CN113142146B - 一种建立昆虫社交障碍模型的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建立昆虫社交障碍模型的装置及方法，涉及动物行为实验样品处理技术领域，包括隔离结构和社交性测试结构，隔离结构包括相互连通的巢室和飞行室，社交性测试结构包括中室，中室的一侧设置有第一社交室，中室的另一侧设置有第二社交室，中室与第一社交室和第二社交室之间分别设置有推拉门，各推拉门上均设置有牵引绳，第一社交室和第二社交室内均设置有社交笼，被测昆虫在隔离结构中隔离后进入社交性测试结构进行社交性测试。本发明首次在保障低等动物社会福利和动物伦理条件下建立低等动物社会性昆虫的隔离结构；本发明的方法科学、完整有效且切实可行，为研究社会性昆虫情绪提供了研究基础，从而为人类神经精神相关疾病提供参考。

Description

一种建立昆虫社交障碍模型的装置及方法

技术领域

本发明涉及动物行为实验样品处理技术领域，特别是涉及一种建立昆虫社交障碍模型的装置及方法。

背景技术

自然界社会昆虫种类众多，例如蜜蜂、熊蜂。蜜蜂属于膜翅目，蜜蜂科，蜜蜂属。蜜蜂为群居性的社会性昆虫，蜂巢通常由蜂王、雄蜂、工蜂等个体组成。熊蜂属膜翅目蜜蜂科，熊蜂属，熊蜂为群居性的社会性昆虫，蜂巢主要由蜂王、工蜂等个体组成。它们是众多野生植物和农作物的重要传粉者，为人类的福祉提供了关键支持。

人类和高等哺乳动物的研究表明，社会隔离对人或哺乳动物的健康构成严重风险。哺乳动物的社会隔离常常导致大脑异常发育和行为异常。例如，恒河猴(Macacamulatta)的经典研究表明，早期的社会隔离会导致正常的社会行为消失，影响它们与同伴交往和生活的能力。

目前，相比于哺乳动物而言，低等动物社会昆虫的社会隔离相关研究仍然比较少。值得注意的是，作为自然界物种种类最丰富的动物类群，昆虫一直被认为是低智能、低学习能力、无灵活性的；但随着与昆虫相关研究的深入，昆虫的智力被一步步验证，基于这一范式，研究者测试出蜜蜂具备数量感、理解抽象的概念，表现出类元认知能力。熊蜂进化地位与蜜蜂相似，学习能力同样优秀，也能够在迷宫中使用视觉线索导航，和完成延迟样本匹配任务和解决复杂的操作性难题。尤其是近些年科学研究表面，低等动物昆虫，果蝇、蜜蜂或熊蜂被认为具有接近哺乳动物情绪样的“元情绪”能力。

非社会性昆虫果蝇的社交隔离都能导致寿命的减少，增加了攻击性，减少了睡眠需求，并减少了蘑菇体内的纤维数量，昆虫脑内蘑菇体的功能与哺乳动物脑中海马功能相当。社交隔离也减少了社会性昆虫蜜蜂的蘑菇体体积。发育过程中的关键时期对于正常社会行为的发展也可能很重要，以蜜蜂(Apis mellifera)为例，在生命早期经历社会隔离之后，面对同类群体时向群体聚集的欲望大大受损，因此社交对于蜜蜂的发展和社会组织也是必不可少的。群居蟑螂也有类似的情况，在经历社会隔离后，蟑螂的活动性降低，觅食欲望减退，与群体交流的兴趣也受到很大的影响。总之，群体内的社交互动对于正常社交行为的发展很重要，这种社交行为可能对生存和繁殖产生巨大影响。然而，社会隔离是否影响低等动物昆虫个体的社交性不清楚。

