“快乐因子”让小蜜蜂也“上头”

源自：中国科学报

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⊙记者：胡珉琦

　　在解剖学上，昆虫与脊椎动物的大脑存在巨大差异。那么，昆虫也有喜怒哀乐吗？
　　中国科学院西双版纳热带植物园研究员谭垦团队与美国加州大学圣迭戈分校教授James Nieh合作发现，面对巨大的捕食危险时，蜜蜂会警惕、恐惧、厌恶，因为大脑中的“快乐因子”多巴胺急速下降。反之，人为提高蜜蜂多巴胺水平，则能提升它们的“抗压”能力。相关研究近日发表于《当代生物学》。
　　蜜蜂的情绪如何证明
　　早在2012年，谭垦就发现了一个有趣的现象，有的花蜜含有对蜜蜂具有轻微毒性的生物碱，比如雷公藤花蜜，采集蜂总会回避。可没有其他花蜜来源的时候，它们不得不选择采这种花蜜。它们回巢后会通过“舞蹈语言”告诉同伴食物源的方向和距离信息，但摇摆舞的动作会变形，“积极性”显著下降。
　　“当采集蜂认为花蜜质量比较差时，它们的舞蹈语言就带着‘消极’情绪。”谭垦告诉《中国科学报》，“这就好比一个学生去食堂吃饭，只剩一个菜，吃了还不舒服。回到宿舍后，他会向室友抱怨，把他们‘劝退’。”
　　问题是，怎样才能证明蜜蜂的“情绪”是一种客观存在呢？它的生物学机制又是什么呢？
　　2022年，福建农林大学研究员苏松坤团队首次证明了蜜蜂大脑中存在“欲望系统”。他们发现，蜜蜂跳摇摆舞与多巴胺水平相关，作为“快乐因子”的多巴胺是个体欲望系统中的重要驱动力。
　　在这项研究中，研究人员惊喜地看到，采集蜂在跳舞起始阶段和刚到达蜜源地未取食阶段，脑部多巴胺水平显著升高。当人为提高采集蜂多巴胺水平时，它们的采集频率进一步提高。这些结果证明了昆虫拥有与哺乳动物类似的由积极愉悦刺激产生欲望的神经机制。
　　谭垦团队受到了启发。他们想，既然蜜蜂的采集行为会受到正向情绪的引导，那么它们是否也会被负面情绪左右？
　　“恐惧”可以被逆转
　　“自然界中，正向激活信号和反向抑制信号往往同时存在。比如，当蜜源地出现危险时，蜜蜂就会减少对蜜源地的访问。”谭垦解释。
　　采集蜂在蜜源地遇到危险，返回蜂巢后会传递一种“停止信号”，它们会用脑袋撞击舞蹈蜂。舞蹈蜂接到“停止信号”后，很快结束舞蹈，传递警示。
　　在最新实验中，研究人员在蜜源地人为放置了蜜蜂的天敌──金环胡蜂，然后捕获采集蜂，对它们进行液氮冷冻，并对单个采集蜂大脑的生物胺水平进行高效液相色谱测量，从而得到多巴胺含量。
　　结果显示，正常的采集蜂回巢后表演舞蹈时，多巴胺含量较高，因胡蜂恐吓而“失魂落魄”的采集蜂在回巢后发出“停止信号”，多巴胺含量低，而且那些接收到“停止信号”的舞蹈蜂，多巴胺水平也会迅速下降，访问蜜源地的频率随之减少。
　　“这项研究揭示，‘停止信号’作为一种与负面情绪相关的交流信号，可以通过调控蜜蜂大脑的多巴胺水平实现抑制舞蹈和觅食行为。”谭垦告诉《中国科学报》。
　　此外，当研究团队在蜜源中添加多巴胺，人为增加采集蜂大脑中的多巴胺水平时，可以逆转蜜蜂对胡蜂的“恐惧”情绪。采集蜂不再因害怕而逃跑，延长了在胡蜂捕食胁迫下的取食时间，返回蜂巢后产生的“停止信号”也减少了，甚至还会继续表演摇摆舞。可见，捕食者诱发的恐惧效应可以通过增加蜜蜂多巴胺水平来抵消。
　　未来，研究人员希望通过控制蜜蜂大脑的多巴胺水平，干预它们的采集行为。“在遇到有农药的植物授粉时，激发采集蜂更多的负面情绪；相反，在植物需要提升授粉效率时，调动蜜蜂的积极情绪。”谭垦说。

●　论文链接
　　信息：
　　https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.03.072