虽然大黄蜂并不是一个完全的谜团，但我们还有很多关于这些有用的昆虫的知识。他们如何找到食物的话题是很多嗡嗡声。使用电子受感受是一种可能性最常在水生动物中发现的能力。但如何大黄蜂会使用电击吗？为了找到答案，布里斯托大学的一个研究团队结合了物理实验和模拟的力量。
我们对bumblebees的了解
当我想到大黄蜂时，我的思想去了温暖的夏日，小小的生物懒洋洋地在母亲花园里的花朵上飞来飞去。它们似乎以似乎随机的图案移动，在从一朵花飞到另一朵花时捡起花粉。当然，这只是我可以看到的行为……
蜜蜂在花上的图像。
看不见的电荷在大黄蜂与环境相互作用的方式中起着重要作用。一段时间以来，我们知道蜜蜂通过拍打翅膀而积极地充电。这种电荷有助于花粉落在花朵上时的头发上，这会带有负电荷。
以前在博客上强调的研究通过暗示了这种知识的扩展花的电势变化当大黄蜂降落在上面时。这是向其他大黄蜂的信号，指导他们的授粉活动。
左：模拟花朵的电场潜力和电场强度。右：涉及用静电色粉喷洒花的物理实验（在花的右侧说明）。花表面上的电场强度的变化由粉末的密度表示。版权所有©Clarke，Whitney，Sutton和Robert，从他们的论文中，“ Bumblebees对花卉电场的检测和学习”。
从那时起，布里斯托大学的研究团队一直与他们研究的蜜蜂一样忙碌。最近，他们专注于分析大黄蜂电受感，这是检测空气中天然电刺激的能力，以收集有关周围电场的信息并做出觅食决策。
尽管电击是鲨鱼，射线和海豚等水生动物的已知特征，但它通常不是陆生动物的特征。当在陆地动物（例如铂类动物）中发现电受感时，仅当浸入水中或被潮湿或潮湿的底物包围时才起作用。
但是，蜜蜂必须能够检测到空气中的电场，这是一种电绝缘介质。凭借这种能力，大黄蜂可以检测到花朵的静电田，而蜜蜂可以注意到与摇摆舞相关的振荡场。
大黄蜂可以通过电击感感知花的电势。左：在蜜蜂电受研究中使用的花模拟。版权所有©Dominic Clarke。右：花的照片。
研究人员调查了电场在大黄蜂的机械感觉结构上施加力的想法，从而产生了一种机械响应，使这些昆虫能够检测到电场。让我们看一下他们的工作，其中涉及物理实验和模拟研究的结合。
研究大黄蜂的电感
由于电击是最近发现的昆虫感官能力，因此尚未完全了解其背后的机制。为了仔细研究驱动大黄蜂感官机制的机电耦合，布里斯托大学的研究人员选择研究两个推定的电场传感器：天线和机械感力的头发。在实验中，他们检验了两个假设：
- 大黄蜂用触角检测到电场。
- 大黄蜂及其机械感力毛的电场。
让我们从检查物理实验的结果开始。通过检查触角和机械感觉的机械和中性响应，研究人员观察到电场在这两个传感器中都会引起偏转。虽然头发和触角都响应电场而移动，但头发的中位移，角位移和速度具有更大的中位数。
大黄蜂带有头发和触角的照片。布莱恩·汤姆林森（Brian Tomlinson）的图像 - 自己的作品。获得许可CC由2.0， 通过Flickr Creative Commons。
当进一步评估机电反应的敏感性时，研究人员观察到，与天线相比，头发的振动速度比数量级要大。他们还发现，可以将测得的振动速度与热噪声区分开的电压，你最小，对于头发的较低，表明它们对电场具有更高的敏感性。
这些发现得出了一个结论：大黄蜂的机械感知头发比黄蜂天线更有效。
进一步比较大黄蜂电受感受器中的头发和触角与模拟
进行这些实验后，研究人员进行了进行模拟研究。该团队使用ComsolMultiphysics®软件执行有限元分析。他们的目标是确定在大黄蜂中产生响应所需的电荷，以及大黄蜂和花之间可能存在的最大距离，以进行电击以保持工作。
研究人员首先创建了一个大黄蜂头发模型，该模型在各种电压下暴露于钢盘的电场上。然后，他们使用该模型比较了在头发和天线中产生机械运动所需的电压量，从而将传感器远离磁盘1 cm。结果表明，与天线相比，带电的机械感觉毛发需要低得多的最小电场强度才能产生机械运动。
电场的仿真结果，显示最小电压，导致头发（25 mV）和天线（500 mV）中可观察到的运动。在这里，白色的“ X”代表了头发和天线的位置。版权所有©Sutton，Clarke，Morley和Robert。
关于头发和触角对电场的敏感性，研究人员计算了这些结构在30 V处由磁盘驱动的最大距离，在30 V（与花）相似的电场。他们发现，根据刺激频率，带电的头发可以在7.1 cm至55 cm的距离处致动，而天线可以在2.6 cm至13 cm的最大距离下驱动。结果再次表明头发更敏感。
模拟显示大黄蜂的头发暴露于1厘米外的电场。在这里，我们可以观察到头发上的预计力，而磁盘上的每个正伏特都给出了电场。版权所有©Sutton，Clarke，Morley和Robert。
分析的最后点是确定机械运动是否在大黄蜂神经系统中产生反应。在这些研究中，大黄蜂的头发显示出应用直流电场时的神经发射率有所增加。相比之下，刺激不会增加触角中的发射频率。但是，在控制记录中，触角确实对嗅觉（薰衣草油）和机械（空气泡芙）刺激做出了反应。
大黄蜂的头发对花的电场比触角更敏感。
从他们的结果来看，研究人员能够得出结论，尽管电场可以在触角和机械感觉毛发中引起运动，但只有头发运动会产生神经反应。因此，大黄蜂使用头发检测电场，因此这些感觉头发是电动感受的部位。尽管以前的研究提出，蜜蜂天线可以检测到电场，但这里提出的实验未能表明黄蜂天线有效地响应电场。
除了对蜜蜂行为的更深入了解之外，这项研究还可以使其他陆地动物可能能够使用感觉毛来检测和对电场做出反应。通过持续的研究，我们可以仔细研究其他动物在自然界中的动态行为，超越了符合眼睛的东西。
探索更多受自然启发的模拟研究
- 阅读完整的论文：“大黄蜂中的机械感力毛发（轰炸机）检测弱电场“
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