永不迷路 蜜蜂装上了GPS？｜星岛教室
2024-10-10 12:46 
许多人，包括笔者自己，常常在户外迷失方向。例如，当我跑步时，试图走捷径，结果却有一半机会迷路，最后不得不依赖智能手机来指引我回家。似乎有些人天生就有方向感，而我却不那么幸运。在动物界，这种天赋更为普遍，这就是为甚么有些动物能够在荒野中觅食数公里，却仍能找到回家的路。蜜蜂是最著名的导航者之一，即使在远离蜂巢的地方觅食，每次都能找到返回蜂巢的路。对于这些大脑小小的昆虫来说，蜜蜂是如何找到归途？
蜜蜂家族 各司其职
在复杂的蜜蜂世界中，有3个主要角色：蜂后、雄蜂和工蜂。
蜂后
负责产下所有的卵，以保持蜂巢数量的稳定或增长。它唯一的工作就是生育，同时得到很好的照顾。蜂后的寿命可达2至3年，甚至可长达5年。
雄蜂
蜂后产下未受精的卵，这些卵会变成雄蜂——雄性蜜蜂。雄蜂唯一真正目的是与蜂后交配，一旦完成，雄蜂很快就会死亡。如果雄蜂无法交配，就会被赶出蜂巢，很可能会死于寒冷或饥饿之中。
工蜂
是真正维持蜂巢运作的角色。这些工蜂体形比其他两类小，但它们构成了蜂巢的绝大多数。这些也是我们在世界上遇到的蜜蜂。工蜂在生命的最初几周在蜂巢内工作，但最终它们会进入觅食状态，即飞出蜂巢寻找花粉和花蜜。这些工蜂的平均寿命，特别是在劳动密集型花粉季节，不超过2个月。这也是为甚么当你试图偷取它们的蜂蜜时，它们会变得有点暴躁。
由于蜜蜂的寿命如此短暂，而且为了养活不断增长的「人口」而须做大量工作，所以蜜蜂外出觅食时不可浪费时间迷路，这点很重要。
导航原理及技巧
根据食物的条件和供应情况，蜜蜂会飞到距离蜂巢10公里的地方寻找食物，总搜索面积超过4亿平方米。对于那些在杂货店迷路的人来说，蜜蜂在无尽的之字形和寻找花粉后找到回家的路，似乎是一项不可能的任务。然而它们却做到了。当中究竟涉及甚么原理及技巧呢？
太阳角度
蜜蜂导航这个问题并不是甚么新鲜事，许多研究发现，蜜蜂利用太阳的特定角度来引导它们的飞行路径。一旦它们找到了花蜜或花粉的来源，它们就会收集「赏金」，转动尾巴，然后按来时的方向返回，再次保持太阳处于相同的角度。如果蜜蜂在飞行角度和太阳角度之间保持严格的角度，它应该能够在返回蜂巢的途中轻松复制这一点。
由于蜜蜂明显有能力透过传说中的「摇摆舞」向其他蜜蜂传达食物的方向，因此这种太阳理论变得更加有趣。这个理论有一些猜测，因为蜜蜂的大脑太小了，人们不相信它们能在这个水准上理解位置和通讯，但反覆的测试，表明它们对其他蜜蜂的导航指令是准确的，而且舞蹈的不同元素与太阳是在觅食蜜蜂的后面还是前面有关。
特殊基因
研究还发现，蜜蜂拥有一种称为「Egr」的特殊基因（该基因在蜜蜂大脑的蘑菇体中上调；蘑菇体是整合感官输入并参与学习和记忆的区域），当蜜蜂曝露于新环境时，该基因就会被活化。在其他脊椎动物中亦可发现相同的基因，并且在陌生的环境中被启动，亦被认为与学习有关。从本质上来说，当工蜂最初几次离开蜂巢时，在进行适当觅食之前，该基因就会被启动，使蜜蜂能够在很短时间内「成为」更好的导航者。
心智图理论
最后，还有心智图理论。某些反驳或补充蜜蜂太阳导航理论的实验，涉及混淆蜜蜂和它们的生理时钟，使它们更难以根据太阳的运动来理解蜂巢的方向。人们相信，透过给外出觅食6小时的蜜蜂服用药物，蜜蜂会迷失方向，无法找到蜂巢。但相反，被服药的蜜蜂返回蜂巢所需的时间大致相同。这非常清楚地表明，周围的地理因素亦会影响蜜蜂觅食时的导航能力。透过创建树篱、果园、田野和自然地标的心理地图，好像蜜蜂的眼前基本上有一个GPS萤幕，引导它们从蜂巢来回旅行。
现在你知道了，如果有人在你面前侮辱蜜蜂的智力，你应该站出来纠正他们。此外，如果有人认为蜜蜂并不重要，请善意提醒他们，如果没有蜜蜂授粉，估计人类只能生存4年。我想我们应该为这些如此伟大的「航海家」而感到高兴！
小思考，大智慧
如果强风将蜜蜂吹到很远很远的地方，又或当蜜蜂迷路时，会发生甚么事？
参考答案
首先，只有大约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。世界上大多数蜜蜂被称为「独居蜜蜂」，它们单独生活或与同一物种的其他独居蜜蜂生活在小型公共环境中。全球有20000至30000种独居蜜蜂，它们在授粉过程中发挥着至关重要的作用，就像群居蜜蜂一样。尽管如此，它们并没有得到同等程度的认可，因为我们从它们那里获得的直接经济利益很少。
但是，对于像蜜蜂这样的群居蜜蜂来说，为蜂后服务就是它们的工作。如果蜜蜂失去了蜂巢或相隔很远的地理距离而没有返回的机会，那么它们很可能会死亡。在这点上，叙述完全取决于所涉及的蜜蜂类型、蜂巢的健康状况，以及外来蜜蜂是否将花蜜和花粉带入蜂巢等等。
本栏逢周四刊登，由教育评议会邀请资深中小学老师、校长及大学讲师撰稿，旨在为学生提供多元化的STEAM学习材料，引发学生探求知识的兴趣，将学习融入生活，培养学生的世界观、敏锐的触觉、积极学习的态度。
文：香港大学博士后研究员（人工智能）、教育评议会执委冯颖匡博士
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