很多研究顯示腸道微生物群會影響動物的神經發育和行為，但以前沒有記錄到影響社會性昆蟲的群體。這篇研究，研究人員使用蜜蜂來探索腸道微生物群對宿主社會性行為的影響。他們發現微生物群會增加了蜜蜂之間相互作用的速率和專業分工。微生物群所分泌的物質與蜜蜂大腦中檢測到的三分之一代謝物的增加有關，包括在突觸傳遞和大腦能量功能中起作用的氨基酸。其中一些代謝物是社交互動的重要因子。微生物群代謝產物還影響與氨基酸代謝相關的大腦轉錄過程和涉及感覺知覺的大腦區域的表觀遺傳修飾。這些結果顯示，腸道微生物群調節蜜蜂的族群社交網絡，並顯示染色質和氨基酸生物合成的變化。
撰文/楊凱杰 編輯/吳明城 博士
國立中興大學 蜜蜂生物學研究室
蜂作為授粉昆蟲，需要長時間在外採集花蜜。然而對動物來說，長時間的接觸同種刺激很容易產生神經性適應(neural adaptation)，又稱感覺疲勞。蜜蜂為何可以一直吃糖而不感覺膩呢? 英國新堡大學(Newcastle university)的Wright教授團隊研究了幾種熊蜂和西方蜂口器上的A型感受器(A-type sensilla)，發現上面存在兩種味覺受體神經元(gustatory receptor neurons(GRNs)：GRN1和GRN2，兩者相互調節下才能讓蜂持續吃糖而不感覺膩。研究發現該神經調節運作機制即蜂在持續接受糖水刺激時，GRN1會產生連續的訊號，而GRN2則扮演短暫中斷GRN1訊號的角色，讓GRN1能又馬上發出正常強度的訊號；若沒有GRN2中斷GRN1訊號的動作，讓GRN1持續產生連續的訊號，則會讓味覺很快產生神經適應性，而有味覺疲勞產生(圖一)。該研究團隊也發現這味覺感受器對不同種類的糖水也產生不同的訊號，顯示能判斷出蔗糖、果糖、葡萄糖等糖類的差異。
除此之外，和其他昆蟲比較吃糖，發現蜜蜂較不易產生味覺疲勞。昆蟲在吃東西時若產生味覺疲勞，便會暫停進食，等到味覺恢復後才繼續進食，由於蜜蜂吃糖時較不會膩，所以可以持續採集花蜜，增加了蜜蜂採集的效率，這點也成為蜜蜂在演化之戰中生存必不可或缺的武器！
圖一、蜜蜂味覺感受器中的GRNs在接受糖水刺激時產生的訊號。GRN1和GRN2，兩者神經元會相互調節讓蜂持續吃糖而不會馬上有味覺疲勞發生。
(參考自Miriyala et al. 2018.)
Buttstedt, A., C. I. Muresan, H. Lilie, G. Hause, C. H. Ihling, S. H. Schulze, M. Pietzsch and R. F. A. Moritz (2018). "How Honeybees Defy Gravity with Royal Jelly to Raise Queens." Curr Biol 28(7): 1095-1100.
撰寫│ 吳明城 博士
當我們生產蜂王漿或培育蜂王時(圖一)，需將幼蟲移入王杯，然後將該王杯開口朝下，垂直放置於蜂巢裡，隨後工蜂會持續吐漿給該幼蟲，但王杯裡的幼蟲為什麼不會掉出來呢?
德國研究蜂王漿蛋白專家Buttstedt博士解開這謎題，他的研究團隊發現蜂王漿蛋白(MRJP1)在酸鹼值4.0的時候，會形成有黏滯性的纖維結構，但這纖維結構會隨著酸鹼值調高而消失，且黏滯性降低(圖二)。該研究團隊實際利用四日齡幼蟲測試不同酸鹼度的王漿，發現酸鹼值4.0的王漿可以百分之百黏住幼蟲，不讓其掉出王杯，但隨著酸鹼值升高至5.9，該酸鹼值下的王漿，幼蟲全部掉出王杯，因此合理推測蜂王漿蛋白在較酸的條件下，所形成的纖維結構可幫助幼蟲對抗地心引力。
詳細內容可以參考Buttstedt博士發表的研究報告。
圖一 產王漿時，王杯開口朝下。
圖二 蜂王漿於酸鹼值4.0時，可形成蛋白質纖維結構，幫助幼蟲定置於王漿取食；蜂王漿於酸鹼值5.0時，則無法形成蛋白質纖維結構，幼蟲會掉出王杯。 (參考自Buttstedt et al. 2018.)
