DOI: 10.1126/science.abc2451
《Science》2020年5月22日
第368卷，第6493期，第824-825頁(yè)
封面圖中，一只大黃蜂（Bombus terrestris）正在破壞一片葉子，以促進(jìn)開花，這表明植物和傳粉者在物候上是同步的。
昆蟲傳粉者與花的共生關(guān)系既緊密又脆弱。植物為采花者提供營(yíng)養(yǎng)，以換取授粉服務(wù)。然而，在這種交換中，時(shí)間是至關(guān)重要的：如果傳粉者與他們最喜歡的花的開花時(shí)間不同步，那么植物可能會(huì)徒勞地展示它們美麗的性器官，而傳粉者及其后代可能會(huì)餓死（1,2）。
現(xiàn)在，在本期881頁(yè)，帕沙利杜埃al.報(bào)告在這種關(guān)系中，大黃蜂不是被動(dòng)的參與者。相反，蜜蜂已經(jīng)發(fā)展出一種加速開花的方法，特別是在蜜蜂在季節(jié)早期被剝奪食物的條件下（3）。
氣候變化威脅著長(zhǎng)期以來確立的季節(jié)性授粉活動(dòng)和開花時(shí)間的同步性。溫度對(duì)冬眠后授粉昆蟲的出現(xiàn)有強(qiáng)烈的影響（4）。相比之下，開花在很大程度上依賴于光照時(shí)間（光照周期），而光照時(shí)間不受氣候變化的影響（5）。因此，授粉者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在這個(gè)季節(jié)的早期嚴(yán)重缺乏營(yíng)養(yǎng)。
與假說驅(qū)動(dòng)的研究相反，科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往來源于對(duì)自然現(xiàn)象的仔細(xì)觀察。
帕沙利杜埃注意到一種以前未被報(bào)道的自然行為：大黃蜂利用它們的嘴部故意破壞各種植物的葉子（見封面圖）。
作者懷疑，這種行為可能與花粉短缺有關(guān)，花粉是蜜蜂唯一的蛋白質(zhì)來源。因此，研究人員比較了實(shí)驗(yàn)性缺花粉的大黃蜂群體和飼養(yǎng)良好的工蜂群體的葉片破壞行為。
這些結(jié)果在多年和實(shí)驗(yàn)環(huán)境（實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和自由飛行的群體）中是一致的：缺乏花粉的工人在無花植物的葉子上鉆洞做了大量的努力，而來自營(yíng)養(yǎng)良好的蜂群很少這樣做。
但為什么呢？帕沙利杜埃阿爾于是發(fā)現(xiàn)：葉片破壞行為對(duì)開花物候的顯著影響。當(dāng)接觸到咬葉的蜜蜂時(shí)，黑芥菜（Brassica nigra）提前2周開花，番茄（Solanum lycopersicum）提前1個(gè)月開花。因此，大黃蜂似乎表現(xiàn)出一種低成本，但高效率的伎倆，以加速開花植物周圍的巢條件下，花粉資源是最迫切的群體生長(zhǎng)。
許多有趣的問題圍繞著“咬葉行為”及其適應(yīng)性展開，這種行為是怎么發(fā)生的？
一種可能是，個(gè)別蜜蜂發(fā)現(xiàn)，咬葉子會(huì)帶來未來的回報(bào)，這些蜜蜂會(huì)記住自己所損壞的植物，并在幾周后返回它們身邊，從中獲益。
這也許并非完全不可信，因?yàn)榇簏S蜂已經(jīng)研究出：其他令人吃驚的創(chuàng)新解決方案，并從中獲得獎(jiǎng)勵(lì)（6），它們的空間記憶可以持續(xù)一生（7，8）。
然而，蜜蜂不太可能知道一個(gè)“咬葉”動(dòng)作和一個(gè)月后的獎(jiǎng)勵(lì)之間存在聯(lián)系。此外，野生工蜂很少能存活超過1個(gè)月（7）。
