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熊蜂(Bumblebee)作为众多野生植物和农作物的重要授粉昆虫被广泛关注,同时也作为研究生命体普遍规律的模式动物被广泛使用。深入剖析熊蜂的认知,不仅对于深入认识低等无脊椎动物有重要意义,也对于熊蜂保护和利用具有重要意义。目前,包括熊蜂在内的蜂类学习记忆研究主要集中于嗅觉、视觉模态类,触觉模态的学习记忆研究缺乏。人们迄今不清楚熊蜂的触角触觉学习记忆能力如何?为此,我们将以“明星种”欧洲地熊蜂(Bombus terrestris)为对象,通过开发一种能够检测触角触觉学习专一性的行为范式,并结合传统行为范式,拟全面探究其触角触觉学习能力,并阐释其触角触觉学习记忆与触角尖端结构、烟碱型乙酰胆碱受体的关系。结果如下:1、我们开发出了一种能够检验熊蜂触角触觉专一性学习的实验范式。我们成功地将非条件性的奖励刺激和惩罚刺激各自与不同的条件性触觉刺激进行配对。在这种严格的奖励/惩罚配对条件下,只有对与奖励配对的触觉刺激做出伸喙反射,且对与惩罚配对的触觉刺激不做出伸喙反射的熊蜂才被认为具有学习记忆的专一性。2、传统的纯奖励配对范式条件下,熊蜂很快学会将触觉线索与蔗糖溶液联系起来,4次训练后成功“学会”的熊蜂数量就达到80.45%,8次训练结束后,63.31%的熊蜂形成了触觉长期记忆(24h),53.20%的熊蜂在48h后仍能维持长期记忆,显示了熊蜂能够快速完成触角触觉学习,并能保持记忆;但是,传统范式条件下约60%的熊蜂个体对非配对的触觉线索同样做出伸喙反应,显示了熊蜂似乎不具备专一性的触觉学习记忆能力。基于我们新开发的学习难度较大的奖励/惩罚配对范式条件下,10次训练后成功“学会”的熊蜂数量为58.76%,且记忆在4h内迅速衰减,4h后只有20.41%的熊蜂仍保留记忆;进一步,基于新开发范式发现85%以上的熊蜂对非配对的触觉线索不会产生伸喙反应,显示了熊蜂具有“刺激-反应”的专一性学习能力。另一方面,在传统的纯奖励配对范式条件下单一触角的学习成绩显著低于双触角(p<0.01),记忆保持能力也显著低于双触角(p<0.01);不过左、右单一触角的学习记忆能力无显著差异(p>0.05),不存在偏侧化。在奖励/惩罚配对范式条件下,单一触角的学习记忆能力也显著低于双触角(p<0.01);不过与单一左触角相比,右触角的学习记忆能力显著更强(p<0.05),存在左、右触角的触觉偏侧化。3、熊蜂触角主要有7种感器,其中毛形感器-B是机械触觉感器。毛形感器-B在熊蜂工蜂触角鞭节第10节(触角顶节)的数量显著高于第8节(318±22 vs.128±27,p<0.01);并且,第10节毛形感器-B呈集中分布的特征,集中于背侧前半部的尖端区域。使用高真空硅脂覆盖触角尖端区域的感器,熊蜂训练10次后仍不能正确响应配对刺激,几乎丧失了触角触觉学习能力。结果表明触角触觉学习记忆主要依赖于触角尖端感器集中分布的特化区域。4、通过单眼注射对α-银环蛇毒素敏感的烟碱型乙酰胆碱受体拮抗剂Methyllycaconitine(0.9μl,0.1m M),发现处理组和对照组在学习阶段无显著差异(p>0.05),10min、1h、4h的记忆提取也与对照组无显著差异(p>0.05)。然而,通过单眼注射对α-银环蛇毒素不敏感的烟碱型乙酰胆碱受体拮抗剂美加明(0.9μl,10 m M),处理组在学习阶段的成绩显著低于对照组(p<0.01),并且10min、1h、4h的记忆提取均与对照组存在显著差异(p<0.01)。结果显示,熊蜂的触角触觉学习记忆依赖于对α-银环蛇毒素不敏感的烟碱型乙酰胆碱受体。总之,本研究首次全面地阐释了熊蜂的触觉学习记忆,阐明了熊蜂尖端的特化区域是触角触觉学习记忆的关键,对α-银环蛇毒素不敏感的烟碱型乙酰胆碱受体参与了触角触觉学习记忆。研究结果将深化人们对熊蜂认识,具有重要的科学价值;同时本研究开发的一种检验熊蜂触角触觉专一性学习的实验范式也将为相关研究提供新的技术手段。