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研究人员以食蚜蝇 Eristalinus aeneus 为对象，探究其天生识别花朵行为，发现视觉和嗅觉线索组合起关键作用。
在奇妙的大自然中，动物们识别物体的能力对生存至关重要。对于昆虫而言，找到有营养的食物来源是生存的关键。然而，大多数昆虫是独居的，它们不像群居昆虫那样能通过社交学习或幼虫时期的食物经验来识别食物。那么，这些独居昆虫是如何在复杂的自然环境中，天生就识别出哪些是能提供营养的食物，哪些不是呢？尤其是像独居的传粉昆虫，它们在远离食物源的情况下，是凭借什么来找到花朵的呢？这一系列有趣又充满挑战的问题，吸引着科学家们去探索。
为了揭开这些谜团，来自多个研究机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《The Science of Nature》杂志上。本次研究聚焦于一种独居的多食性昆虫传粉者 —— 铜绿蝇（Eristalinus aeneus），旨在探究其天生识别花朵物体的行为机制。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，利用人工花卉模型，精确控制视觉和嗅觉线索，通过 3D 打印和特定颜料绘制制作出具有不同视觉特征的模型，并调配出模拟真实花朵气味的挥发性混合物作为嗅觉线索。其次，进行了大量的双选实验，让无花经验的铜绿蝇在不同模型之间做出选择，观察并记录它们的行为反应。此外，还运用了电生理记录技术（Electroantennography，EAG），检测铜绿蝇对不同气味的电生理反应，以此来分析它们对气味的感知能力。
研究结果如下：
- 视觉和嗅觉多模态与单模态花卉物体的双选实验：研究发现，无花经验的铜绿蝇对正对照（v + o + ，一种结合了视觉和嗅觉线索，此前研究发现对多种食蚜蝇有吸引力的人工花卉模型）的反应显著高于负对照，这表明铜绿蝇天生就对这些线索有偏好。同时，它们对正对照的反应数量也明显多于单模态模型（v - o + 或 v + o - ），这说明气味和视觉线索的组合增加了正对照的天生吸引力。
- 解析视觉线索
- 不同颜色花卉物体的双选实验：通过比较正对照（v + o + ）与不同颜色模型（如 Gray + o + 、White + o + 、Blue + o + 、LR + o + ）的实验发现，颜色对无花经验的铜绿蝇的天生物体偏好有显著影响。例如，与 Gray + o + 相比，铜绿蝇对 v + o + 的反应更多；与 Blue + o + 相比，v + o + 也更受青睐。综合这些结果表明，在 300 - 400nm 和 / 或 500 - 700nm 范围内具有较高反射率（在人类视觉中呈现黄色调）的花卉物体，更受无花经验的铜绿蝇偏好。
- 不同形状和对称性花卉物体的双选实验：铜绿蝇对正对照（v + o + ）和不对称模型（Asymmetric + o + ）的选择实验中，表现出对正对照的偏好；而对正对照和未受干扰的模型（Hexagon + o + ）则反应相同。这表明对称性，而非破坏性形状，会影响铜绿蝇的天生花卉物体偏好。
- 解析嗅觉线索
- 不同气味身份花卉物体的双选实验：铜绿蝇对 v + o + 和带有绿色叶挥发物（GLV）或水果气味（如异戊酸乙酯，IA）的模型反应相同，这可能表明气味身份对花卉物体偏好影响不大。但它们对 v + o + 的反应显著高于带有已知驱避剂咖啡呋喃酮（v + CF）的模型，这说明铜绿蝇在花卉物体中与视觉线索结合时，会被多种植物气味吸引，但并非所有与视觉线索配对的气味都同样具有吸引力。
- 气味和视觉线索的情境配对：研究发现，在某些情境下，气味线索会表现出性别特异性。例如，无花经验的雌性铜绿蝇偏好正对照（v + o + ）而非带有间甲酚（v + MC）的正视觉模型，而雄性铜绿蝇对两者反应相同。
- 不同气味浓度花卉物体的双选实验：当气味浓度相差 100 倍时，铜绿蝇对 1% 正气味模型（v + (1% o +)）和带有 GLV 气味的模型反应无显著差异，但对 100% 和 1% 浓度的天生有吸引力的气味混合物模型（v + o + 与 v + (1% o + )）的偏好指数存在显著差异，这表明气味强度会影响无花经验的铜绿蝇的天生花卉物体识别。
综合研究结论和讨论部分，本研究意义重大。研究表明，多食性传粉者铜绿蝇通过依赖视觉和嗅觉线索的组合，而非单一线索，解决了天生识别花卉物体的挑战。它们天生偏好的花卉物体具有径向对称、在 300 - 400nm 和 / 或 500 - 700nm 波长范围内高反射率以及高浓度植物气味的特征。这种对多种线索组合的依赖，使铜绿蝇能够在自然环境中识别多种食物物体，提高觅食效率，同时也有助于它们识别花朵的成熟度和质量。此外，研究还发现某些气味线索具有情境特异性和性别特异性，这为进一步理解昆虫行为的复杂性提供了新的视角。本研究为深入了解独居动物如何利用多模态线索识别相关营养物体提供了重要依据，也为后续研究昆虫与植物的相互作用以及昆虫行为的神经机制奠定了基础。
