什么是蜜蜂的体内时钟

什么是蜜蜂的体内时钟?

这是一个很有意思的问题,它涉及到对生物节律的研究,但是在以前谁也没有注意小小的蜜蜂会与体内时钟有什么联系。这个问题一经提出,即引起了科学家们的广泛讨论,大家各抒己见,进行了极为有益的探索。

引起这场讨论的最早时间是在50多年前,那时有一位名叫费雷鲁的学者,他每天早上7点半到9点半在面对院子的阳台上用早餐。有一天早上,一群蜜蜂飞到甜果酱上,引起了费雷鲁的注意。以后他便留意观察,发现蜜蜂每天都在同一时间飞来。到了第五天,他撤去餐桌上的甜果酱,可是在当天和第六天,蜜蜂仍然按时飞来。这是什么原因呢?当时费雷鲁便提出一个有趣的假设,他说蜜蜂是知道时间的,当然它们不具备人类所享有的计时钟表,蜜蜂之所以知道时间,也许是根据太阳的位置来确定的。

为了论证费雷鲁的假设,德国著名动物行为学家贝林,进行了一系列的实验,结果发现蜜蜂在不见阳光的阴天或者下小雨的天气,也同样会按时飞来。后来,贝林又将蜜蜂关闭在暗室中,进行类似的实验,一开始蜜蜂出现了混乱,但不久之后便对时间渐渐地熟悉了。既然没有阳光,甚至在完全黑暗时,蜜蜂也能察觉时间的昼夜变化,那么费雷鲁提出的利用阳光位置来确定时间的论点,显然存在着很大的缺陷。于是贝林提出一个新的假设,他认为蜜蜂之所以能在暗处察知昼夜变化,最重要的因素也许是由于外界温度的变化。于是他对黑暗中的蜜蜂的周围环境,不断地调节温度,以改变空气的电传导(电传导在昼夜之间有变化),同时还改变湿度,可是蜜蜂并没有因为这些不规则的外界变化而失去对时间的掌握。

看来,要想揭开这一奥秘,还得进行更深入的研究。到1955年,贝林的弟子,德国动物学家伦纳进行了大规模的实验。他把在巴黎进行时间训练的蜜蜂用飞机运往美国纽约,结果发现,在巴黎最后一次给饵的24小时后,蜜蜂就出现在给饵场,这比纽约时间要提早5个小时,由此可见,即使在发生时间差的地方,蜜蜂对时间的掌握也没有失常。这就意味着蜜蜂不是根据体外环境,而是通过体内的生理变化来掌握时间的,于是伦纳指出,以上的实验告诉我们,有理由认为蜜蜂存在着体内时钟。

这一论点引起了学者们的很大兴趣,但是使人迷惑不解的是,蜜蜂的体内时钟又是由什么控制的呢?它的生理机制是什么呢?是不是由于空腹感的缘故呢?1979年,日本学者太田次郎在《生命的奥秘》一书中说,蜜蜂是把花粉与蜜一起带回巢内的,这与带蜜不同,花粉是在后腿的外侧揉成团而带回的,这种花粉带回的行为也可能使蜜蜂掌握时间。根据其他种种实验还证明,蜜蜂的体内时钟决不是基于空腹感的所谓“腹时钟”。

最近,有些科学家将蜜蜂放在30℃的温度下做时间训练,给饵后,经过6个小时,再放入冰箱,使之在5~7℃下受冷。结果,训练后所掌握的时间推迟了。从这些实验中可以看出,体内时钟似乎又与物质代谢速度有关,然而它们彼此间究竟有什么联系?联系密切的程度如何?到目前科学家们对此还不清楚,看来,蜜蜂体内时钟之谜,也许还要经过一段时期的探索才能彻底揭晓。

(瞿惠民)