对于社会性昆虫来说，成长过程中社会经历对其行为有着至关重要的意义，若是在社会性动物快速发育的生命早期进行社会隔离，会大大影响其社交性。目前，在经历社会隔离后，熊蜂个体的社交性和社交新颖性是否会受到损伤尚不清楚。熊蜂大脑发育可塑性的研究表明刚羽化的熊蜂大脑仍然未成熟。研究显示熊蜂羽化后48小时内大脑结构进一步快速发育，并且这48小时是羽化后脑相对体积变化最大的时间区间。考虑到社会环境的变化可能对感觉处理、社会性和社会认知等产生影响，推测熊蜂羽化后的48小时内的社会隔离可能影响熊蜂成虫的社交行为。此外，在熊蜂的大脑发育历程中，羽化后12天仍然是一个重要的时间区段。在羽化后的12天期间，熊蜂大脑的不同区域仍然发生着各种变化，直到第12天，脑内细胞体、视叶、触角叶、蘑菇体等结构相对体积变化达到峰值。推测，羽化后12天的社会隔离仍然可能会影响熊蜂成虫的社交行为。

但是，目前，人们在研究昆虫的社会隔离时，都非常简单，仅将研究的昆虫简单地单独放在一个空间，而完全没有考虑低等动物昆虫的福利和伦理，而这将会使非社会因素带入社交障碍模型的建立过程，从而影响社会隔离相关研究的可靠性。为了更深入地探究动物社会的演化，探究社会动物的心理和认知健康，需要开展不同发育阶段社会性昆虫的社会隔离相关的研究，并探究其对行为、认知和情绪的影响及其机制。开展这个工作的前提，需要一种研究社会隔离结构，需要尽量模拟自然的巢穴环境和活动环境，尽量不降低昆虫的福利，解决隔离昆虫活动性降低，可能会造成非社会性因素的影响实验结果的问题；同时，也没有合适的装置和方法来观察昆虫个体间社交习性的相关特征。

发明内容

本发明的目的是提供一种建立昆虫社交障碍模型的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，对低等动物个体进行社会隔离，并对社会隔离后的低等动物个体进行社交性评估。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种建立昆虫社交障碍模型的装置，包括隔离结构和社交性测试结构，所述隔离结构包括相互连通的巢室和飞行室，所述巢室和所述飞行室内均设置有饲喂装置，所述社交性测试结构包括中室，所述中室的一侧设置有第一社交室，所述中室的另一侧设置有第二社交室，所述中室与所述第一社交室和所述第二社交室之间分别设置有推拉门，各所述推拉门上均设置有牵引绳，所述第一社交室和所述第二社交室内均设置有社交笼，被测昆虫在所述隔离结构中隔离后进入所述社交性测试结构进行社交性测试。

优选地，所述巢室和所述飞行室通过孔洞连通，所述巢室和所述飞行室的连接处设置有蓝色海绵纸，所述蓝色海绵纸上开设有与所述孔洞重合的通孔，所述巢室和所述飞行室均开设有若干透气孔，所述巢室和所述飞行室的底面齐平，所述巢室的顶部低于所述飞行室的顶部。

优选地，所述巢室的内壁和所述飞行室的内壁均采用粗糙的板材制成，所述巢室的第一顶盖采用不透明的板材制成，所述飞行室的第二顶盖采用透明的板材制成。

优选地，所述饲喂装置包括假花、糖水罐和花粉盘，所述巢室内设置有原巢结构和垫料。

优选地，所述中室、所述第一社交室和所述第二社交室的顶部均设置有顶盖，所述中室的顶盖和侧壁、所述第一社交室的顶盖和侧壁、所述第二社交室的顶盖和侧壁均采用透明且光滑的板材制成；所述中室、所述第一社交室和所述第二社交室的底面均采用不透明且粗糙的板材制成。

优选地，所述建立昆虫社交障碍模型的装置还包括摄像机，所述摄像机位于所述隔离结构和所述社交性测试结构的上方。

优选地，所述社交笼包括笼体，所述笼体包括若干均布的围栏，所述围栏为光滑的管状结构，各所述围栏之间存在缝隙，所述笼体的上端设置有笼盖，所述笼盖为不透明的结构，所述笼盖上设置有把手。

