在动物界，由雌性来决定交配权的现象很普遍。本文旨在研究雄蜂的振动是否是雌蜂选择交配对象的影响因素之一，我们使用德国Polytec公司的激光测振仪研究雄蜂在交配期间的振动，期待揭示更多蜂群使用胸腔振动来进行内部交流的秘密。
在自然界中，雌性在寻找配偶时往往很挑剔。本文旨在研究雄蜂的振动是否是雌蜂选择交配对象的影响因素之一。这里，我们使用了激光测振仪研究雄蜂在交配期间的振动。研究发现，雌蜂对雄蜂在交配前的某些振动特性表现出一种偏好，这种特性表现为振动时间明显更长，而振动间隔更短。可能对于雌蜂而言，振动意味着力量，它们以此来确保自己所选的配偶健壮而富有活力。
在动物界，由雌性来决定交配权的现象很普遍。理论表明，如果一方对后代投入更多，那么它就会通过选择最佳配偶来最大化自身的繁殖能力。雌性对后代的付出通常比雄性要多，在接受雄性交配之前，它们会利用雄性的各种特征，如颜色、尺寸、交配鸣声或气味来评估雄性的质量。
各种蜂群(大黄蜂、无刺蜂和蜜蜂)均使用胸腔振动来沟通交流、收集花粉和防卫防御。
尽管人们已经知道一些物种在交配时会发出振动信号，而有关振动信号在蜂群交配行为中所起作用的研究却甚少。蜂群振动时翅膀肌肉进行收缩，而翅膀保持不动。肌肉收缩使胸腔变硬，从而使振动频率更高。
红毛蜜蜂是一种广泛分布在中欧和北欧的独居蜂。在求偶前期，雄蜂以拥抱姿势趴在雌蜂背上，并采取一系列行为来说服雌蜂同意交配：如振动胸腔、与雌蜂进行身体摩擦、反复伸出触角覆于雌蜂触角之上、将前腿放在雌蜂的复眼上等。在这过程中，雌蜂可能会将雄蜂从身上甩下来以示拒绝，但雌蜂到底是根据雄蜂的哪种行为来选择配偶，我们仍不得而知。
这里，我们分析的是当雄蜂以拥抱姿势趴在雌蜂背上后，雌蜂是否以雄蜂的振动作为同意交配的标准。
上半部：被拒绝雄蜂；下半部：被接受雄蜂
被接受雄蜂的爆发脉冲振动持续时间要长于被拒绝雄蜂，而且爆发脉冲的间隔时间更短
方法和材料
配对时，将1只雌蜂引入一个大约有40只雄蜂的飞行笼中，这些雄蜂来自多个捕捉巢。一旦两只蜜蜂达成交配前准备(雄蜂以拥抱姿势趴在雌蜂背上，其它雄蜂撤退)，就将这对蜜蜂取出，放入一个塑料盒子内(40 × 20 × 10cm)。
使用激光测振仪(Polytec公司的PDV-100)采集雄蜂在交配前的胸腔振动，PDV-100连接内置采样率44.1kHz的32位声卡并装有Soundforge 8.0软件的笔记本电脑。随后，将测试数据导入至Avisoft SasLab Pro进行分析。在所有雄蜂的胸腔上标记一个白点，以增强反光强度。
我们分别记录被接受雄蜂（被雌蜂允许交配）和被拒绝雄蜂的胸腔振动特性并加以比较。因为雄蜂在记录过程中偶尔会移动位置，激光束与蜜蜂之间的角度也会发生变化，因此我们无法比较雄蜂的胸腔振幅。
被拒绝雄蜂数量=11，被接受雄蜂数量=12
两组数据差异明显
被拒绝雄蜂数量=11，被接受雄蜂数量=12
两组数据差异不明显
测量结果
通过数据分析我们可以看到，雄蜂胸腔振动有1~ 9段(持续振动)，每段包含大约10 - 220次爆发式脉冲振动（图1）。交配前，被接受的雄蜂的爆发脉冲振动持续时间明显长于被拒绝的雄蜂（图2），而且爆发脉冲的时间间隔似乎更短，但差异不是很明显（图3）。
论雄蜂振动的重要性
我们通过一系列持续振动段来描述雄蜂的振动特性。研究结果很清楚地表明雌蜂更喜欢与振动爆发时间较长的雄蜂交配。
由于振动需要收缩胸腔，这会大量消耗体力，雌蜂可能把振动当做强壮和健康的标志。这对于蜂龄较长的雄蜂而言非常不利，因为它们缺乏产生长时间爆发脉冲的体力。
关于雄蜂振动对于雌蜂择偶的重要性我们还知之甚少，但有证据表明，在很多情况下雌蜂可能会根据雄蜂的振动来筛选配偶。
由于雄蜂的胸腔振动会消耗大量能量，因此雌蜂很有可能会将其视为一种表达忠诚的信号。为验证这些观点就需要做些实验，在记录雄蜂交配前振动的同时，将他们的活力、健康程度和蜂龄等因素考虑在内。
本次试验结果则为蜂群的嗡嗡声提供了全新解读。一直以来，人们认为蜂群没有听觉系统，蜂群的嗡嗡声这类研究在很大程度上被忽视。然而，它们显然在通过感官来感知这些振动，而且通过进一步研究，我们可能会揭示更多蜂群使用胸腔振动来进行内部交流的秘密。
References: This article was also published in the “Journal of Experimental Biology”: Conrad, T. Paxton, R. J. Barth, F. G. Francke, W. & Ayasse, M. Female choice in the red mason bee, Osmia rufa (L.) (Megachilidae). The Journal of Experimental Biology 213, 4065–4073 (2010).
Images courtesy: Images courtesy of the authors unless otherwise specified. Cover image: ©Dr. Heiko Bellmann
