在南方医科大学熊蜂认知实验室的飞行箱里,彭飞教授团队正对熊蜂进行“特定颜色花朵与奖励”的记忆训练。当面对介于两种颜色之间的中间色花朵时,熊蜂们大多悬停犹豫,不肯降落探索。
但一只熊蜂与刚接触一小滴高浓度糖水、处于积极状态的同伴接触后,它的行为明显转变。这只熊蜂也表现出积极状态,更主动地尝试降落在中间色花朵上。熊蜂这一特殊表现,成为验证无脊椎动物具备情绪传染能力的关键证据。
前不久,国际知名学术期刊Science(《科学》)以封面论文形式,发表了南方医科大学公共卫生学院心理学系彭飞课题组的研究成果《Positive affective contagion in bumblebees》(熊蜂中的积极情绪传染)。这标志着该校在动物认知与比较心理学研究领域,取得了国际领先的成果突破。
“情绪传染”常见于人类及部分社会性哺乳动物,也长期被看作高等生物的专属能力。无脊椎动物是否具备情绪传染能力?这一直是悬而未决的科学问题。2016年,科学界首次观测到,熊蜂在获得意外奖励时,会表现出类似“积极情绪”的行为特征,反应速度加快、决策更趋向冒险,打破了人们对“昆虫情绪”的传统认知。
彭飞长期与蜂类打交道,深知熊蜂社会学习能力较强,为此他萌生了一个大胆的科学假设:如果单只熊蜂能产生“积极情绪”,这种状态能否在熊蜂个体之间传播?2018年,这一假设正式进入探索阶段。然而,在科研“无人区”开展探索极具挑战性,团队遇到了重重困难。研究起步阶段,彭飞团队就遇到了核心技术难题:如何找到一个适合熊蜂认知特性且具有连续性的“刺激轴”?“我们需要创造一个连续的轴,让熊蜂在上面作判断。”彭飞团队尝试了很多方法,效果都不理想,实验进展缓慢。
该校博士生卓贞伟也深有体会。“熊蜂不是被动的实验工具,它有自主行为,我们所有实验设计都需要熊蜂配合才能实现。”卓贞伟回忆,在一些早期测试中,熊蜂被放入装置后没有进行选择,只是在内部不断转圈。“这种反应本身也是一种认知,但我们无法判断它究竟代表什么,是熊蜂不想选,还是它不知道怎么选。”
面对困境,团队调整实验范式,将实验升级为飞行箱实验,让熊蜂在更接近自然的状态中参与实验。团队还严格筛选颜色梯度刺激,确保多个颜色刺激的连续性和可重复性。随着很多难题被逐一攻克,团队终于观察到稳定、清晰的实验趋势,首次在行为层面证实熊蜂间存在情绪传染现象。
然而,这种情绪传递依靠哪种感官?团队又设计了3组控制实验。他们严格控制环境,逐一分离气味、触觉、视觉等可能的信号传递通道。实验结果表明,仅依靠视觉信息这一途径,熊蜂之间即可完成情绪传递。至此,团队揭开了熊蜂情绪传染的关键感官途径。
在基础研究领域取得重大突破后,彭飞团队开始探索,如何将对熊蜂认知机制的理解转化为现实生产力,服务乡村振兴实践。
该校博士生陈露露在彭飞带领下,来到广东韶关仁化县长坝村。她在当地果园里看到,很多上了年纪的果农正举着两三米长的竹竿,仰着脖子给沙田柚点花授粉。“一棵树几百朵花,他们要一朵一朵地去点粉。”人工授粉劳动强度大、收入低,很多年轻人不愿干,影响了当地沙田柚的产量。
彭飞希望带队诱导熊蜂给沙田柚授粉,帮当地沙田柚果农增收。但沙田柚花花香较弱、花蜜少,花型也不利于授粉,在自然条件下很难吸引授粉昆虫。“起初熊蜂飞出去后,喜欢其他花香、蜜多的花,不愿给沙田柚授粉。”卓贞伟和团队成员对熊蜂进行视觉、嗅觉、触觉等多模态训练,引导熊蜂熟悉并偏好沙田柚花。
仁化县天气多变,暴雨、高温频繁来袭,团队抱着蜂箱爬坡布置、蹲点观察,常常一身泥泞。“我们反复训练、记录。”有时,陈露露顶着烈日,一直盯着熊蜂飞的高度和去向,观察它们到底有没有落在沙田柚花上。
多次训练后,熊蜂对沙田柚花的探访频率显著提升,能精准找到花蜜与花粉位置。沙田柚花授粉成功后,柱头三五天就会变黑。果农发现,很多未经人工点粉的花出现了授粉成功的痕迹,他们对团队的付出从怀疑转为认可,也更加主动配合授粉工作。
目前,彭飞团队已在当地200亩核心果区部署蜂箱,经过训练的熊蜂能实现全天候授粉。试点数据显示,果树坐果率提高两至三倍,优质果比例显著提升,有效降低了果农的人力成本。“科研不能只停留在实验室。”望着飞舞在沙田柚树枝杈间的熊蜂,彭飞深切感受到基础研究的价值——这些小家伙不仅能帮农民分忧增收,更让实验室的成果真正扎根田间。
《中国教育报》2026年03月11日 第06版
工信部备案号:京ICP备05071141号
互联网新闻信息服务许可证 10120170024
中国教育报刊社主办 中国教育新闻网版权所有,未经书面授权禁止下载使用
Copyright@2000-2022 www.jyb.cn All Rights Reserved.