一只蜜蜂正在采蜜一朵咖啡花。咖啡因作为人类文化遗产已有一千多年的历史。从古老的茶和咖啡到今天的能量饮料热潮，可以说我们人类这个物种已经“上瘾”了。但我们并非唯一上瘾的——《科学》杂志今天发表的一项新研究发现，传粉者也会每天从咖啡因中获得“兴奋感”，这能让它们更频繁地前来采食。起初人们认为植物产生咖啡因是为了作为杀虫剂，这在一定程度上是正确的。叶片和种子中的咖啡因可以麻痹并杀死一些以植物为食的昆虫，从而防止植物受损。像阿拉比卡咖啡（Coffea arabica）或山地咖啡（Mountain Coffee）之类的植物，还会将咖啡因释放到周围的土壤中，抑制其他种子的生长，从而为其幼苗提供竞争优势。过去几十年里，人们认为咖啡因对植物的用途就是：驱赶昆虫，提高幼苗存活率。然而，科学家们在植物的花蜜中发现了低浓度的咖啡因，这似乎是一个令人费解的杀虫剂的放置地点。咖啡因具有苦味，因此将其产于花蜜中不仅危险，因为它可能会伤害到植物赖以生存的传粉者，而且可能仅仅会将其吓退。毕竟，蜜蜂非常擅长识别和避开有毒物质。然而，由纽卡斯尔大学的 Geraldine Wright 博士领导的研究小组发现，柑橘类和咖啡类植物的花蜜中含有低浓度的咖啡因——其咖啡因含量几乎与一杯速溶咖啡相当。他们想知道，这种咖啡因能提供什么益处呢？在人类身上，咖啡因是一种中枢神经系统兴奋剂，让我们感觉更警觉、更清醒。一些早期研究表明，它还能改善短期和长期记忆，但研究结果并不一致。但最重要的是，低剂量的咖啡因会激活我们大脑的奖励系统，这是其成瘾性的原因之一。因此，该研究小组想知道这对蜜蜂是否也同样适用。他们训练蜜蜂将某种花香与含有不同剂量咖啡因的美味糖溶液联系起来。即使是低剂量的咖啡因也对蜜蜂的长期记忆产生了显著影响：当摄入花蜜剂量的咖啡因时，一天后有三倍多的蜜蜂记住了这种条件反射的气味，并像期待糖分奖励一样做出反应；三天后，仍有两倍多的蜜蜂记得。但为了真正理解原因，科学家们检查了蜜蜂的大脑。他们发现，咖啡因剂量会激活蜜蜂大脑中与学习和记忆形成相关的神经元，使它们更容易放电。总体结果是，蜜蜂能够更快、更容易地将气味与位置联系起来。咖啡因增强了它们的记忆能力。科学家们认为，柑橘类和咖啡类植物花蜜中的低浓度咖啡因具有重要的生态作用，为传粉者提供了一种“刺激”，帮助它们记住植物的位置并更频繁地返回。“蜜蜂在快速地从一朵花飞向另一朵花的过程中，记住花卉的特征是很难做到的，”Wright 博士解释道。但是，科学家们发现，咖啡因含量高的花蜜会增强蜜蜂的记忆力。“我们的实验表明，通过影响传粉者的记忆，植物可以从增强的传粉者忠诚度中获得繁殖效益，”作者总结道。增强的记忆力对蜜蜂来说也是一种胜利。“花蜜中的咖啡因很可能会提高蜜蜂的觅食能力，”Wright 博士说。如今，全球范围内的蜜蜂数量正在下降，这对农业行业造成了严重影响。这项研究让我们更深入地了解蜜蜂如何寻找和选择植物进行授粉，这可能对农民来说是至关重要的信息。在农作物之间种植咖啡和柑橘类等植物可能会改善授粉，或者，基因改造可能有助于培育蜜蜂更喜欢的作物。我们对蜜蜂觅食的了解越多，我们就越有可能让它们生存下来并保持健康，无论对它们还是对我们自己都好。这项研究不仅让我们更了解蜜蜂的大脑——也让我们更了解我们自己的大脑。虽然人类大脑比传粉昆虫的大脑复杂得多，但存在许多相似之处。正如合著者 Julie Mustard 博士解释的那样，“虽然人类和蜜蜂的大脑显然有很多不同之处，但当你看一下细胞、蛋白质和基因的层面时，人类和蜜蜂大脑的功能非常相似。因此，我们可以利用蜜蜂来研究咖啡因如何影响我们自己的大脑和行为。” Wright 博士补充道：“我们在蜜蜂身上看到的现象可能解释了为什么人们在学习时喜欢喝咖啡。” 参考文献
Wright G.A. et al. (2013). Caffeine in Floral Nectar Enhances a Pollinator's Memory of Reward, Science, 339 1202-1204. DOI: 10.1126/science.1228806
图片由 Geraldine Wright 提供
