2024 年(nian) PNAS 揭(jie)示攜(xie)帶花蜜(mi)的(de)飛行(xing)蜜(mi)蜂通(tong)過(guo)能(neng)量代(dai)謝(xie)調整(zheng)表(biao)現(xian)出(chu)非(fei)凡的(de)耐(nai)熱(re)性(xing)

由於氣候(hou)變化(hua)，熱(re)浪變得(de)越來越普(pu)遍(bian)，因此識別(bie)和(he)了解蜜(mi)蜂等(deng)昆(kun)蟲(chong)傳粉媒(mei)介避免過(guo)熱(re)的能(neng)力(li)至(zhi)關重要(yao)。近(jin)期(qi)懷(huai)俄明大學（University of Wyoming）的科(ke)研人員(yuan)研究了炎(yan)熱(re)幹燥的(de)空(kong)氣溫(wen)度對(dui)蜜蜂在(zai)攜(xie)帶花蜜(mi)負(fu)載飛行時的生理(li)和(he)行為(wei)機(ji)制(zhi)的(de)影(ying)響(xiang)，以評估過(guo)熱(re)或幹(gan)燥如(ru)何限(xian)制(zhi)蜜蜂 

實驗利(li)用(yong)SSI昆蟲(chong)呼(hu)吸代(dai)謝(xie)系統測量了(le)三(san)種(zhong)不(bu)同(tong)氣溫(wen)（20、30和(he)40℃）下攜帶花蜜(mi)負(fu)載的蜜蜂的(de)飛(fei)行(xing)肌(ji)肉(rou)溫(wen)度、飛(fei)行代(dai)謝(xie)率和(he)水分(fen)流失率，並(bing)在(zai)25和(he)40℃的氣溫(wen)下通過(guo)高(gao)速視(shi)頻測量了翅(chi)膀(pang)運動(dong)學。之(zhi)後(hou)作者使用這(zhe)些數(shu)據和(he)先前(qian)的文獻(xian)來模擬(ni)蜜蜂飛(fei)行(xing)的(de)熱(re)量限制(zhi)。

圖1 氣溫(wen)和(he)花蜜(mi)負(fu)載對(dui)蜜蜂（A）飛行肌(ji)肉(rou)溫(wen)度和(he)（B）代(dai)謝(xie)率的(de)影響，沒有發(fa)現(xian)氣溫(wen)和(he)花蜜(mi)負(fu)荷(he)對(dui)飛行(xing)代(dai)謝(xie)率有(you)顯著的交互作用（LMM：n=141，df=2，χ²=2.3，P=0.32）。在20℃和(he)30℃的氣溫(wen)下飛行(xing)的(de)蜜蜂的(de)代(dai)謝(xie)率隨(sui)著(zhe)花蜜(mi)負(fu)荷(he)的增(zeng)加而(er)增(zeng)加，斜(xie)率非(fei)常相(xiang)似（圖1B;LM：20℃：斜(xie)率=0.38，下限95%=0.16，上限95%=0.61;30℃：斜(xie)率=0.36，下限95%=0.17，上限95%=0.56）。然(ran)而在(zai)40℃氣溫(wen)下，飛行(xing)代(dai)謝(xie)率不(bu)受花蜜(mi)負(fu)荷(he)的顯(xian)著影(ying)響（LM：40℃：斜(xie)率=0.18，下95%=-0.01，上95%=0.37;圖1B），平均(jun)飛(fei)行代(dai)謝(xie)率明(ming)顯低(di)於在(zai)20和(he)30℃氣溫(wen)下觀察(cha)到(dao)的(de)（LMM：n=141，df=2，χ²=80.2，P<0.0001;圖 1B）。飛行代(dai)謝(xie)率在(zai)整個質量範圍(wei)內(nei)增(zeng)加了(le)約(yue)30%（圖1B），負荷(he)的影(ying)響解釋(shi)了22和(he)20℃空(kong)氣溫(wen)度蜜(mi)蜂飛(fei)行(xing)代(dai)謝(xie)率變化(hua)的(de)30%。

圖2 不同(tong)溫(wen)度下蜜蜂的(de)水分(fen)流失速(su)率，在40℃時，蜜蜂的(de)水分(fen)流失率隨(sui)著(zhe)花蜜(mi)負(fu)荷(he)的增(zeng)加而(er)增(zeng)加，但(dan)在(zai)20或30℃的氣溫(wen)下沒有(you)增(zeng)加。總(zong)體(ti)重(zhong)是(shi)蜜蜂的(de)質(zhi)量(liang)加(jia)上它攜(xie)帶的花蜜(mi)負(fu)荷(he)。每(mei)個點(dian)代(dai)表(biao)壹只(zhi)單(dan)獨(du)測量(liang)的蜜蜂。回(hui)歸(gui)線及其(qi)相(xiang)應的(de)95%置(zhi)信限表示(shi)總(zong)質(zhi)量(liang)對(dui)水流失率的(de)統計學顯著(zhe)影(ying)響。

