2024年3月9日 星期六

大黃蜂(Bumblebee)也有學習行為!

大黃蜂。圖片來源:維基百科

 

身為一個老師,往往在學生屢教不會的時候會覺得有些喪氣!但是,學習其實是一種高階的認知行為,並不是每一種生物都能展現。過去的研究原本認為,只有靈長類才具有學習能力;但是鳳頭鸚鵡在澳洲展現的學習能力,讓科學家們重新審視這個想法。

最近的研究發現,大黃蜂(bumblebee)竟然也有學習能力!研究團隊設計了一個實驗,要求蜜蜂先推開一個藍色標籤,然後推動紅色標籤,最後才能得到獎勵。這個獎勵是放置在黃色目標上的50微升50%的蔗糖溶液。

他們的實驗如何進行呢?首先,研究團隊先確定大黃蜂無法自發地學會打開這個兩步驟的謎盒。在長達12天或24天期間,沒有一隻蜜蜂接近於打開任何一個盒子,它們對盒子的興趣隨著時間的推移而下降,

而研究團隊另外訓練了一批「蜜蜂老師」來教導他們。實驗中所用的蜜蜂老師是在最初的實驗時被選拔出來的。研究團隊選取那些能反覆可靠地來回巢箱和飛行場地採食的大黃蜂,總共有九隻蜜蜂得到「蜜蜂老師」的職位。

接著,其中一隻「蜜蜂老師」和「蜜蜂學生」被一起放置,允許「蜜蜂學生」在多達40次的聯合採集中觀察「蜜蜂老師」如何打開謎盒。這個過程讓「蜜蜂學生」有機會透過學習獲得打開謎盒的技能。這項研究顯示,一部分「蜜蜂學生」能夠從「蜜蜂老師」那裡學習並成功地掌握打開兩步驟謎盒的技能,從而獲得食物獎勵。

多少「蜜蜂學生」能出師呢?實驗結果顯示,15個「蜜蜂學生」只有5名成功通過了無獎勵的學習測試,證明了它們學會了從示範者那裡觀察到的技能。這反映了社會學習的結果可能因個體而異,並不是所有的「蜜蜂學生」都能夠從社會互動中獲得同樣的學習成果。

這種差異可能由多種因素造成,包括個體之間的認知差異、觀察機會的差異或者是示範者使用的具體技術。例如,研究團隊發現,「蜜蜂老師」採用的開盒技巧會影響觀察者學習的成功率。這些結果強調了社會學習過程的複雜性,以及個體間學習能力的變異性。

研究團隊發現,「蜜蜂老師」採用的開盒技巧有兩種:「擠壓」(squeezing)和「分階段推動」(staggered-pushing)。研究結果顯示,那些與採用「擠壓」技巧的「蜜蜂老師」配對的「蜜蜂學生」,學習成功地開盒的機會更高。所有成功學會從示範者那裡觀察到的技能的「蜜蜂學生」,都是從採用「擠壓」技巧的「蜜蜂老師」那裡學到的。相反,與採用「分階段推動」技巧的「蜜蜂老師」配對的「蜜蜂學生」,沒有一個能夠學會開盒技巧。

為什麼學習「擠壓」技巧的「蜜蜂學生」比較容易出師呢?研究團隊認為,這是因為「擠壓」技巧涉及的是一個連續的動作,從藍色和紅色標籤的交界處開始,通過擠壓在紅色標籤和外部護板之間,然後緊接著推動紅色標籤。這種方法似乎減少了執行兩個步驟之間的時間和空間隔離,使得「蜜蜂學生」更容易學會。

這些結果強調了老師行為的特定方面,如使用的技術,對於促進有效學習的重要性。此外,這也反映了在自然界和實驗設置中,動物學習新技能的過程可以極其精細和複雜,受到多種因素的影響。

看到「蜜蜂老師」教了40次,還有三分之二的「蜜蜂學生」學不會,我忽然覺得我們的學生很聰明啊!

參考文獻:

Bridges, A.D., Royka, A., Wilson, T. et al. Bumblebees socially learn behaviour too complex to innovate alone. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07126-4

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