密蜂的视觉

蜜蜂的视觉

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摘 要：

本文阐述了蜜蜂眼部的结构与复眼的功能，并通过前人实验详细描

述了蜜蜂对颜色的识别能力，向人们展示了蜜蜂眼中世界的奥秘，并且论述了视

觉研究的仿生学意义。这些最新的研究对其它动物乃至人类视觉的研究有着重要

的意义。

关键词：

眼部结构；复眼作用；色觉 ；仿生态学

眼睛是动物感知世界所依赖的重要器官。蜜蜂，作为一种低等的社会性昆

虫，它拥有复杂的视觉系统，并且眼睛消耗了其头部所有器官 60% 以上的能量，

占静止时全身能量消耗的 1/4

[1]

。如此高的能量消耗，那么蜜蜂的眼中究竟是一

个怎样的世界呢？

一、蜜蜂的眼部结构

眼是蜜蜂的视觉器官，包括一对复眼和三个单眼。单眼为半球状突起，直

径约O．5 mm，有光泽，颜色稍暗。复眼由数千只小眼组成。蜜蜂复眼的发达程

度与其视力的需要相适应。蜂王多在巢内活动，对视力要求相对较低，每一复眼

约由3 000～4 000个小眼组成；工蜂的每一复眼有4 000～5 000个小眼；雄蜂

复眼的小眼多达8000个。物体影像形成不同明暗和颜色的光点，刺激在视网膜

上，使蜜蜂产生物体形象的视觉。复眼着生在头部上方两侧，由数千只小眼紧密

嵌合形成。小眼外表面呈六角形，由集光器和感光器组成。复眼有明显色觉，可

分辨的可见光的光谱范围为300nm～650nm。蜜蜂在采集过程中，主要用复眼来

接受视觉信息，以此来分辨不同形状的物体和判断距离

[2]

。

二、蜜蜂复眼作用的研究

为了研究视觉在采集过程中的作用湛毅

[3]

等设计了从巢门口抓获回巢的

20只采集蜂，用二氧化碳麻醉后分成处理组和对照组，在其胸部和腹部做好黄

色标记。处理组将蜜蜂的复眼用红色染料覆盖，对照组蜜蜂则只在其胸部和腹部

做上红色标记。然后把她们带到距离蜂巢50m处放飞，在巢门口观察标记蜜蜂的

返巢情况。做三次重复试验，每次试验10只蜜蜂。结果表明，30只眼睛被覆盖

红色涂料的蜜蜂中，没有发现一只返巢的蜜蜂，而对照组则有近一半的蜜蜂返回

蜂巢，而且我们在放飞蜜蜂时，发现眼睛被覆盖红色涂料的蜜蜂几乎飞不起来，

或飞起之后很快失去平衡，跌落到地面。所以，视觉信息被屏蔽的蜜蜂不能返回

蜂巢，视觉在蜜蜂采集过程中起极其重要的作用。

表1视觉屏蔽蜜蜂丧失飞翔返巢能力

Groups Honeybees arrived rating

Covered not-covered

Flyability rating

Covered not-covered

0 100％

0 100％

0 100％

1

2

3

0 50％

0 50％

0 50％

三、蜜蜂眼中世界的色彩

蜜蜂所看到的世界与人类所看到的世界是不一样的：我们所看到的世界只

是红、绿、蓝三原色的迭加，而蜜蜂所看到的则是黄、绿、蓝色和紫外线光这四

种不同颜色,具备第四位色彩的世界。美国 Cornell大学的研究人员也已发现蜜

蜂对于花中心部位 （富含类固醇） 放射出的紫外线格外敏感，这使得蜜蜂能够

准确无误地落在任何一种颜色的花上。蜜蜂对黄色有一种特别的偏爱,对蓝色也

很敏感。如果将靠近摆放的不同颜色的蜂群蜂箱放在一起,蜜蜂有向黄色、蓝色

蜂箱偏集的倾象。

因为色觉是由于不同波长的光线作用于覆盖在视网膜上的视锥细胞后在脑

里引起的主观印象，而在视觉上造成颜色差异的本质则是视锥细胞外段所含的特

殊感光色素。蜜蜂有 3 种视锥细胞，分别拥有峰值在530 nm 的绿色光感受器，

460 nm 的蓝色光感受器，360 nm 的紫外光感受器，可识别绿、蓝、紫 3 种颜

色光的波长而不能识别红色。对其它光线也如黑色光线一样混为一谈。

1919年，奥地利动物学家卡尔·冯·弗里施开始探索蜜蜂的色觉。当他问

第一个问题:蜜蜂的视觉存在颜色吗?利用蜜蜂的联想学习能力，他进行了一个实

验表明,蜜蜂实际上是存在颜色分辨能力的。冯·弗里施首先用食物训练他的蜜

蜂。在一小块蓝色彩色纸板放上甘甜糖水。当蜜蜂习惯了用蓝色纸板采食后,

冯·弗里施把蓝色块纸板与其他大小一样深浅不同的灰色纸板放置在每一块小

碗。如果蜜蜂不能区分颜色,他们将无法区分灰色与蓝色的碎片。蜜蜂将以同样

的频率访问的灰色和蓝色部分。当允许蜜蜂访问“食物”时,他发现,绝大多数的

蜜蜂飞向蓝色块纸板。这个实验表明蜜蜂确实有可能区分的灰色和蓝色的色调,

显示,蜜蜂拥有颜色视觉。之后用同样的实验证明蜜蜂可以分辨紫色和黄色，这

也为以后测试其他生物的色觉提供了实验方

法。

Figure 1. Testing for color vision in

honey bees. The majority of bees

flew directly to the dish with the blue

background as they had been trained

to do. Thus, they were able to

discriminate between gray and blue

backgrounds, showing their capability

for color vision.