科研创新赋能乡村振兴 南方医科大学熊蜂研究团队破解授粉难题助力沙田柚增产

问题——从“昆虫有没有情绪”到“谁来完成授粉” 长期以来,“情绪传染”多被认为发生在人类及部分社会性哺乳动物之间。

无脊椎动物能否在个体间传递情绪状态,是比较心理学和动物认知领域的悬而未决之问。

与此同时,在不少特色果园,授粉仍高度依赖人工,劳动强度大、效率不高、成本攀升,成为制约产量与品质稳定的重要环节。

基础科学的前沿问题与农业生产的现实痛点,构成了该团队持续攻关的两条主线。

原因——在科研“无人区”建立可检验的连续判断体系 彭飞团队长期研究蜂类学习与决策。

2016年科学界曾观察到熊蜂在获得意外奖励后表现出更快反应与更冒险决策等“积极状态”特征,这一发现刷新了人们对昆虫行为复杂性的认识。

团队据此提出假设:若单只熊蜂可进入“积极状态”,这种状态是否能在同种个体间扩散并影响选择行为?

难点在于如何让熊蜂在可连续比较的“刺激轴”上做出稳定判断。

早期装置实验中,熊蜂可能不作选择、在装置内反复绕圈,行为含义难以解读。

团队随后调整范式,采用更接近自然飞行状态的飞行箱实验,并对颜色梯度刺激进行严格筛选与重复验证,建立连续、可复现的判断体系,为后续结论提供了方法学基础。

影响——关键证据指向无脊椎动物的“积极情绪传染”,并锁定主要通道 在“特定颜色花朵—奖励”记忆训练中,当熊蜂面对介于两种颜色之间的中间色花朵时,往往出现悬停犹豫,不愿降落探索。

实验显示,一只熊蜂在与刚获得高浓度糖水、处于更“积极”状态的同伴接触后,其行为随即发生改变,表现为更主动尝试降落在中间色花朵上。

基于大量重复实验结果,团队在行为层面获得了熊蜂个体间存在积极状态传递的稳定证据。

为进一步厘清“情绪”如何传播,团队设置多组控制实验,对可能的气味、触觉、视觉等信息通道逐一隔离验证。

结果表明,仅依靠视觉信息,熊蜂之间也可完成这种状态传递。

这一发现不仅为无脊椎动物社会行为研究提供了新的解释框架,也为理解群体协作、风险决策等行为机制打开新的研究窗口。

相关成果日前以封面论文形式刊发于国际学术期刊《科学》,显示我国高校在动物认知与比较心理学领域的原创研究取得国际关注。

对策——从实验室走向果园:以认知训练提升熊蜂对作物花的偏好 基础研究突破之后,团队把目光投向农业生产中“授粉难”的现实需求。

在广东韶关仁化县长坝村等地,沙田柚等作物在花期常见人工点花授粉场景:果农手持长竹竿逐花作业,一棵树往往数百朵花,费时费力且收益有限,劳动力结构老龄化使矛盾更为突出。

然而,沙田柚花香相对弱、花蜜少,花型特征也不利于自然条件下吸引授粉昆虫,熊蜂放飞后更易被周边花香更浓、蜜源更丰富的植物“分流”。

为提高熊蜂对目标作物的“到访率”和“停留度”,团队开展视觉、嗅觉、触觉等多模态训练,引导熊蜂熟悉并形成对沙田柚花的偏好。

同时,面对山区天气多变、暴雨与高温交替等不利因素,科研人员在果园中反复布置蜂箱、跟踪观察飞行路径与高度,持续记录授粉行为数据,为优化训练方案与田间管理提供依据。

前景——以“机制—技术—应用”贯通推动农业高质量发展 业内人士认为,授粉昆虫的引入与定向引导,若能在更多作物与区域形成标准化、可推广的技术路径,有望在降低人工成本、提升坐果率与果实均匀度、稳定产量等方面释放潜力。

更重要的是,这一路径并非简单“放蜂”,而是以动物认知机制为支撑,通过可控训练与田间管理相结合,提高授粉服务的可预测性与稳定性。

下一步,相关研究仍需在不同气候带、不同花期条件下开展更大规模验证,并综合评估生态影响、授粉效率、成本收益与可持续管理模式,推动形成可复制的技术规范。

同时,围绕果园生物多样性保护、农药减量与授粉昆虫栖息地营造等配套措施,也将成为提升综合效益的重要方向。