Buttstedt, A., C. I. Muresan, H. Lilie, G. Hause, C. H. Ihling, S. H. Schulze, M. Pietzsch and R. F. A. Moritz (2018). "How Honeybees Defy Gravity with Royal Jelly to Raise Queens." Curr Biol 28(7): 1095-1100.
撰寫│ 吳明城 博士
美國德州大學(University of Texas at Austin) Moran教授研究團隊利用次世代定序技術(next generation sequencing, NGS)解析蜜蜂腸道菌落組成與功能性分析，發現蜜蜂腸道含有常見的細菌種類，如：乳酸菌、桿菌與鏈黴菌等，它們所扮演的角色功能眾多，例如：幫助蜜蜂消化，增加體重、轉化有毒糖類、提升宿主免疫力等；瑞士洛桑大學(University of Lausanne)Engel教授研究團隊也與Moran團隊有所合作，根據最新所得研究資訊推測花粉到蜜蜂中後腸時，花粉上的糖與細胞壁成份(pectin)會被細菌Gilliamella apicola所代謝，經代謝所形成的有機酸則可再被吸附於腸道的細菌Snodgrassella alvi再次代謝，最後剩餘的花粉粒，成分包含大量的黃酮類化合物(flavonoids)到後腸末端時，則由乳酸菌屬的菌進行最後代謝分解，值得一提的是後腸的乳酸菌Bifidobacterium asteroides可參與蜜蜂賀爾蒙的合成，進而干擾蜜蜂的免疫系統與行為 (如圖示) 。
蜜蜂腸道菌研究近三年逐漸受重視，相信未來會對蜜蜂整體腸道共生菌扮演角色更清楚，而能進一步利用該微生物資源於蜜蜂養殖上，甚至家禽養殖。
蜜蜂後腸菌叢消化花粉的過程 (參考自 Bonilla-Rosso and Engel /2018)
Anderson, K. E. and V. A. Ricigliano (2017). "Honey bee gut dysbiosis: a novel context of disease ecology." Curr. Opin. Insect Sci. 22: 125-132.
Bonilla-Rosso, G. and P. Engel (2018). "Functional roles and metabolic niches in the honey bee gut microbiota." Curr. Opin. Microbiol. 43: 69-76.
Kesnerova, L., R. A. T. Mars, K. M. Ellegaard, M. Troilo, U. Sauer and P. Engel (2017). "Disentangling metabolic functions of bacteria in the honey bee gut." PLoS Biol 15(12): e2003467.
Kwong, W. K. and N. A. Moran (2016). "Gut microbial communities of social bees." Nat. Rev. Microbiol. 14: 374-384.
撰寫│ 吳明城 博士
蜜蜂採集花蜜與採集花粉的行為是受不一樣的機制所調控。
花蜜是蜂群主要碳水化合物能量來源，涉及蜂群活動的能量，例如：影響蜂群的飛行能力(flight performance)；花粉則是蜂群主要蛋白質能量來源，提供細胞所需之氮源，例如：提供蜜蜂個體發育過程之營養。
行為研究顯示蜜蜂採集花蜜的活動，並不會因為巢內蜂蜜儲存量改變而變化，意指蜂蜜儲存變少了蜜蜂並不會更積極採蜜，或蜂蜜儲存多了就降低出勤率。不過，Jaycox (1970)利用小蜂群做了些測試，發現：1) 有蜂后的蜂群比無蜂后的蜂群採蜜較多，2) 無蜂后的情形下，蜂群有幼蟲子脾比沒有子脾的蜂群採蜜較多。至於採集花粉的行為，則至少受兩種因子所調控，如：幼蟲脾所散發之費洛蒙與巢片儲存花粉的量，當蜂群有較多幼蟲脾會促使外勤蜂積極尋找與採集花粉，另外，當儲存量變少，亦會讓蜂群有危機感，加強採集。採集食物回來的外勤蜂會透過舞蹈語言(Waggle dance)與費洛蒙表達目前外在蜜源的位置與狀況，讓巢裡的外勤蜂能依循此資訊做反應，不過有趣的是舞蹈語言似乎是針對蜜源為主，根據Couvillon et al.(2015)標記五千多隻跳舞的外勤蜂發現，其中只有16.8%的舞蹈是為了採花粉，而83.2%是為了採蜜。社會性昆蟲「蜜蜂」的行為非常複雜，盡管過去四十多年有非常多研究在探討行為的關連性，但總是會有新發現。
以上資訊供大家參考，由於礙於篇幅僅摘述美國Clarence Collison教授撰述外勤蜂行為文章的要點，該原文發表於2018年2月份Bee culture雜誌，很值得大家花時間把該原文看完，因為還有很多非常有趣的外勤蜂行為表現尚未列入摘述中。
引用文章：
Bee culture February 27, 2018. A closer look – foraging behavior.
