พฤติกรรมการเรียนรู้และการตอบสนองต่อ 2,4-ไดไนโตรโทลูอีนในผึ้งพันธุ์ Apis mellifera Linnaeus, 1758 และผึ้งโพรง Apis cerana Fabricius, 1793

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Learning behavior and response to 2,4-dinitrotoluene in European honey bee Apis mellifera Linnaeus, 1758 and Asian cavity-nesting honey bee Apis cerana Fabricius, 1793

Author

ศิรัช เลิศจินตนากิจ, คณะวิทยาศาสตร์

Year (A.D.)

2019

Document Type

Thesis

First Advisor

ณัฐพจน์ วาฤทธิ์

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Department (if any)

Department of Biology (ภาควิชาชีววิทยา)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

สัตววิทยา

DOI

10.58837/CHULA.THE.2019.1397

Abstract

ผึ้งให้น้ำหวานเป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบสําหรับการศึกษาการตอบสนองต่อกลิ่นโดยใช้วิธีการเรียนรู้แบบมี เงื่อนไข (classical conditioning) ผ่านทางพฤติกรรมการแลบลิ้นหรือ Proboscis Extension Response (PER) ซึ่งมีรายงานอย่างกว้างขวางในผึ้งพันธุ์หรือผึ้งให้น้ำหวานสายพันธุ์ยุโรป (A. mellifera) ในขณะที่การศึกษาในผึ้งโพรงหรือผึ้งให้น้ำหวานสายพันธุ์เอเชีย (A. cerana) กลับยังมีการศึกษาอยู่น้อยมาก ทั้งที่มีความสําคัญในการเป็นแมลงผสมเกสรในภูมิภาคเอเชียและในประเทศไทย ในการศึกษาครั้งนี้ วิธีการ PER ถูกนํามาใช้เพื่อเป็นตัวประเมินความสามารถในการเรียนรู้และตอบสนองต่อสาร 2,4–ไดไนโตรโทลูอีน (DNT, สารตั้งต้นวัตถุระเบิด) โดยทําการเปรียบเทียบความสามารถของการเรียนรู้และตอบสนองระหว่างผึ้งทั้งสองชนิด การศึกษานี้ทดลองในช่วงระหว่างเดือนพฤษภาคม 2561 ถึงเดือนมีนาคม 2563 ผึ้งที่มีหน้าที่หาอาหารจะถูกจับและนําไปฝึกให้เกิดการเรียนรู้แบบมีเงื่อนไขระหว่างสารละลายน้ำตาลซูโครสความเข้มข้น 50% w/v (ใช้เป็นรางวัล) และ DNT ความเข้มข้น 25 มิลลิกรัมต่อลิตร (ใช้เป็นสิ่งเร้าเงื่อนไข) การฝึกให้ผึ้งเกิดการเรียนรู้แบบมีเงื่อนไขนั้นจะทําการฝึกผึ้งทั้งหมด 6 ครั้ง ในช่วงเวลา 13:00–15:00 น. เพื่อที่จะสามารถประเมินได้ว่าผึ้งมีความสามารถในการเรียนรู้และจดจํากลิ่น DNT ได้หรือไม่ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ผึ้งพันธุ์ (N=61) สามารถเกิดการเรียนรู้แบบมีเงื่อนไขระหว่างกลิ่นและน้ำตาลซูโครสได้ โดยมีการแสดงพฤติกรรม PER เพิ่มขึ้นจาก 9.84±3.84% (การฝึกครั้งที่ 1) เป็น 47.54±6.44% (การฝึกครั้งที่ 6) ในขณะที่ผึ้งโพรง (N=36) สามารถเกิดการเรียนรู้แบบมีเงื่อนไขระหว่างกลิ่นและน้ำตาลซูโครสได้เช่นกัน เกิดการแสดงพฤติกรรม PER เพิ่มขึ้นจาก 2.78±2.78% (การฝึกครั้งที่ 1) เป็น 47.22±8.44% (การฝึกครั้งที่ 6) จากผลการศึกษายังระบุอีกว่า ผึ้งพันธุ์มีความสามารถในการเรียนรู้และตอบสนองต่อ DNT (49.18±6.45%) ได้ดีกว่าผึ้งโพรง (16.67±6.30%) ในช่วงที่สองของการฝึก (P<0.01) สําหรับการทดสอบความสามารถในการจดจํา (memory retention test) พบว่า ผึ้งพันธุ์ยังคงสามารถตอบสนองต่อ DNT และแสดงพฤติกรรม PER ได้ 46.00±3.68%, 67.34±4.83% และ 52.03±3.77% ในขณะที่ผึ้งโพรงก็สามารถแสดงพฤติกรรม PER ได้ 55.50±6.10%, 50.50±7.09% และ 44.50±6.37% หลังจากที่เวลาผ่านไป 10 นาที 24 ชั่วโมงและ 48 ชั่วโมงหลังการฝึกตามลําดับ อย่างไรก็ตามความสามารถในการจดจําต่อกลิ่น DNT ของผึ้งทั้งสองชนิดนี้ไม่ได้แตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (P>0.05) จากผลการศึกษานี้ ผู้วิจัยพบว่าผึ้งทั้งสองชนิดมีความจําระยะยาว (long-term memory) ที่ยังคงสามารถแสดงพฤติกรรม PER และตอบสนองต่อกลิ่น DNT ได้แม้ว่าเวลาจะผ่านไปแล้ว 48 ชั่วโมงก็ตาม ความสามารถในการเรียนรู้และจดจําที่แตกต่างกันระหว่างผึ้งให้หวานทั้งสองชนิดนี้อาจจะเป็นผลมาจากคัดเลือกทางธรรมชาติเนื่องจากผึ้งทั้งสองชนิดมีถิ่นที่อยู่อาศัยที่มีสภาพภูมิอากาศแตกต่างกัน การศึกษาเพิ่มเติมเพื่อประเมินความสามารถในการเรียนรู้และการจดจําของผึ้งให้น้ําหวานสายพันธุ์เอเชียชนิดอื่น ๆ จะช่วยให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เพิ่มขึ้นในการศึกษาเชิงเปรียบเทียบระหว่างผึ้งที่อาศัยในเขตอบอุ่นกับในเขตร้อนชื้น