另一種解釋是：蜜蜂咬葉首先是如何產(chǎn)生的，即蜜蜂個(gè)體除了獲得更長(zhǎng)期的群體適合性收益外，還能獲得即時(shí)收益。
例如，蜜蜂可能從咬葉中提取一種替代蛋白質(zhì)來源，如植物汁液。然而，帕沙利杜埃等否認(rèn)這種可能性，因?yàn)榇蠖鄶?shù)破壞葉子的相互作用似乎過于短暫，蜜蜂無法吸收大量植物汁液。
發(fā)現(xiàn)→好奇→探究→發(fā)《Science》
也許缺乏花粉的蜜蜂，只是不分青紅皂白地，咬植物的某些部位，希望這些部位能隱藏一些花粉。這也不太可能，因?yàn)榧词故峭耆珱]有經(jīng)驗(yàn)的蜜蜂，也能分辨出花和植物部分。大黃蜂有時(shí)通過刺穿花的結(jié)構(gòu)，從難以接近的花中提取花蜜，這種技術(shù)稱為搶蜜。經(jīng)驗(yàn)不足的工蜂嘗試不同的花部位，直到他們找到獎(jiǎng)勵(lì)（花蜜）的位置（10）。
人們可能還想知道，為什么蜜蜂會(huì)在那些連花都沒有的葉片上咬洞，而不是去尋找那些有花的植物。
在蜂群飛行范圍內(nèi)，葉子的非選擇性穿孔，不會(huì)帶來太多回報(bào)。例如，將穿孔處理方法推廣到離本地巢穴太遠(yuǎn)的地方，或許更有可能使與附近巢穴競(jìng)爭(zhēng)的蜜蜂受益。
此外，許多植物，如苔蘚或蕨類植物，永遠(yuǎn)不會(huì)為蜜蜂提供任何有用的花粉，也不會(huì)有益于咬過開花期的植物的葉子。也許大黃蜂可以用花蕾來暗示，讓花同時(shí)盛開。因此，蜜蜂會(huì)知道，這些植物值得他們的努力，以進(jìn)一步加快開花（11）。
未來的研究應(yīng)該為第一批開始啃葉的變異蜜蜂，如何為這種特性在種群中傳播，提供足夠的選擇群體適合性優(yōu)勢(shì)，制定一個(gè)合理的進(jìn)化方案。
談到植物，有許多同樣引人入勝的問題，涉及到為什么蜜蜂驅(qū)動(dòng)的葉片損傷的適當(dāng)反應(yīng)，將是加速花的發(fā)育。
一種可能性是，這種損害被植物解釋為一種正在進(jìn)行的食草動(dòng)物攻擊；因此，一年生植物可能在植物過早死亡之前迫使提前開花。
眾所周知，植物加速開花是對(duì)各種壓力的反應(yīng)，但目前還沒有對(duì)草食反應(yīng)的已知例子（4）。一種適應(yīng)性的解釋可能是，植物“想要”對(duì)蜜蜂發(fā)出的食物短缺信號(hào)做出反應(yīng)，因?yàn)檫@也意味著可能有過多的授粉服務(wù)可用。然而，也會(huì)有一個(gè)相反的選擇壓力，以同步開花與植物物種（12）內(nèi)的潛在配偶，這將是一個(gè)不利的個(gè)別植物，推動(dòng)其開花前進(jìn)。
植物可能快速開花的另一個(gè)原因是：它們被簡(jiǎn)單地操縱，這樣做違背了它們自身的優(yōu)勢(shì)，但有利于大黃蜂。
用金屬鉗和剃刀造成的機(jī)械損傷，對(duì)開花時(shí)間的影響與蜜蜂穿孔的影響不同。
因此，蜜蜂仍有可能向植物注入化學(xué)物質(zhì)，以促進(jìn)開花。如果是這樣的話，科學(xué)家們可能會(huì)通過破譯一個(gè)月內(nèi)加速開花的分子途徑來實(shí)現(xiàn)園藝家的夢(mèng)想。
對(duì)這一新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)令人鼓舞的解釋是：采花者的行為適應(yīng)可以為授粉系統(tǒng)提供比迄今所推測(cè)的更大的可塑性和彈性，以應(yīng)對(duì)氣候變化。
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