大黄蜂的联想学习会因高浓度的微量金属而受到干扰

《Animal Behaviour》：Associative learning in bumble bees is disrupted by high trace metal concentrations

研究探讨了铜和镉对蜜蜂 associative learning 的影响，急性暴露在LD50剂量下显著损害学习性能，而实际环境剂量无显著影响，提示高剂量重金属可能影响蜜蜂认知，而环境浓度风险较低。

　　

安托万·盖基埃（Antoine Gekière）、劳拉琳·波莱特（Lauralyne Paulet）、梅莉丝·波莱特（Ma?lys Paulet）、迪米特里·埃弗拉德（Dimitri Evrard）、马克桑斯·热拉尔（Maxence Gérard）

比利时蒙斯大学生物科学研究所动物学实验室

昆虫的认知能力得益于高效的神经回路和大脑的可塑性，这些能力支撑了学习、记忆和导航等复杂行为。然而，由于人类活动，环境中的微量金属污染正在增加，这引发了人们对这些金属可能对昆虫认知产生影响的担忧。本研究调查了两种微量金属——铜和镉——对大黄蜂（Bombus terrestris）工蜂 associative learning（联想学习）的影响。我们使用自由移动的喙伸展反应（FMPER）方法评估了急性暴露和5天慢性暴露的影响。结果显示，急性暴露于微量金属的半数致死剂量（LD₅₀）显著损害了学习表现，蜜蜂对正条件刺激（CS+）的反应减弱。这种下降可能与神经毒性效应有关，因为对非条件刺激（UCS+）的检测并未受到影响。相比之下，在急性或慢性暴露下，实际环境中的剂量并未显著影响学习能力，这表明在短时间内暴露于这些剂量可能不会损害成年蜜蜂的认知功能。总体而言，我们的发现表明高剂量的微量金属会损害大黄蜂的认知能力，而在实际剂量下的影响则较为有限。持续监测污染水平并改进实验方法对于全面了解微量金属暴露对传粉者的生态风险至关重要。

研究节选

大黄蜂饲养

实验于2025年1月至5月在比利时蒙斯大学进行。使用了来自24个商业蜂群的淡尾大黄蜂（Bombus terrestris）工蜂（Biobest公司，Westerlo，比利时，https://www.biobest.com）。其中9个蜂群用于评估微量金属的急性暴露效应，其余15个蜂群用于评估慢性暴露效应。为避免重复实验，还使用了额外的蜂群。

学习作为二项反应

在急性暴露实验中，共有210只蜜蜂参与了6次试验。最终模型（见补充材料中的表S1）表明，学习过程最好用包含试验、处理方式、它们之间的交互作用以及蜜蜂体重的固定因素来解释。在6次试验中，伸出喙以响应正条件刺激（CS+）的蜜蜂比例显著增加（β = 0.279，SE = 0.157，P < 0.001；图2），并且体重较轻的蜜蜂表现出更好的学习能力（β = –6.194，SE = 2.604，P =

讨论

在这项研究中，我们使用自由移动的喙伸展反应（FMPER）方法评估了微量金属对大黄蜂工蜂联想学习的影响。急性暴露于LD₅₀剂量显著损害了学习表现，而实际环境中的剂量对此认知能力没有显著影响。LD₅₀暴露后学习能力的下降可能归因于两类主要机制。第一类机制可能与认知功能受损直接相关

作者贡献

安托万·盖基埃（Antoine Gekière）：撰写、审稿与编辑、监督、方法设计、研究实施、资金筹集、概念构建。劳拉琳·波莱特（Lauralyne Paulet）：撰写、审稿与编辑、方法设计、研究实施、数据分析、概念构建。梅莉丝·波莱特（Ma?lys Paulet）：撰写、审稿与编辑、方法设计、研究实施。迪米特里·埃弗拉德（Dimitri Evrard）：项目管理、方法设计、研究实施。马克桑斯·热拉尔（Maxence Gérard）：初稿撰写、数据可视化、结果验证、监督、方法设计、研究实施、资金筹集

数据可用性

支持本研究结果的数据可在补充材料中找到。

利益声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

我们感谢三位匿名审稿人的建设性评论和建议，这些评论和建议大大提高了本文的清晰度和质量。M.G.获得了F.R.S.-FNRS（编号：1.B.168.23F）的博士后研究资助。A.G.获得了F.R.S.-FNRS的博士生研究资助。