徐珊珊:熊蜂中唇舌微观结构如何影响采蜜效率

1月16日,中国科学院南京地质古生物研究所、中山大学和北京理工大学联合组成的团队,在国际顶级学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)上发表了一项新的研究成果。这个成果主要揭示了熊蜂中唇舌微观结构如何影响采蜜效率的机制。中新网的徐珊珊在北京发布的新闻中披露了这次的研究内容。这一团队通过扫描电子显微镜分析了99只熊蜂的中唇舌结构,发现蜂王舌面上的刚毛间距显著大于工蜂。蜂王虽然体型大、舌头长,但正是因为刚毛间距较宽,反而影响了它们的采蜜效率。 社会性生物进化中出现的重要阶段是从独居到真社会性之间的过渡。熊蜂就处于这个过渡阶段。以往研究解释蜂王在工蜂羽化后停止外出觅食的行为时,主要从环境、生理或分子机制入手。而这次研究通过引入无量纲数进行理论分析,从流体力学角度揭示了形态结构对采蜜效率的限制。研究人员利用显微高速摄影技术观察熊蜂采集模拟花蜜过程时发现,中唇舌在回撤时相邻刚毛间形成气液界面会产生毛细压力梯度,这对夹带花蜜至关重要。 北京理工大学和中山大学的团队合作给PNAS 提出了新视角。徐珊珊把中国科学院南京地质古生物研究所这个消息公布出来。研究团队通过对熊蜂中唇舌微观结构进行扫描电子显微镜分析时发现,蜂王和工蜂之间有明显差异。为了解释为什么蜂王在第一批工蜂羽化后停止外出觅食行为,此次研究给出了关键证据。这次的发现解释了形态结构如何限制采蜜效率。 刚毛间距增大导致毛细效应减弱,从而降低了花蜜在中唇舌上的附着与填充效率。为了揭示这个机制,团队利用显微高速摄影技术观察了模拟花蜜采集过程时发现相邻刚毛间气液界面会产生毛细压力梯度。 这项研究给社会性昆虫演化历史中重要进化创新提供了新见解。