12月8日,,《科學(xué)》(Science)期刊上刊登的一項研究"Stop Signals Provide Cross Inhibition in Collective Decision-Making by Honeybee Swarms"表明:當(dāng)尋找房子時,蜂群使用抑制信號,這一點類似于人類大腦做決定的過程,。
對于蜜蜂而言,沒有一個地方算得上家,,每年,,它們都必須找到新住址。蘇塞克斯大學(xué)Francis Ratnieks 沒有參與這項研究,,他說:“這僅是蜂群社會性行為的一個事例,,同時也反映出大腦和蜂群在做決定過程中的相同之處。”
澳大利亞悉尼大學(xué)Mary Myerscough 稱:“每年春天,,蜂群中大約2/3的成員脫離后組成新的蜂群,,但是,成千上萬的蜜蜂不會茫然出擊,,而是選擇在樹枝上等待,,直到數(shù)百個“偵查蜂”探索到新住址——寬敞、中空的樹,。”
在調(diào)查潛在家庭住址后,,每一個“偵查蜂”返回到蜂群,并在蜂群前通過搖擺舞報告住址狀況,。Myerscough 稱,,每一只蜜蜂不需要比較多個地址,只需拜訪一處便知道一般住址和“五星賓館”之間的差別,。住址狀況越好,,它們跳的舞會越長、越歡快,,因此能召集更多的蜜蜂,。“偵查蜂”召集的蜜蜂數(shù)超過特定的閾值,它會獲勝,蜂群會把蜂窩移到推薦的住址,。
如果2個蜂窩同樣舒適,,蜜蜂面臨致命僵局的風(fēng)險,畢竟,,蜂群只有一個蜂后,,不能分裂,因此必須選擇一個蜂巢住址,。為了發(fā)現(xiàn)蜜蜂如何避免僵局,,康奈爾大學(xué)的蜜蜂生物學(xué)家托馬斯西利和同事在偏遠的緬因州島搭建2個相同的蜂巢,然后釋放一大群蜜蜂,。拜訪其中一個蜂箱的“偵查蜂”被涂上黃條紋,,拜訪另一個的被涂上粉紅條紋。
接著,,研究人員觀察到“偵查蜂”推薦各自的探索地址,。Seeley稱,它們?yōu)樾路涑策x址大跳搖擺舞,,并花時間阻止對方跳舞——通過用頭撞,,并發(fā)出尖銳的叫聲。
使用這些抑制信號讓蜜蜂打破僵局,,很快地決定家庭選址,,因為一方獲得的支持超過另一方,蜂數(shù)較多的一方會阻止另一方跳搖擺舞,,平衡被打破,,蜂群能較快地選擇蜂巢地址。之前研究表明,,撞頭行為警告蜜蜂遠離覓食的險境,,而這項研究首次證實,它還能加快“民意表決”進程,。
Ratnieks稱,,蜜蜂搖擺模式類似于靈長類大腦處理信息的方式,例如,,為了確定聲音來自哪一邊,,即便左、右耳的神經(jīng)元同時受到激發(fā),,但是神經(jīng)元之間會相互抑制對方的興奮,。一旦左邊達到閥值水平,大腦得出結(jié)論——聲波來自左邊,。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1126/science.1210361
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PMID:
Stop Signals Provide Cross Inhibition in Collective Decision-Making by Honeybee Swarms
Thomas D. Seeley, P. Kirk Visscher, Thomas Schlegel, Patrick M. Hogan , James A. R. Marshall
Honeybee swarms and complex brains show many parallels in how they make decisions. In both, separate populations of units (bees or neurons) integrate noisy evidence for alternatives and when one population exceeds a threshold the alternative it represents is chosen. We show that a key feature of a brain—cross inhibition between the evidence-accumulating populations—also exists in a swarm as it chooses its nesting site. Nest-site scouts send inhibitory stop signals to other scouts producing waggle dances, causing them to cease dancing, and each scout targets scouts reporting sites other than her own. An analytic model shows that cross inhibition between populations of scout bees increases the reliability of swarm decision-making by solving the problem of deadlock over equal sites.