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Vast, Warm and Elegant

小朋友的大研究

我们的论文发表在英国皇家学会的《生物学通报》(Biology Letters)上!

我们的论文上线后,当天的下载量达到3万次!

我们的课题填充了动物行为学领域的空白!

我们是一群8-10岁的小朋友!

 

一,游戏?游戏!

 

从前呀,人们一直自诩为万物之灵,对别的动物不屑一顾。科学家们针对长得和人类颇像的灵长类动物做了很多研究,结果证明这些人类的近亲是非常聪明的。但是他们可能没有想过,长得和人相差甚远的大黄蜂,其实在某些问题的解决上,聪明程度也不比人差。你知道吗?大黄蜂甚至可以像我们玩“数独”一样解决谜题!

 

在老师的帮助下,我们的“游戏”就要开始了。游戏?对。游戏!老师告诉我们,“科学实验”听起来很高深,但其本质上就是“有规则的游戏”。游戏是我们小孩子的家常便饭,那么科学实验对我们来说,也不会陌生。

(图1:科研就像做游戏)

 

二,游戏规则

 

这个游戏的目的是想知道大黄蜂是怎样利用花朵的色彩来采蜜的?我们需要做的是设定一些规则,让大黄蜂来参与这个游戏。下面我就为大家介绍这个游戏怎么玩。

 

1.游戏台

 

游戏台是用长、宽、高均为一米的树脂玻璃板做成的,大黄蜂可以从通道进入游戏台。背板后树立着一个铝制的灯箱,有6根荧光灯管。背板上设置了许多圆板,每个圆板的直径是8厘米,圆心处有一个小管,我们可以根据游戏需要,向小管中注入糖水、盐水或者什么也不注入。在每个圆板的背面,都有滤色片,我们可以根据游戏的要求,将圆板设置为不同的颜色。

 

(图2:游戏台的结构)

 

(图3:游戏台的结构细节,示可变色的圆板及中央小管)

 

2.大黄蜂

 

《变形金刚》看过没?里面有个叫“大黄蜂”的汽车人,身体黄色有黑纹。他的原型就是我们的游戏主角大黄蜂(图4),学名是Bombus terrestris。 


(图4:大黄蜂)

 

 

3.大黄蜂“馅饼”

 

不是每一只大黄蜂都天赋异禀,我们需要在游戏之前,选出最聪明的。首先将背板上的所有圆板都设置为白色,每个圆板的小管中都注入糖水。四天过去了,有一些大黄蜂总能主动地、熟练地找到小管,从中吸取糖水。我们将这样的大黄蜂挑选出来制作成大黄蜂“馅饼”。“馅饼”的具体做法是:把挑选出的大黄蜂放入游戏台中,关上灯,等它们不飞的时候用专用镊子轻轻夹住,放入管子里,再把管子放到冰箱里,“馅饼”就做好了。做黄蜂“馅饼”的目的是让黄蜂在低温中睡觉,趁着它们睡着,我们在它们身上涂上不同的颜色,用以区分不用的大黄蜂。你放心,整个过程,没有一只大黄蜂受伤。

 

三,游戏开始(啦啦啦^_^

 

游戏分为3关,在闯关之前,首先要对大黄蜂进行集训。

 

集训的内容是这样的:将游戏台的背板分为四个象限,每个象限中有4×4,共16个圆板,每个圆板模拟着一朵“花”。每朵“花”中间的那根小管,模拟花蕊。我们将“花”们摆成两种图案:一种是中间4朵为蓝色,周围12朵为黄色;另一种中间4朵为黄色,周围12朵为蓝色。然后,我们仅在中间的花朵中放置糖水,而其他花朵不放置糖水或者放置大黄蜂不喜欢的盐水。集训结束之后,我们就可以让大黄蜂开始闯关游戏了。

 

1.第一关:花色旋转

 

为了让大黄蜂们小试身手,我们在第一关并未改变花色以及花式,只是将四个象限顺时针进行旋转。结果非常理想,大黄蜂们找到有糖花蕊的正确率达到了90.6%

 

2.第二关:花心变色

 

第二关的难度增加了,我们将中间4朵花的颜色改为了绿色。结果只有2只大黄蜂更多地选择了中间的绿花,而其他3只则更喜欢周边的黄花和蓝花。这说明,大黄蜂对于花的识别,并不依赖于花色的空间排布位置。

 

3.第三关:花式调整

 

第三关的难度不亚于第二关,将中间的四朵花挪到了4个角上,来看看大黄蜂是不是通过锁定最少颜色的花来锁定花蜜位置的。我们发现,第二关中因更多地选择了中间的绿花而脱颖而出的那两只大黄蜂,在第三关中更多地选择了角落中的花。说明这两只能闯过第二关,并非偶然,而是有较强的图案记忆能力。

 


(图5:自左向右分别我们用彩笔记录的:第一关,第二关,第三关)

 

四,游戏的启示

 

我们发现了大人们没有发现的东西,那就是:大黄蜂不是仅仅依赖空间关系或者颜色来识别花朵的,它们中有很多厉害的家伙可以根据图案进行花朵识别。这为它们在大自然中节省能量起到了相当大的帮助。这种游戏太好玩了,我长大了以后,也要当以“玩游戏为天职”的科学家。

 

(全文完)

 

谨以此文祝各位小朋友节日快乐!(网络发布时间为:2013年6月1日)

原文:Blackawton bees.Biol.Lett.23 April,2011 vol.7 no.2(168-172)

编译:段玉

其他参考资料:

1.大黄蜂:http://en.wikipedia.org/wiki/Bombus_terrestris

2.Blackawton Bee”项目网站:http://www.lottolab.org/articles/Blackawtonbees.asp

3.写作动机:

http://www.ted.com/talks/beau_lotto_amy_o_toole_science_is_for_everyone_kids_included.html

4.学生论文:http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/7/2/168.full.pdf+html