新しい研究はビデオを使用して、資源条件の変化に応じてミツバチが給餌メカニズムを切り替えることを示しています

2023年8月21日の特集

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ステファニー・ボーム著、Phys.org

自然界では、動物の摂食メカニズムとその食物源との適合性が、利用可能な資源の範囲と動物がどれだけうまく摂食できるかを決定します。 ミツバチ (Apis mellifera) などの花の蜜を食べるミツバチは、さまざまな花冠の深さと糖濃度に遭遇します。 花の蜜は、世界中で主要な花粉媒介者であるミツバチにとっての主要なエネルギー源と水源です。

地域の気候条件により、植物はさまざまな量や濃度の蜜を生産しますが、蒸発や花粉媒介者の摂食により、花の蜜の貯蔵庫が容量を下回ってしまうことがよくあります。 したがって、自然に変化する資源条件下でミツバチが「有益に」餌を得る能力は有利である。

国際研究チームはミツバチの摂食メカニズムを研究し、ミツバチが吸引とラッピングをどのように切り替えて、さまざまなサイズや糖濃度の花から最大限の利益を引き出すかを報告した。 「ミツバチは深い蜜を効率的に飲むためにメカニズムを切り替える」と題されたこのチームの研究は、米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載される。

これまでの研究ではミツバチの吸引や巻きつき摂食行動が研究されてきたが、この論文では、初期の研究には「実質的に無制限の蜜供給という不自然な状態が含まれていた。野生でミツバチが訪れる花ではこれほど大きな蜜だまりは珍しい」と指摘している。

この研究で研究チームは、摂食中のミツバチの口器と花蜜の間の距離、および花蜜内の糖濃度が、ミツバチが花蜜を吸引またはラッピングのどちらで摂取するかを決定する要因であることを示した。

ミツバチの摂食機構は、一対の細長いガレア (葉) の内側に一対の唇側パルピを含む長くて薄い口吻で構成されています。 この構造は栄養管として機能し、ミツバチの毛深い舌 (舌) が内部にあります。

この研究のために、研究者らはミツバチを事前に絶食させ、毛細管に入れた10%、30%、50% w/wのショ糖溶液を与え、高速ビデオ撮影を使用してミツバチのそれぞれの摂食行動を記録した。 視覚的なコントラストを得るために、栄養効果のない青色の染料を各溶液に加えたところ、ミツバチはそれをよく耐えました。

10％w/wの濃度では、ミツバチは口吻を溶液の奥深くに挿入し、舌を口吻管を越えて伸ばし、半月板に到達できなくなるまで液体を吸引した。

研究によれば、30％w/w（自然界で一般的に見られるおおよその濃度）では、ミツバチは溶液を素早くラップすることから始め、液面が下がるにつれて速度を落とし、液体が手の届かないところまで下がるまで徐々に吸引に切り替えた。

50% w/w では、ミツバチは溶液をラップし始め、液体が後退するにつれて速度が低下し、まったく吸引に移行しませんでした。 注目すべきことに、ミツバチは、30% w/wでの吸引への移行中よりも50% w/wでのラッピング頻度の減少が小さいことを示した。

研究者らは、短距離でのラッピングは、ミツバチが舌の最大収集能力を満たすために最も効率的に花蜜を集めるのに役立つが、より長い距離でのラッピングは、毛細管を満たすのにより多くの時間が必要となるため、吸引よりも効率が低下すると結論付けています。 試験した花蜜の中で最も濃厚な花蜜で観察されたラッピング頻度の減少は、最大の舌飽和容量に必要な毛細管の上昇に対する許容量を示しています。