在野外觅食过程中,昆虫需要在大量花朵之间快速判断哪些更可能提供花蜜或花粉。康斯坦茨大学与维尔茨堡大学研究人员近日通过实验观察大黄蜂的决策方式,发现其在信息处理上会采取“捷径”:通常优先依赖更显著的颜色线索,只有在颜色差异不明显时才会增加对形状或图案等特征的记忆与使用。相关研究发表于《Science Advances》。
研究团队指出,大黄蜂在为群体觅食时每天会访问数百朵花,且每次停留都需要做出选择。康斯坦茨大学神经动物行为学家、论文合著者安娜·斯托克尔(Anna Stöckl)表示,为避免在成功概率较低的飞行中消耗过多能量,大黄蜂会记住此前能获得回报的花朵类型,并在后续访问中据此筛选目标。

为检验大黄蜂会储存哪些信息以实现快速且可靠的识别,研究人员使用带有不同颜色、形状与图案组合的人工花朵进行训练,并设置奖励差异:在部分试验中,大黄蜂访问蓝色星形花可获得糖水,而黄色圆形花仅提供清水;另一些试验则将训练重点放在颜色非常接近的花朵上,例如黄色与橙色。经过多轮训练后,研究人员观察到大黄蜂更频繁飞向含糖水的花朵,显示其已将花朵特征与回报建立联系。
在随后的关键测试中,研究人员将已训练的颜色与形状进行“交叉”组合,迫使大黄蜂在已学到的特征之间做出取舍:例如将星形花改为黄色、圆形花改为蓝色。结果显示,大黄蜂通常继续选择此前与奖励相关联的颜色,而非形状,倾向于在特定颜色的花朵中寻找花蜜。

研究的最后一步将所有花朵统一为灰色,使颜色不再提供线索,仅能依靠形状或图案判断是否有奖励。实验结果显示,只有在训练阶段颜色难以区分时,大黄蜂才会更倾向于记住形状,并在灰色花朵条件下更频繁选择正确形状的花朵。研究团队据此认为,大黄蜂会根据线索的显著性调整决策策略,即在记忆内容与数量上进行取舍。
研究人员同时比较了不同训练条件下的学习耗时。维尔茨堡大学生物学家、合著者约翰内斯·斯帕特(Johannes Spaethe)表示,接受明显不同颜色训练的大黄蜂学习所需时间更短;而在相似颜色条件下,完成学习过程所需时间更长。
斯托克尔解释称,这一差异与信息处理成本有关:仅学习并储存颜色可能比同时记忆颜色与形状所需的处理努力更少;当颜色相近、区分难度上升时,大黄蜂才会进一步学习形状与图案,从而拉长学习过程。研究团队将其概括为“必要时多,尽可能少”的策略,以在资源消耗与识别效果之间取得平衡。