(gè)“糧倉"，就會(huì)盡可能地延長單次進(jìn)食時(shí)間，把肚子填滿，以此節(jié)省在路途中消耗的能量，從而有余力繼續(xù)投入到固定的巡邏和標(biāo)記行為中。

移動(dòng)策略：環(huán)境越差，移動(dòng)越保守

通過對移動(dòng)軌跡的分析，研究者發(fā)現(xiàn)，在分散型的低花蜜環(huán)境中，雄蜂的移動(dòng)更具保守性。它們在訪問地點(diǎn)之間的過渡距離更短，路線回歸性更強(qiáng)（傾向于反復(fù)訪問已知的幾個(gè)地點(diǎn)），而不是漫無目的地開辟新路線（圖3）。這再次印證了它們以犧牲覓食廣度為代價(jià)，換取求偶行為穩(wěn)定性的策略。

路線策略：沒有固定“套路"，只有“隨遇而安"

與工蜂能學(xué)會(huì)并優(yōu)化復(fù)雜的“陷阱線"不同，研究中的地熊蜂并沒有表現(xiàn)出隨時(shí)間推移而逐漸穩(wěn)定下來的路線記憶。它們的路線確定性雖然高于隨機(jī)水平，但并不優(yōu)于簡單的“最近鄰模型"或“直接鄰居模型"。

也就是說，雄蜂并沒有建立長期固定的巡邏路線圖。它們的運(yùn)動(dòng)更多是由簡單的局部決策規(guī)則驅(qū)動(dòng)的（比如，往最近的枝條飛一下，再去最近的花看一下），而不是依靠記憶形成的優(yōu)化路徑。這種靈活性或許正是它們能夠根據(jù)環(huán)境變化快速調(diào)整覓食時(shí)間，而絲毫不影響氣味標(biāo)記分布廣度的原因。

總結(jié)：靈活調(diào)整，只為“傳宗接代"

對于雄性地熊蜂而言，“找對象"是刻在基因里的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。當(dāng)面對環(huán)境壓力和能量短缺時(shí)，它們并不會(huì)像許多物種那樣減少求偶來節(jié)省能量，而是通過靈活地調(diào)整覓食行為減少尋找食物的頻率，但延長每次進(jìn)食的時(shí)間來保證求偶信號(hào)輸出。

這種行為模式意味著，在食物匱乏的季節(jié)或破碎化的棲息地中，地熊蜂可能會(huì)承受更高的生存風(fēng)險(xiǎn)（因?yàn)檫M(jìn)食不足），但這是它們?yōu)榱薢大化繁殖成功率而做出的主動(dòng)權(quán)衡。研究還指出，盡管雄蜂不像工蜂那樣是高效的采集者，但它們高度的移動(dòng)性和靈活的路線選擇，使它們在花粉傳播和基因流動(dòng)中扮演著不可忽視的生態(tài)角色。該研究通過高精度三維軌跡追蹤，為我們描繪了一幅地熊蜂生存策略的細(xì)膩圖景。

參考文獻(xiàn)

Rossi, Natacha, et al. “Male bumblebees sustain mate-seeking by adjusting foraging to environmental conditions." Behavioral Ecology 37.4 (2026): arag054.

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