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蜜蜂為什麼跳舞?

102/10/01 瀏覽次數 12710
採完花蜜的蜜蜂回到蜂窩後,不僅跳舞來傳達蜜源的方向距離,這種舞蹈甚至還因蜜蜂品系而有些微差距,就像是人類的方言一樣。小小蜜蜂卻可表現出如此複雜驚人的動物行為,這背後的原理相當令人著迷。(圖片來源:flickr用戶 ingridtaylar)採完花蜜的蜜蜂回到蜂窩後,不僅跳舞來傳達蜜源的方向距離,這種舞蹈甚至還因蜜蜂品系而有些微差距,就像是人類的方言一樣。小小蜜蜂卻可表現出如此複雜驚人的動物行為,這背後的原理相當令人著迷。(圖片來源:flickr用戶 ingridtaylar)
 
歐洲蜜蜂的工蜂在採集花蜜過後飛回巢裡,會利用跳舞的方式向伙伴表示食物所在的方向和距離,這種特別的行為被稱為「舞蹈通信」(dance communication) 。明確定義出與舞蹈通信行為相關的神經細胞各項特徵,像是如何發育,展開分支和基因表現等等,這些研究對於科學家了解此舞蹈行為背後的神經基礎非常重要。
 
歐洲蜜蜂的工蜂在採集花蜜過後飛回巢裡,會利用跳舞的方式向伙伴表示食物所在的方向和距離,這種特別的行為被稱為「舞蹈通信」(dance communication) 。明確定義出與舞蹈通信行為相關的神經細胞各項特徵,像是如何發育,展開分支和基因表現等等,這些研究對於科學家了解此舞蹈行為背後的神經基礎非常重要。

科學家推測出蜜蜂腦中的一對蕈狀結構是負責高級腦功能的區域─這包含了溝通功能,雖然現在對它的研究還很少,不過已經有兩種固有的細胞─大型和小型肯揚細胞─在蕈狀結構的蕈蓋裡被發現。
 
在蜜蜂腦中蕈狀結構裡含有三種不同的肯揚細胞。(A) 蜜蜂腦部的簡圖, (B) 在蕈狀結構的切片裡可以觀察到大型和小型肯揚細胞,(C)藉由不同的基因表現資訊可以分辨此三種細胞。綠色:表現鈣調蛋白激酶II (CaMKII)的大型肯揚細胞。 紅色:獨特表現在中型肯揚細胞的mKast基因 。藍色:小型肯揚細胞的細胞核染色。 (圖片來源:金子九美、久保健雄)在蜜蜂腦中蕈狀結構裡含有三種不同的肯揚細胞。(A) 蜜蜂腦部的簡圖, (B) 在蕈狀結構的切片裡可以觀察到大型和小型肯揚細胞,(C)藉由不同的基因表現資訊可以分辨此三種細胞。綠色:表現鈣調蛋白激酶II (CaMKII)的大型肯揚細胞。 紅色:獨特表現在中型肯揚細胞的mKast基因 。藍色:小型肯揚細胞的細胞核染色。 (圖片來源:金子九美、久保健雄)
 
東京大學大學院理學系研究科的金子九美博士和久保健雄教授,在近期研究成果中發表一個新的基因 「mKast」,為好發於中型肯揚細胞的休止子相關蛋白,依此基因鑑定出一種新型肯揚細胞。新的肯揚細胞坐落於大型和小型肯揚細胞區域之間,又表現特定的「mKast」基因,所以研究者將它命名為「中型肯揚細胞」。除此之外,研究者也發現小型和中型肯揚細胞在進行採集行為的工蜂腦中也相當活躍,因此被認為與採集行為相關。

1973年奧地利的費立區(Karl von Frisch)博士以研究「蜜蜂舞蹈」獲頒諾貝爾生醫獎。他畢生研究蜜蜂跳舞的奧秘,但當時大部分的人都抱持懷疑的態度,不敢相信蜜蜂具有如此複雜的溝通技巧。經過多年的爭論後,後進的研究結果終於證實費立區的發現是正確的,採完花蜜的蜜蜂回到蜂窩後,不僅跳舞來傳達蜜源的方相距離,這種舞蹈甚至還因蜜蜂品系而有些微差距,就像是人類的方言一樣。小小蜜蜂卻可表現出如此複雜驚人的動物行為,這背後的原理相當令人著迷,而中型肯揚細胞和「mKast」基因的發現,或許給予了科學家揭露蜜蜂舞蹈行為一個重要的開端。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)
 
參考資料:
東京大學2013年8月22日發表《Discovery of novel honeybee brain neurons active during foraging flight》
 
責任編輯:馬千惠|德州大學分子遺傳及微生物研究所
附註:mKast :middle-type Kenyon cell-preferential arrestin-related protein

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