中外学者Nature子刊发文:一种特殊肠道细菌可以提高蜜蜂的记忆力

时间:2021年12月1日
来源:Nature Communications

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一个国际研究小组发现蜜蜂体内的一种特殊肠道细菌可以改善记忆力。

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一个国际研究小组发现蜜蜂体内的一种特殊肠道细菌可以改善记忆力。

这项研究是由中国江南大学的科学家与伦敦玛丽女王大学和芬兰奥卢大学的研究人员合作进行的,研究表明,一种被称为Lactobacillus apis的肠道细菌与大黄蜂的记忆力增强有关。

研究人员发现,肠道中这种细菌较多的大黄蜂比细菌较少的大黄蜂有更好的记忆力。研究还发现,吃了含有更多这种肠道细菌的食物的大黄蜂比饮食正常的个体拥有更持久的记忆。

为了测试蜜蜂的记忆和学习能力,研究人员创造了不同颜色的人造花朵;其中五种颜色与甜味的蔗糖溶液有关,另外五种与含有奎宁的苦味溶液有关,奎宁是蜜蜂的驱虫剂。然后,研究人员观察了蜜蜂学习哪种颜色与糖奖励有关的速度,以及它们能否在三天后的后续测试中记住这一信息。通过对蜜蜂肠道样本进行测序,他们能够将大黄蜂学习和记忆能力的个体差异与它们肠道中发现的不同细菌水平进行比较。

为了证实肠道中api乳酸菌的数量与所观察到的记忆差异有直接关系,研究人员将这些细菌添加到大黄蜂的饮食中,并测量它们对相同任务的反应。

这项发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的研究进一步证明,肠道微生物群——生活在我们肠道内的数万亿微生物——可以影响动物行为。

蜜蜂的认知能力因个体而异,与哺乳动物相比,它们的肠道微生物群落相对较小,这使得它们成为探索特定肠道细菌在个体认知差异中作用的理想模型。

研究人员认为,在单个大黄蜂中观察到的微生物组的变化可能源于巢穴环境、活动、病原体、社会互动和授粉环境的差异或变化。

江南大学的博士后研究员Li Li说:“我们的研究结果表明不仅自然变化的一个特定的肠道细菌影响记忆,但也显示因果关系——通过添加相同的细菌物种蜜蜂的饮食可以提高他们的记忆。”

“还需要进一步的研究来确定哪些细菌种类是否会对人类产生同样的影响。但我们的工作为这种可能性提供了光明。”

伦敦玛丽女王大学的Lars Chittka教授是这项研究的合著者,他说:“这是一个有趣的发现,不仅适用于蜜蜂,也适用于人类。我们的发现为动物肠道-大脑互动的重要性提供了越来越多的证据,并为自然大黄蜂种群认知差异的原因提供了见解。”

通讯作者、江南大学酶学实验室主任Wei Zhao教授说:“发现特定的增强记忆的细菌种类令人惊讶。这一结果进一步验证了我们的信念,即我们可以通过调节肠道菌群来提高我们的认知能力。”

文章标题

Gut microbiome drives individual memory variation in bumblebees

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