熊蜂墜落之謎

七君

最近，一個首次發(fā)現(xiàn)的神秘動物行為引發(fā)全球網(wǎng)友的熱議。

在去年年底之前，劍橋大學(xué)的生物學(xué)在讀博士生 Hamish Symington 只是一個在等待畢業(yè)答辯的勤勤懇懇的學(xué)生而已。研究授粉昆蟲的他最特別的科研成果并不出圈，他和其他在讀博士相比最大的不同可能就是他的年紀(jì)比較大：他于2002年畢業(yè)于劍橋大學(xué)生化系，后來辦過軟件公司，在2016年把公司賣掉后開始讀博做科研。

可是在2021年12月初，他突然火遍全球。這是因為在2021年12月3日，他在推特上發(fā)了一條自己拍攝到的奇怪現(xiàn)象。

Hamish Symington發(fā)現(xiàn)當(dāng)研究者關(guān)燈后，研究箱中的熊蜂（一種長得像微型熊仔、和蜜蜂類似的社會性授粉昆蟲）一下子全部自動掉落，步調(diào)整齊劃一，就像黑客帝國中尼奧擋掉的子彈一樣。

熊蜂的這種奇怪行為是第一次被發(fā)現(xiàn)。這個現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)也純粹是個意外。當(dāng)時 Symington 和同事正要打開蜂巢給熊蜂們喂花粉，結(jié)果他聽到了“撲通”的聲音，于是發(fā)現(xiàn)了這個奇怪的狀況。雖然 Symington 做了授粉昆蟲相關(guān)研究多年，發(fā)過不少學(xué)術(shù)論文，但他實在不明白這個現(xiàn)象的原理，于是他把這段視頻發(fā)到了推特上。

Symington 還評論道，熊蜂的這種類似雙極管的行為讓他感到很驚訝，因為在掉落前熊蜂并沒有任何滑翔或減速的動作，他認(rèn)為關(guān)燈對熊蜂來說可能預(yù)示著非常大的危險。沒想到這段視頻一下子火出了圈。這條推特僅在該平臺上就獲得了160萬點擊。各國網(wǎng)友在這條推特下“一鍵三連”。

許多網(wǎng)友紛紛留言提出自己的看法，他也耐心地一一回復(fù)。實際上，網(wǎng)友提出的許多假設(shè)和問題他已經(jīng)進(jìn)行過實驗，或和從事相關(guān)研究的同事討論過了。

這里首先介紹一下這些熊蜂的基本屬性：它們屬于歐洲熊蜂（Bombus terrestris）的英國分支，而且都是工蜂（需要打工的那種）。熊蜂和蜜蜂一樣，有5個眼，其中兩個是復(fù)眼，就是我們平常看到的那兩個黑色圓球;另外3個是單眼，長在頭頂，主要功能也是感受光線。

歐洲熊蜂（Bombus terrestris）

熊蜂和蜜蜂在晚上是“全瞎”的。Symington 曾經(jīng)在不開燈的情況下在這些熊蜂身邊放上食物，食物被完全忽視了;但是在開著燈的情況下，熊蜂就會上去研究一番。Symington 說，因為熊蜂是“視覺動物”，他在對蜂巢進(jìn)行實驗的時候要使用熊蜂看不清楚的紅色燈光，以免被它們圍攻。

華盛頓州立大學(xué)的昆蟲學(xué)研究者M(jìn)egan Asche 也有同樣的經(jīng)歷，她表示在研究蜜蜂的時候也要在晚上摸黑操作，因為蜜蜂 “為了部落”會沿著她的腿爬上來。

熊蜂們掉落后也沒有去“睡覺”。Symington 說，他研究過，關(guān)燈后，自由落體的熊蜂會在地上“走來走去”，看起來并沒有要去睡覺的意思。他也試過重新開燈關(guān)燈耍熊蜂，開關(guān)燈的間隔有時幾秒鐘，有時幾分鐘。重新開燈后的幾秒鐘內(nèi)，熊蜂們就會重新飛行。也有網(wǎng)友問，如果是逐漸調(diào)暗燈光會怎樣？Symington 回答，蜜蜂也會慢慢降低飛行速度。

也有人認(rèn)為，這可能是熊蜂在遇到掠食者時出現(xiàn)的防御反應(yīng)。Symington 認(rèn)為躲避掠食者的說法說不通，這背后有幾個原因。

首先，大多數(shù)蜜蜂，以及實驗中的熊蜂沒有夜視能力，在晚上可以說就是伸爪不見六足，因此并不在夜間外出。普通的夜間掠食者，比如蝙蝠和它們的活動時間并沒有交集。

其次，在光線微弱的情況下蜜蜂和熊蜂還是能飛，而普通掠食者并不能讓整個天空變黑，所以掠食者出現(xiàn)后蜜蜂和熊蜂也不會馬上原地躺平。再說了，能讓天一下子變黑的掠食者得有多大啊，而且還吃蜜蜂，這超出了他的想象。