撰寫│ 吳明城 博士
授粉昆蟲可利用偵測花朵上二氧化碳的排放、影像(可吸收UV光的色素、散發之螢光、顏色)、濕度、甚至溫度來評估花朵的合適度。
上個月英國與德國科學家更證實熊蜂可以辨認單一花朵的溫度差。起初他們利用熱像儀研究118種植物花朵，發現55%的花朵是有內外溫度差(至少2°C)，因此提出一個問題：這溫度差有意義嗎? 能讓授粉昆蟲辨認這溫度差嗎? 於是他們進行了熊蜂行為測試，發現熊蜂確實有能力偵測假花上的溫度差。環境花朵的溫度差是由陽光照射後所形成，是否此溫度差與蜜粉量有關，尚有待進一步研究。
花朵溫度模式與熊蜂行為測試圖(擷取自Bing and Kessler (2017))
引用文章：
1. Bee culture January 8, 2018. CATCH THE BUZZ – HEAT PATTERNS SERVE AS SIGNATURES FOR FLOWERS TO PASSING BEES.
2. Bing and Kessler (2017) Pollination: Solar flower power. Journal eLife Dec.
3. Harrap et al. (2017) The diversity of floral temperature patterns, and their use by pollinators. Journal eLife Dec.
撰寫│ 吳明城 博士
蟎害困擾著全球的養蜂人家，不過德國科學家公告了另人興奮的學術研究成果--氯化鋰(LiCl)可有效殺蟎。
這發現是很偶然、也很有趣，他們想改善2012年以色列科學家利用RNA干擾的殺蟎技術，實驗過程中卻簡化了些步驟，而發現對照組的實驗數據居然有殺蟎的成果，進而抽絲剝繭發現原來是溶液中尚未去除的鹽類--氯化鋰--有殺蟎的活性。未來需更一步地了解是哪種劑型的應用較適用，而不會將該金屬鹽類殘留於蜂產品? 另外，它的殺蟎機制很值得研究，或許可以衍伸出其它殺蟎藥劑。
學會已邀請苗栗農業改良場專家針對殺蟎防治進行整體性介紹，預計四月份會刊登於蜂學補給站，敬請參考。
‼ (氯化鋰有毒，在未有具體安全性產品被研發出來前，大家千萬不要自行使用) ‼
引用文獻：
Garbian et al. (2012) Bidirectional transfer of RNAi between honey bee and Varroa destructor Varroa gene silencing reduces Varroa population. PLOS Pathogens. 8. e1003035.
Ziegelmann et al. (2018) Lithium chloride effectively kills the honey bee parasite Varroa destructor by a systemic mode of action. Scientific reports. 8. 683.
撰寫│ 吳明城 博士
英國劍橋與布里斯托大學共同發表一篇有關花朵色彩繽紛程度與蜜蜂訪花率的文章! 內容提到色彩繽紛的花朵確實會吸引蜜蜂來採蜜收集花粉，但蜜蜂再次回到同一種色彩豐富的花朵機率卻是降低；單一色彩的花朵則很容易讓蜜蜂再次回來訪花! 其中文章裡Glover教授提到蜜蜂訪花時通常運用「單一尋找影像」(single search image)收尋花朵，也就是說當蜜蜂在含蜜量高的藍色花朵採到蜜後，緊接著他們會找相關的藍色花朵，而不會到黃色或紅色花朵上尋找。
相關文章連結如下：https://phys.org/news/2016-02-tone-iridescence-petals-bees.html