永不迷路 蜜蜂裝上了GPS？｜星島教室
發佈時間：12:46 2024-10-10
許多人，包括筆者自己，常常在戶外迷失方向。例如，當我跑步時，試圖走捷徑，結果卻有一半機會迷路，最後不得不依賴智能手機來指引我回家。似乎有些人天生就有方向感，而我卻不那麼幸運。在動物界，這種天賦更為普遍，這就是為甚麼有些動物能夠在荒野中覓食數公里，卻仍能找到回家的路。蜜蜂是最著名的導航者之一，即使在遠離蜂巢的地方覓食，每次都能找到返回蜂巢的路。對於這些大腦小小的昆蟲來說，蜜蜂是如何找到歸途？
蜜蜂家族 各司其職
在複雜的蜜蜂世界中，有3個主要角色：蜂后、雄蜂和工蜂。
蜂后
負責產下所有的卵，以保持蜂巢數量的穩定或增長。牠唯一的工作就是生育，同時得到很好的照顧。蜂后的壽命可達2至3年，甚至可長達5年。
雄蜂
蜂后產下未受精的卵，這些卵會變成雄蜂——雄性蜜蜂。雄蜂唯一真正目的是與蜂后交配，一旦完成，雄蜂很快就會死亡。如果雄蜂無法交配，就會被趕出蜂巢，很可能會死於寒冷或飢餓之中。
工蜂
是真正維持蜂巢運作的角色。這些工蜂體形比其他兩類小，但牠們構成了蜂巢的絕大多數。這些也是我們在世界上遇到的蜜蜂。工蜂在生命的最初幾周在蜂巢內工作，但最終牠們會進入覓食狀態，即飛出蜂巢尋找花粉和花蜜。這些工蜂的平均壽命，特別是在勞動密集型花粉季節，不超過2個月。這也是為甚麼當你試圖偷取牠們的蜂蜜時，牠們會變得有點暴躁。
由於蜜蜂的壽命如此短暫，而且為了養活不斷增長的「人口」而須做大量工作，所以蜜蜂外出覓食時不可浪費時間迷路，這點很重要。
導航原理及技巧
根據食物的條件和供應情況，蜜蜂會飛到距離蜂巢10公里的地方尋找食物，總搜索面積超過4億平方米。對於那些在雜貨店迷路的人來說，蜜蜂在無盡的之字形和尋找花粉後找到回家的路，似乎是一項不可能的任務。然而牠們卻做到了。當中究竟涉及甚麼原理及技巧呢？
太陽角度
蜜蜂導航這個問題並不是甚麼新鮮事，許多研究發現，蜜蜂利用太陽的特定角度來引導牠們的飛行路徑。一旦牠們找到了花蜜或花粉的來源，牠們就會收集「賞金」，轉動尾巴，然後按來時的方向返回，再次保持太陽處於相同的角度。如果蜜蜂在飛行角度和太陽角度之間保持嚴格的角度，牠應該能夠在返回蜂巢的途中輕鬆複製這一點。
由於蜜蜂明顯有能力透過傳說中的「搖擺舞」向其他蜜蜂傳達食物的方向，因此這種太陽理論變得更加有趣。這個理論有一些猜測，因為蜜蜂的大腦太小了，人們不相信牠們能在這個水準上理解位置和通訊，但反覆的測試，表明牠們對其他蜜蜂的導航指令是準確的，而且舞蹈的不同元素與太陽是在覓食蜜蜂的後面還是前面有關。
特殊基因
研究還發現，蜜蜂擁有一種稱為「Egr」的特殊基因（該基因在蜜蜂大腦的蘑菇體中上調；蘑菇體是整合感官輸入並參與學習和記憶的區域），當蜜蜂曝露於新環境時，該基因就會被活化。在其他脊椎動物中亦可發現相同的基因，並且在陌生的環境中被啟動，亦被認為與學習有關。從本質上來說，當工蜂最初幾次離開蜂巢時，在進行適當覓食之前，該基因就會被啟動，使蜜蜂能夠在很短時間內「成為」更好的導航者。
心智圖理論
最後，還有心智圖理論。某些反駁或補充蜜蜂太陽導航理論的實驗，涉及混淆蜜蜂和牠們的生理時鐘，使牠們更難以根據太陽的運動來理解蜂巢的方向。人們相信，透過給外出覓食6小時的蜜蜂服用藥物，蜜蜂會迷失方向，無法找到蜂巢。但相反，被服藥的蜜蜂返回蜂巢所需的時間大致相同。這非常清楚地表明，周圍的地理因素亦會影響蜜蜂覓食時的導航能力。透過創建樹籬、果園、田野和自然地標的心理地圖，好像蜜蜂的眼前基本上有一個GPS螢幕，引導牠們從蜂巢來回旅行。
現在你知道了，如果有人在你面前侮辱蜜蜂的智力，你應該站出來糾正他們。此外，如果有人認為蜜蜂並不重要，請善意提醒他們，如果沒有蜜蜂授粉，估計人類只能生存4年。我想我們應該為這些如此偉大的「航海家」而感到高興！
小思考，大智慧
如果強風將蜜蜂吹到很遠很遠的地方，又或當蜜蜂迷路時，會發生甚麼事？
參考答案
首先，只有大約10%的蜜蜂生活在典型的蜂群和蜂巢中。蜜蜂是留在蜂巢中的蜜蜂之一。世界上大多數蜜蜂被稱為「獨居蜜蜂」，牠們單獨生活或與同一物種的其他獨居蜜蜂生活在小型公共環境中。全球有20000至30000種獨居蜜蜂，牠們在授粉過程中發揮着至關重要的作用，就像群居蜜蜂一樣。儘管如此，牠們並沒有得到同等程度的認可，因為我們從牠們那里獲得的直接經濟利益很少。
但是，對於像蜜蜂這樣的群居蜜蜂來說，為蜂后服務就是牠們的工作。如果蜜蜂失去了蜂巢或相隔很遠的地理距離而沒有返回的機會，那麼牠們很可能會死亡。在這點上，敘述完全取決於所涉及的蜜蜂類型、蜂巢的健康狀況，以及外來蜜蜂是否將花蜜和花粉帶入蜂巢等等。
本欄逢周四刊登，由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿，旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料，引發學生探求知識的興趣，將學習融入生活，培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。
文：香港大學博士後研究員（人工智能）、教育評議會執委馮穎匡博士
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