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Honey bee is an excellent model organism for studying olfactory learning using classical conditioning assay through Proboscis Extension Response (PER). Numerous PER studies have been performed in European honey bees, Apis mellifera, in contrast to the Asian honey bee, Apis cerana, an important pollinator in Asia and Thailand. In this study, PER assay was used to evaluate responding ability to 2,4–Dinitrotoluene (DNT, an explosive precursor) between A. mellifera and A. cerana. The study was conducted between May 2018 to March 2020. Foraging bees were trained and conditioned from 1:00 pm to 3:00 pm by associating 50% w/v sucrose solution (as reward) with 25 mg/l DNT aerosol odor. Training was repeated for six trials to evaluate whether each bee retained its memory. During this memory acquisition phase, 61 foraging A. mellifera were able to associate DNT with sucrose solution with a PER percentage increased from 9.84±3.84% (1st trial) to 47.54±6.44% (6th trials), whereas in A. cerana (N=36) a PER percentage increased from 2.78±2.78% (1st trial) to 47.22±8.44% (6th trial). Notably, during the first two trials, A. mellifera (49.18±6.45%) outperformed A. cerana (16.67±6.30%) in learning ability (P<0.01). For memory retention test, A. mellifera displayed PER percentages of 46.00±3.68%, 67.34±4.83% and 52.03±3.77%, whereas A. cerana displayed 55.50±6.10%, 50.50±7.09% and 44.50±6.37% after 10 min, 24 hours and 48 hours of testing, respectively. However, memory retention abilities between the two honey bee species were not statistically different (P>0.05). The results suggested that both honey bee species have long-term memory (at least to 48 hours) and able to performed proboscis extension behavior after DNT exposing. The subtle differences in learning and memory retention abilities between these two closely related honey bee species may resulted from different selection pressures, since they were originated from very distinct climatic habitats. More parallel studies are needed to evaluate learning ability in other tropical Asian honey bee species.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

เลิศจินตนากิจ, ศิรัช, "พฤติกรรมการเรียนรู้และการตอบสนองต่อ 2,4-ไดไนโตรโทลูอีนในผึ้งพันธุ์ Apis mellifera Linnaeus, 1758 และผึ้งโพรง Apis cerana Fabricius, 1793" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9773.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9773