中新網(wǎng)南京1月16日電(記者 徐珊珊)據(jù)中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所16日消息,該所與中山大學、北京理工大學組成的研究團隊,在國際上首次從流體力學等角度,揭示了熊蜂中唇舌微觀結(jié)構(gòu)對其采蜜效率的影響,為解釋蜂王在工蜂羽化后停止外出覓食的行為提供了關(guān)鍵證據(jù)。
該研究成果近日發(fā)表在國際學術(shù)期刊《美國科學院院刊》(PNAS)上。
社會性的出現(xiàn)被認為是生物演化歷史中重要的進化創(chuàng)新。熊蜂作為一種半社會性昆蟲,處于獨居到真社會性之間的過渡階段。研究顯示,蜂王在筑巢早期會積極外出采蜜,但當?shù)谝慌し溆鸹螅銜饾u將采蜜任務(wù)轉(zhuǎn)移給工蜂,轉(zhuǎn)而專注于巢內(nèi)活動。以往研究多從環(huán)境、生理或分子機制解釋這一現(xiàn)象。
研究團隊通過對99只熊蜂的中唇舌進行掃描電子顯微鏡分析發(fā)現(xiàn),蜂王舌面剛毛間距顯著大于工蜂。雖然蜂王體型更大、舌頭更長,但剛毛間距較寬反而影響了其采蜜效率。
通過顯微高速攝影技術(shù)觀察熊蜂采集模擬花蜜的過程,研究人員發(fā)現(xiàn)中唇舌在回撤時,相鄰剛毛間形成的氣液界面會產(chǎn)生毛細壓力梯度,這對夾帶花蜜至關(guān)重要。剛毛間距增大導致毛細效應(yīng)減弱,從而降低了花蜜在中唇舌上的附著與填充效率。
研究進一步通過引入無量綱數(shù)進行理論分析,從流體力學層面解釋了形態(tài)結(jié)構(gòu)如何限制采蜜效率。(完)