圖3 飛行肌(ji)肉(rou)溫(wen)度對(dui)負載和(he)卸載飛行蜜蜂代(dai)謝(xie)產熱和(he)蒸發(fa)熱(re)損失的(de)交互作用，數(shu)據匯(hui)總(zong)了(le)所有外部(bu)空(kong)氣溫(wen)度。每(mei)個點(dian)代(dai)表(biao)壹只(zhi)單(dan)獨(du)測量(liang)的蜜蜂。

總(zong)的(de)研究結果(guo)表(biao)明(ming)，在20或30℃的空(kong)氣溫(wen)度下，飛行(xing)肌(ji)肉(rou)溫(wen)度隨(sui)著(zhe)負(fu)載質量的增(zeng)加而(er)線性(xing)增(zeng)加，但(dan)值(zhi)得(de)註(zhu)意(yi)的是(shi)，在40℃的空(kong)氣溫(wen)度下，隨著(zhe)花蜜(mi)負(fu)荷(he)的增(zeng)加，飛(fei)行(xing)肌(ji)肉(rou)溫(wen)度沒(mei)有變化(hua)。飛(fei)行的、充滿花蜜(mi)的(de)蜜蜂能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)降低(di)飛行(xing)代(dai)謝(xie)率和(he)增(zeng)加蒸(zheng)發(fa)冷(leng)卻來避免在(zai)40℃時過(guo)熱(re)。在高(gao)體溫(wen)下，蜜蜂通(tong)過(guo)降低(di)翅(chi)膀(pang)拍動(dong)頻率和(he)增(zeng)加行(xing)程(cheng)幅(fu)度(du)來補償(chang)飛(fei)行效率，從(cong)而減(jian)少對(dui)蒸發(fa)冷(leng)卻的需(xu)求(qiu)。然(ran)而，即(ji)使代(dai)謝(xie)熱量產生(sheng)減(jian)少，幹燥也(ye)可(ke)能(neng)限(xian)制(zhi)在(zai)遠低(di)於蜜(mi)蜂在(zai)炎(yan)熱(re)幹燥條件(jian)下的臨界熱(re)最大(da)值(zhi)的(de)溫(wen)度下覓(mi)食(shi)，從(cong)而損(sun)害(hai)蜜(mi)蜂提供(gong)的(de)關鍵(jian)授粉(fen)服務(wu)。

參考文獻(xian)：

Glass, R. J., et.al. (2024) Flying, nectar-loaded honey bees conserve water and improve heat tolerance by reducing wingbeat frequency and metabolic heat production. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 

易科(ke)泰(tai)生態(tai)技(ji)術公司積(ji)十幾年(nian)動(dong)物(wu)能(neng)量(liang)代(dai)謝(xie)測量技術(shu)研究服務(wu)經(jing)驗(yan)，與(yu)美國Sable等(deng)國(guo)際(ji)能(neng)量代(dai)謝(xie)技術公司合作，為國(guo)內(nei)動物(wu)學、動物(wu)科(ke)學、生物(wu)醫學等(deng)客戶(hu)提供(gong)全(quan)面精準(zhun)技(ji)術(shu)方(fang)案(an)：

1) 果蠅(ying)等(deng)昆(kun)蟲(chong)能量代(dai)謝(xie)測量技術(shu)

2) EcoTech昆蟲(chong)高通量(liang)呼(hu)吸代(dai)謝(xie)測量技術(shu)

3) 大鼠、小(xiao)鼠等(deng)實(shi)驗(yan)動物(wu)能(neng)量(liang)代(dai)謝(xie)測量技術(shu)

4) 靈長(chang)類(lei)能(neng)量(liang)代(dai)謝(xie)測量技術(shu)

5) 斑(ban)馬(ma)魚(yu)能量代(dai)謝(xie)測量技術(shu)

6) 人體能(neng)量(liang)代(dai)謝(xie)測量技術(shu)

7) 動物(wu)活(huo)動(dong)與(yu)生(sheng)理(li)指標（體(ti)溫(wen)、心率等(deng)）監(jian)測技(ji)術

8) 測量參數(shu)包括：氧(yang)氣消(xiao)耗(hao)量(liang)（VO2）、二(er)氧(yang)化(hua)碳產量(liang)（VCO2）、呼(hu)吸交換速率（RER）、能耗（EE，包括REE、AEE、TEE等(deng)）、熱(re)傳導速(su)率（Ct）、日(ri)代(dai)謝(xie)率（DEE）、最(zui)大代(dai)謝(xie)率（MRmax）、呼(hu)吸水分(fen)喪失（EWL）、能(neng)耗效率、EWL/RMR(表(biao)示肺(fei)的氧(yang)氣攝(she)取能力(li))等(deng)等(deng)。