牛津大學領導的新研究揭示了蜜蜂一項意想不到的能力。牠們能根據食物中必需胺基酸的平衡來改變食量。這種進食行為可能保護牠們在花粉無法提供所需營養組合時,避免攝取過量的特定胺基酸。

發表於《當代生物學》的研究結果還顯示,許多種類的花粉所含的必需胺基酸比例,與蜜蜂的需求並不十分吻合。必需胺基酸是動物無法自行合成、必須從食物中獲取的蛋白質構件。這項發現有助於農民、地主、保育人士和園丁們做出更明智的決策,以支持健康的授粉者族群。

為何花粉不總是完美的蜜蜂食物

蜜蜂幾乎所有的食物都來自花蜜和花粉。花蜜主要提供糖分,而花粉是牠們主要的蛋白質來源。然而,花粉的產生並非主要為了作為授粉者的食物獎勵。它是植物的雄性生殖物質,因此其營養成分不一定能為蜜蜂提供生長、生存和繁殖所需的理想營養組合。

為了探討這種營養上的不匹配,研究人員比較了蜜蜂組織的必需胺基酸組成,以及從英國99種開花植物(代表26個植物科)採集的花粉。他們還製作了模擬不同花粉胺基酸組成或蜜蜂組織組成的實驗性食物。在實驗室的控制條件下,讓剛羽化的工蜂攝取這些飲食。

結果發現,大多數花粉樣本與蜜蜂組織的必需胺基酸組成相對不符。攝取更接近自身組織組成(而非花粉)食物的蜜蜂,攝食量更大,體重增加更多,並選擇了蛋白質比例更高的飲食。

一種胺基酸可能幫助控制蜜蜂食慾

研究人員懷疑組織胺酸(histidine)可能在這種反應中扮演重要角色。組織胺酸是一種必需胺基酸,但蜜蜂僅需相對少量的。

為了進一步研究,團隊製作了實驗性飲食,其中組織胺酸與對蜜蜂生長發育重要的支鏈胺基酸(如白胺酸和異白胺酸)的相對含量有所不同。當組織胺酸的相對含量較高時,蜜蜂會減少總體食物攝取量。牠們攝取的蛋白質和碳水化合物都減少了。

研究人員認為,這種行為可能是由於消化後的反饋機制,防止蜜蜂攝入可能有害的特定胺基酸。與其單純地多吃花粉來彌補缺失的營養,蜜蜂在另一種營養素過量時,可能會減少攝取量。在其他動物中也觀察到類似的反應。例如,在老鼠身上,過量的組織胺酸會轉化為組織胺,進而活化大腦中控制食物攝取的受體。

主要作者、牛津大學生物學系教授 Geraldine Wright 表示:「雖然花粉常被認為是蜜蜂的近乎完美的食物,但它是植物的雄配子,與花蜜不同,它很少僅僅作為授粉者的獎勵而產生。這在植物和授粉者之間造成了利益衝突。」

蜜蜂為牠們的幼蟲創造更好的食物

蜜蜂似乎還有另一種方法來應對花粉的營養限制,尤其是在餵養牠們發育中的幼蟲時。

工蜂從各種不同的花朵採集花粉,並將其儲存在蜂巢中,製成「蜂糧」。工蜂會吃這種物質,並將其營養成分轉化為腺體分泌物,包括蜂王乳,然後餵給發育中的幼蟲。

研究人員發現,與大多數單一花粉來源相比,蜂糧含有更均衡的必需胺基酸組成。蜂王乳的胺基酸組成與蜜蜂組織的組成更為接近。結果表明,結合不同植物的花粉,然後透過工蜂處理,可能使蜂群能夠彌補單一花粉來源的營養不足。

Wright 教授補充說:「我們預測,蜜蜂已經演化出產生腺體分泌物,這些分泌物是牠們幼蟲的完美食物,能提供最大化生長的必需胺基酸比例。」

野生蜜蜂可能面臨更大的營養挑戰

並非所有蜜蜂種類都能獲得這種營養系統。許多野生蜜蜂,包括熊蜂和獨居蜂,直接將花粉餵給牠們的後代。在只有少量開花植物的棲息地中,這些蜜蜂可能難以同時為自己和發育中的後代獲取適當比例的必需胺基酸。

結果表明,對授粉者友善的種植計畫可能需要考慮的不僅僅是提供大量的花朵。花粉的營養品質和產生花粉的植物多樣性也可能很重要。

Wright 教授說:「我們的結果表明,為授粉者種植不僅應關注在整個季節提供花朵,還應確保花粉來源的多樣性。多樣化的飲食對蜜蜂獲取正確的營養平衡至關重要。」

這項研究還包括了南安普敦大學、蘭開斯特大學、紐卡索大學和耶路撒冷希伯來大學的科學家。