安诺医学转录组,让科研与临床更近一步
第六届胶原蛋白行业论坛会议通知
做实验,得iPhone!

蜜蜂使用抑制信号选新址,类似于人类大脑做决定

2011/12/10 来源:The Scientist
分享: 
导读
一项研究表明:当寻找房子时,蜂群使用抑制信号,这一点类似于人类大脑做决定的过程。相关研究发表在12月8日地《科学》(Science)期刊上。

对于蜜蜂而言,没有一个地方算得上家,每年,它们都必须找到新住址。一项研究表明:当寻找房子时,蜂群使用抑制信号,这一点类似于人类大脑做决定的过程。相关研究发表在12月8日地《科学》(Science)期刊上。

苏塞克斯大学Francis Ratnieks 没有参与这项研究,他说:“这仅是蜂群社会性行为的一个事例,同时也反映出大脑和蜂群在做决定过程中的相同之处。”

澳大利亚悉尼大学Mary Myerscough 称:“每年春天,蜂群中大约2/3的成员脱离后组成新的蜂群,但是,成千上万的蜜蜂不会茫然出击,而是选择在树枝上等待,直到数百个“侦查蜂”探索到新住址——宽敞、中空的树。”

在调查潜在家庭住址后,每一个“侦查蜂”返回到蜂群,并在蜂群前通过摇摆舞报告住址状况。Myerscough 称,每一只蜜蜂不需要比较多个地址,只需拜访一处便知道一般住址和“五星宾馆”之间的差别。住址状况越好,它们跳的舞会越长、越欢快,因此能召集更多的蜜蜂。“侦查蜂”召集的蜜蜂数超过特定的阈值,它会获胜,蜂群会把蜂窝移到推荐的住址。

如果2个蜂窝同样舒适,蜜蜂面临致命僵局的风险,毕竟,蜂群只有一个蜂后,不能分裂,因此必须选择一个蜂巢住址。为了发现蜜蜂如何避免僵局,康奈尔大学的蜜蜂生物学家托马斯西利和同事在偏远的缅因州岛搭建2个相同的蜂巢,然后释放一大群蜜蜂。拜访其中一个蜂箱的“侦查蜂”被涂上黄条纹,拜访另一个的被涂上粉红条纹。

接着,研究人员观察到“侦查蜂”推荐各自的探索地址。Seeley称,它们为新蜂巢选址大跳摇摆舞,并花时间阻止对方跳舞——通过用头撞,并发出尖锐的叫声。

使用这些抑制信号让蜜蜂打破僵局,很快地决定家庭选址,因为一方获得的支持超过另一方,蜂数较多的一方会阻止另一方跳摇摆舞,平衡被打破,蜂群能较快地选择蜂巢地址。之前研究表明,撞头行为警告蜜蜂远离觅食的险境,而这项研究首次证实,它还能加快“民意表决”进程。

Ratnieks称,蜜蜂摇摆模式类似于灵长类大脑处理信息的方式,例如,为了确定声音来自哪一边,即便左、右耳的神经元同时受到激发,但是神经元之间会相互抑制对方的兴奋。一旦左边达到阀值水平,大脑得出结论——声波来自左边。

 

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.

文献链接:http://www.sciencemag.org/content/early/2011/12/07/science.1210361

本网站所有注明“来源:生物探索”的文字、图片和音视频资料,版权均属于生物探索所有,其他平台转载需得到授权。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(editor@biodiscover.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。