最后，熊蜂在感受到威脅時會像貓咪求擼那樣肚皮朝上，只不過它們這么做是為了更好地刺敵人。但是在他的實驗中，熊蜂們并沒有出現(xiàn)這種動作，說明它們并未感知到威脅。總而言之，Symington 認(rèn)為熊蜂在自然環(huán)境下不可能表現(xiàn)出這種行為。但是它們?yōu)槭裁催@樣做讓他百思不得其解。

他和同事們討論了很久，大家都想不出個所以然來，但是都估計這是蜜蜂神經(jīng)系統(tǒng)的自動化反應(yīng)。比如牛津大學(xué)的昆蟲學(xué)研究者 Jonathan Pattrick 就認(rèn)為，這個現(xiàn)象說明光是熊蜂飛行的前提。

當(dāng)然了，大自然中也可能出現(xiàn)一下子全黑的狀況，那就是日食。

日食

2019年發(fā)表在 Annals of the Entomological Society of America 上的一篇論文在2017年8月21日的日食期間對美國多個地區(qū)的蜜蜂活動進(jìn)行了研究。該研究發(fā)現(xiàn)，日食時蜜蜂確實會停止或減少飛行。而在日食期間，其他的一些研究發(fā)現(xiàn)蜘蛛會停止織網(wǎng)，蟬、蝴蝶、黃蜂和蚱蜢也會停止活動。

更早的記錄也有類似發(fā)現(xiàn)。1932年的日食期間，養(yǎng)蜂人注意到蜜蜂們紛紛降速回家。熊蜂、蜜蜂和馬蜂也會在傍晚或清晨主動降速。但是這些研究并沒有觀察到授粉昆蟲突然原地自由落體的情況。也有一些研究者認(rèn)為，熊蜂的這種激“凍”行為可能是昆蟲的背部光反應(yīng)（dorsal light reaction）引起的。

昆蟲靠背部光反應(yīng)在飛翔時保持背部朝上

背部光反應(yīng)是許多昆蟲背部對光線變化產(chǎn)生的自動化生理反應(yīng)。昆蟲會讓背部受光，這樣就能保證自己總是背朝上飛行。

這就是為什么，如果在水缸底部打光，養(yǎng)在里面的龍虱就會因為背部光反應(yīng)而上下顛倒。實際上，蛾子在晚上會被燈泡吸引也是因為背部光反應(yīng)。背部光反應(yīng)也被用于控制有害生物。比如在地面上鋪設(shè)反光地膜，昆蟲的肚皮就會接受異常多的光線，它們因此無法正常飛行，也就不會落到農(nóng)田里危害莊稼了。

日本國立環(huán)境研究所的蜜蜂研究團(tuán)隊指出，許多人不知道的是，蜻蜓和蝴蝶這些昆蟲是用背部感受光線的，當(dāng)光線發(fā)生突然的變化，它們就無法正常飛行，甚至?xí)Ｖ癸w行，這或許可以解釋 Symington 發(fā)現(xiàn)的神奇現(xiàn)象。

日本國立環(huán)境研究所的蜜蜂研究團(tuán)隊對熊蜂現(xiàn)象的評論

說到昆蟲的背部光反應(yīng)，就不得不提蜜蜂和熊蜂等膜翅目動物的超強(qiáng)視覺運(yùn)動系統(tǒng)。

1999年格林威治大學(xué)的研究者 J. R. Riley 和同事發(fā)表在《自然》（Nature）上的一項高引研究發(fā)現(xiàn)，熊蜂眼睛的刷新頻率是恒定的，而且是每秒200度。蜜蜂也有類似的視域刷新率。比如降落在水平面上時，它們腹側(cè)視域的刷新率也是恒定的。

和手機(jī)屏幕類似，蜜蜂和熊蜂有固定的視域刷新頻率

研究者們發(fā)現(xiàn)，這類策略讓蜜蜂和熊蜂能夠自動調(diào)速，使其在落地時正好速度為零。突然天黑可能讓它們精致的視覺運(yùn)動系統(tǒng)宕機(jī)，或者造成了Bug吧。不管怎么說，這個意外給 Symington 帶來了莫大的幸福。他曾發(fā)過這樣一條推特：“世界上最有趣的噪聲是關(guān)燈時一百只蜜蜂掉下來的聲音。”

關(guān)于這個現(xiàn)象他還將繼續(xù)研究下去。比如為了確認(rèn)這是不是掠食者引起的反應(yīng)，他將用紙板制作老鷹的模型來驗證。他也會嘗試給熊蜂的單眼涂點顏料，看看它們的行為會不會有什么變化。

最后，2022年 Symington 將完成博士答辯，并將在劍橋大學(xué)王后學(xué)院展開新的學(xué)術(shù)研究。希望他或其他研究者能為廣大愛好科學(xué)的網(wǎng)友盡快解答這個古古怪怪的現(xiàn)象吧。

（本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”公眾號，有刪節(jié)）