在一个普通实验蜂箱里,发生了一件让养蜂人直呼看不懂的事。几只翅膀已经有些磨损、本该每天奔波于花丛间采蜜的老工蜂,忽然对出门没了兴趣。它们整天围着蜂后,用触角轻轻触碰她,把口器里吐出的营养液喂给她,就像刚从巢房里爬出来的年轻蜜蜂一样。这可不是蜜蜂突然拥有了怀旧情结,而是科学家在它们大脑里动了一个“小手脚”——只动了一个基因,就轻易翻动了蜜蜂的整个职场生涯。
事情的真正源头,要回到德国杜塞尔多夫大学(HHU)的一间遗传学实验室。以进化遗传学研究所Martin Beye教授为首的团队,早就在留意一个叫作doublesex的基因。这个基因名字听起来有点不寻常,但在昆虫世界里,它掌管着和性别、发育相关的许多重要开关。然而当研究人员在年长的工蜂体内尝试失活这个基因时,出现的现象完全出乎意料:按照蜜蜂社会雷打不动的年龄法则,这些老工蜂早该扛起外出觅食的“重体力活”,结果它们却重新干起了只属于青年蜂的精细工作——照顾蜂后。
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这个反常现象很快引起了杜塞尔多夫、科隆大学和法兰克福大学联合团队的兴趣。在这之前,谁也不知道蜜蜂的大脑到底是怎样给每一只工蜂排班的。要知道,一个蜂群里少说上万只工蜂,没有老板发号施令,没有排班表,甚至连个开会的环节都没有,但每一只蜜蜂都稳稳当当地遵循着一条“年龄-岗位”流水线:刚出房头几天到两周的年轻工蜂相当于蜂群的“月嫂”和“保姆”,它们守在蜂后身边,给她梳理、喂食,同时还要钻进巢房里照料那些白色的幼虫;等到稍微成熟些,工蜂会转岗成建筑师和警卫,用自己腹部腺体分泌的蜂蜡修补巢脾,守在巢门口辨认敌友;只有生命进入最后阶段时,它们的翅膀才会彻底伸展开,飞出巢外,去寻找花蜜和花粉。整个过程顺滑得就像提前内置了一套程序。可是这套程序到底写在哪里?过去几十年,神经生物学家只知道蜜蜂脑内大约一百万个神经元在参与调度,但要找到那个发出换岗指令的精确开关,一直像大海捞针。
doublesex基因带来的意外,提供了一把关键的钥匙。因为这个基因有一个非常趁手的特性:它不会在蜜蜂整个大脑里到处表达,而是只局限在少数几个神经回路中活动。换句话说,doublesex就像贴在特定电路上的一张标签,让研究人员能够精准地找到那些与工蜂职责选择相关的神经元。接下来,联合团队干了一件听起来相当科幻的事——他们利用这个基因作为导航标,把那些特定神经回路的活动降了下来,也就是让这些神经元“安静”一会儿。
接下来的变化比任何人想象的都直接。随着特定神经回路的活性被抑制,箱里那些原本已步入晚年、正该天天往外飞的工蜂,行为就这么悄然回退了。它们放弃了外出寻找食物的任务,几乎把自己当成刚出房没多久的新手,重新回到蜂后和幼虫身边,重复起了梳理、饲喂全套保育动作。就好像身体里的换岗闹钟被人为往后拨了几个星期,行为也跟着一起倒退。研究人员把这些发现整理成论文,发表在了科学期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。论文清楚地指出,蜜蜂社会的复杂劳动分工背后,很可能存在这样一些深藏在个体大脑中的神经“开关”,它们决定着每只工蜂什么时候该干什么活儿。
这个发现之所以让学界兴奋,并不是因为人类想操纵蜜蜂去多产蜜这么简单。蜂群长久以来就是研究社会性行为的一个绝佳模型。这里没有中心决策者,分工却异常精细、高效,过去人们只能用“本能的激素变化”或者“年龄依赖的本能”来模糊解释。现在,研究者终于找到了与之对应的具体神经通路,而且动一下就能让工蜂“返老还童”般重操旧业。这说明,即便在没有领导、没有语言指令的群体中,每个个体的大脑里也预装着一套可以让整个社群平稳运转的潜在规则,那个规则精细到连换班的时间点都能被基因层面的调节所改写。
当然,这项研究留下的新问题一点也不比答案少。doublesex所标记的神经回路,到底接受什么上游信号?它又是通过什么方式去影响蜜蜂对周围化学信息素、对同伴行为的解读?是不是只要把这一条回路“按下去”,蜜蜂就真的以为自己还是那个刚从巢房钻出来的嫩崽?这些,科学界眼下还说不清楚。但这一次,人们至少知道了,那只看不见的指挥官,原来一直藏在蜜蜂不到芝麻粒大的大脑里,藏在少数几群神经元的电信号和基因调控交织的微型迷宫中。而那个开关被找到的瞬间,也像是整个蜂巢万年不变的运转规则,被打上了一束清晰的探照光。
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