澳大利亚无刺蜂视觉生理学研究：复眼结构与视觉敏感性的种间差异

本研究针对澳大利亚两种重要传粉无刺蜂（Tetragonula carbonaria和Austroplebeia australis）的视觉生理学差异展开，通过模式视网膜电图（pERG）和形态学分析，发现体型较大的A. australis具有更多、更大的小眼面（ommatidial facets）和更高的对比敏感度（13.07 vs. 5.99），但空间分辨率（0.53 cycles deg-1）无显著差异。研究揭示了视觉适应性与觅食行为的关联，为理解传粉昆虫的生态适应性提供了新视角。

　　

在自然界中，蜜蜂的视觉系统是它们完成复杂行为的关键工具，从精准定位花朵到躲避捕食者，都离不开高效的视觉能力。然而，尽管蜜蜂家族中的蜜蜂、熊蜂和木蜂的视觉研究已较为深入，无刺蜂（stingless bees）这一庞大类群的视觉特性却长期被忽视。作为全球热带和亚热带地区重要的传粉者，无刺蜂的视觉适应性与其生态功能密切相关。澳大利亚的两种无刺蜂——Tetragonula carbonaria和Austroplebeia australis，虽然栖息地重叠，但觅食策略迥异：A. australis偏爱低光环境且采食效率更高，而T. carbonaria则表现出更强的资源广适性。这种差异是否与它们的视觉能力相关？这一问题激发了麦考瑞大学（Macquarie University）研究团队的兴趣。

为了回答这一问题，研究人员结合形态学测量和模式视网膜电图（pattern electroretinography, pERG）技术，系统比较了两种蜂的复眼结构（包括小眼面数量和直径）和视觉功能参数（空间分辨率和对比敏感度）。实验样本来自同一校园内饲养的蜂群，确保环境条件一致。形态学分析通过指甲油铸模法获取复眼表面结构，而pERG则通过记录复眼对正弦光栅刺激的电生理响应，量化视觉敏感性和分辨率。

研究结果揭示了三项关键发现：

1. 复眼结构差异：体型较大的A. australis拥有更多（3075.8±21.78 vs. 2937.8±53.33）且更大的小眼面（直径13.2-22.51 μm vs. 11.04-19.69 μm），符合其更高的光捕捉能力需求。
2. 视觉功能对比：尽管两种蜂的空间分辨率（spatial resolving power）相同（0.53 cycles deg^-1），但A. australis在最低空间频率（0.05 cpd）下的对比敏感度（contrast sensitivity）显著更高（13.07 vs. 5.99），表明其更擅长在弱光或低对比度环境中识别目标。
3. 生态意义：A. australis的视觉优势可能与其黄昏活动性和高效觅食策略相关，而T. carbonaria可能依赖其他视觉特征（如色彩辨别）适应多样化环境。

讨论部分指出，这一发现挑战了传统认知——小眼面数量与空间分辨率的直接关联。尽管A. australis的复眼结构更接近欧洲蜜蜂（Apis mellifera），但其视觉性能在无刺蜂中独树一帜。研究还提出，未来需结合行为实验（如障碍物回避）进一步验证生理数据的生态相关性。

这项发表于《Journal of Comparative Physiology A》的研究，首次系统揭示了澳大利亚无刺蜂的视觉适应性差异，不仅填补了该类群视觉生理学的空白，也为传粉昆虫保护策略提供了科学依据——例如，针对不同蜂种的视觉特性优化人工栖息地设计。此外，pERG技术的成功应用为小型昆虫视觉研究提供了可推广的方法学范例。