保持距离,以策安全?蜜蜂也会用社交距离对抗疾病

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研究人员发现,当被螨虫侵扰时,负责觅食的蜜蜂会远离群体中心,以避免造成疫情扩散。

自从 COVID-19 肆虐全球,许多国家采取封城措施以减少传染的机会,在过去的 18 个月里,人类对“社交距离 ( Social distancing )”这个词已经非常熟悉。日前一份研究证明,当健康可能受到威胁时,人类并不是唯一会透过“保持距离”及减少群聚,以抵抗病原体或寄生虫传播的生物-蜜蜂也会透过这样方式以避免群体染疫。

科学家针对一群蜜蜂(Apis mellifera)进行保持距离以减少外来螨虫 ( Varroa destructor ) 威胁的研究。这份研究希望能透过蜜蜂对空间的使用,以及行为的改变,来了解这些方法是否能有效减少寄生虫的威胁。

研究人员 Alessandro Cini 博士及其同事在《科学进展》杂志上撰文描述了他们第一次观察意大利撒丁岛的蜂箱,并将自然感染螨虫的蜂箱中蜜蜂的行为,与经过处理以去除螨虫的蜂箱中的蜜蜂行为进行比较。 

Cini 博士说:“如果你认为人类有大脑、是有意识的,而人类需要时间来调整我们的日常行为以应对 Covid-19,那么当看到其他动物也在做类似的事情,是非常令人兴奋的。”

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降低螨虫入侵策略 1:改变摇摆舞位置

蜂群内负责觅食的年长蜜蜂,会表演摇摆舞(Waggle dance)来指示食物来源的方向,而透过架设摄影机在蜂巢内的纪录显示,当蜂巢被螨虫侵扰时,觅食者舞蹈的位置就会出现改变,也会主动远离幼蜂、蜂后和育雏细胞的群体中心。由于负责觅食的蜂群是造成螨虫入侵的主要入口之一,因此,觅食者越远离幼虫和幼体,越能防止螨虫在群体内传播。

 Cini 说,这可能有助于将感染保持在可以控制的水准之内,进而限制损害程度。这结果即说明蜜蜂借由改变“空间使用”和“社交互动”来防止螨虫入侵,同时,拉大年轻蜜蜂(年龄在6 至 11 天之间的幼蜂,负责保姆任务)和年长蜜蜂(负责觅食任务)之间的社交距离。

这种组成型免疫防御可以通过丰富的策略进行及时反应,即当受到寄生虫或病原体(诱导组织免疫)的挑战时,调整群体社交网络和巢内空间使用,以进一步降低风险传播疾病、有效地限制蜂巢内寄生虫的传播,这是过去未曾在蜜蜂行为研究中报导过的限制策略。

降低螨虫入侵策略 2:改变异体梳理习惯

研究小组还发现蜜蜂同种异体梳理(Allogrooming, 或称为社交梳理 Social grooming)的习惯上发生了变化,这种梳理是一只蜜蜂替另一只蜜蜂去除身上的外来颗粒和寄生虫的社会行为。

在未受感染的蜂群中,相互梳理往往集中在蜂巢中央部分的幼蜂中,但研究人员发现,当存在螨虫时,情况有所改变,蜂群可能将注意力集中在群体中更重要的部分,而不是梳理工作。该团队随后在实验室进行了实验,实验组为透过人工方式用螨虫感染了 12 只幼蜂,并将牠们与未感染的群体进行了比较。

这一次,研究小组发现受感染群体之间的社交距离没有增加, Cini 表示,这可能反映对蜂群而言“小规模的社交距离,成本可能太高”毕竟出蜜蜂彼此依赖,而当螨虫存在时,觅食者和幼蜂保持距离更为重要。

但在梳理行为方面蜂群也展现了差异:与未感染群体中的个体相比,受感染的蜜蜂得到更多的梳理,更多的检查,与它们分享食物的次数也更多。

从组织免疫策略观点来看,受感染的蜜蜂得到更多的梳理与食物的结果,似乎与减少接触以减少螨虫传播的预测相矛盾,然而从社会免疫的角度来看,“护理的增加”可能是一个合理的解释,因为这种行为可能有助于减少寄生虫对个体带来的负担。需要身体接触的照顾行为可能促进其传播给照顾者,经研究的综合结果表明,当疫情发生时,保持一定程度的社会疏离纵然是必须的,但在大规模(即群体水平)而不是小规模(在一群蜜蜂中)疫情的情况下,照顾行为似乎占了上风。

这表明照护行为和由于社会互动引起的传播风险之间的权衡,可能因空间尺度和综合因素考量的排列组合而异。

由上述研究总结,寄生螨虫是蜜蜂 A. mellifera 最严重的威胁之一,螨虫的传播导致蜜蜂群内一系列显著的行为变化。例如,这种寄生虫会影响育雏活动,导致觅食者的定向能力改变。这项研究显示了自然选择在社会行为进化中的力量,还有社会行为的动态变化,以适应不断变化的环境。

疫情的最佳解决之道?找出组织免疫与社会结构之间的平衡

社会疏远、封城等作为,这些对疾病的反应行为对所有社会动物来说,代价肯定是高昂的,但这种策略在自然界广泛使用,表明其收益可能大于成本。

群居昆虫表现出的根据疾病传播风险,调节其社会结构,使个体能够尽可能地最大限度地利用社会交往的好处,并将传染病的特定风险降至最低。此外,为了最小化社会成本,可以有利于社会结构的特定变化(例如:空间、频率和网络属性),同时保持群体内的互动。

A. mellifera 蜂群社会免疫的研究结果表明,V. destructor 螨触发了蜜蜂的行为和空间变化,以回应受到侵扰的状况并阻止蔓延。这种行为可塑性可能有助于在讯息传递(这在如蜜蜂等社会性生物中必不可少)与对抗疾病和寄生虫在蜂巢中的传播之间找到平衡。从研究蜜蜂的社交距离策略,可带给正在经历 COVID-19 的人类相当大的启发;面对未来,人类也同样要找到一个与病毒共存的平衡点。

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参考资料:

  1. https://www.theguardian.com/environment/2021/oct/29/honeybees-use-social-distancing-when-mites-threaten-hives-study
  2. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj1398

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