本发明还提供了一种采用所述建立昆虫社交障碍模型的装置的建立昆虫社交障碍模型的方法，包括以下步骤：

S1、抓取新羽化的健康昆虫，用彩色贴做标记后立马放回巢内并做好记录，不同日期标记的昆虫要用不同颜色的彩色贴，评估所抓取昆虫的健康状况与活性，取身体健康活性正常的昆虫，记为被测昆虫；

S2、将被测昆虫放入隔离结构，每只被测昆虫单独放置，并在所述隔离结构内放置好饲喂装置；

S3、每天观察所述隔离结构内的被测昆虫的行为活动，并评估健康状况，剔除死亡或明显不健康的昆虫，每隔一天添加饲料；

S4、将被测昆虫分别隔离饲养48小时和12天后，转移至社交性测试结构中测试被测昆虫的社交性，在所述社交性测试结构中测试被测昆虫的社交性包括适应阶段和测试阶段；

S5、数据获取及统计分析。

优选地，所述S4中，适应阶段：将被测昆虫放入所述社交性测试结构的中室，所述中室两侧的推拉门关闭，让被测昆虫自由探索，进行初步适应；在黑暗环境下，将被测昆虫移入所述中室，进行一段时间的适应；在黑暗环境适应结束后，在被测昆虫状态稳定的情况下打开光照，再适应一段时间。

优选地，所述S4中，测试阶段：在昆虫的巢内随机取出一只昆虫记为第一熟悉社交对象，放入第一社交室的社交笼内，通过摄像机记录测试过程，通过牵引绳拉开所述中室两侧的所述推拉门，使被测昆虫能够在所述第一社交室、所述中室和第二社交室内自由移动、自由选择，所述摄像机俯拍并采集实验视频。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明首次在保障低等动物社会福利和动物伦理条件下建立低等动物社会性昆虫的隔离结构；根据昆虫会飞行的特征，创新性地设计了巢室与飞行室两个部分，保证了昆虫在隔离结构中的舒适性，隔离结构尽可能地模拟自然状态下的生活环境，避免了隔离结构自身可能对昆虫造成的其他不良影响，出现社会隔离带来的应激造成实验的失败，同时，在伦理道德上也体现了对实验动物的尊重。本发明的方法科学、完整有效且切实可行，为研究社会性昆虫情绪提供了研究基础，从而为人类神经精神相关疾病提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的隔离结构示意图；

图2为本发明的隔离结构主视图；

图3为本发明的社交性测试结构示意图；

图4为本发明的社交性测试结构主视图；

图5为本发明的社交性测试结构俯视图；

图6为本发明的社交笼示意图；

图7a为羽化后48小时的隔离组昆虫与对照组昆虫访问第一社交室和第二社交室的累积时长对比图；

图7b为羽化后48小时的隔离组昆虫与对照组昆虫访问第一社交室和第二社交室的频率对比图；

图7c为羽化后48小时的隔离组昆虫的运动轨迹图及轨迹热图；

图7d为羽化后48小时的对照组昆虫的运动轨迹图及轨迹热图；

图8a为羽化后12天的隔离组昆虫与对照组昆虫访问第一社交室和第二社交室的累积时长对比图；

图8b为羽化后12天的隔离组昆虫与对照组昆虫访问第一社交室和第二社交室的频率对比图；

图8c为羽化后12天的隔离组昆虫的运动轨迹图及轨迹热图；

图8d为羽化后12天的对照组昆虫的运动轨迹图及轨迹热图；

其中：100-社交性测试结构，200-隔离结构，1-中室，2-第一社交室，3-第二社交室，4-推拉门，5-牵引绳，6-社交笼，7-顶盖，8-侧壁，9-底面，10-笼体，11-围栏，12-笼盖，13-把手，14-被测昆虫，15-巢室，16-飞行室，17-孔洞，18-蓝色海绵纸，19-透气孔，20-第一顶盖，21-第二顶盖，22-假花，23-糖水罐，24-花粉盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种建立昆虫社交障碍模型的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，对低等动物个体进行社会隔离，并对社会隔离后的低等动物个体进行社交性评估。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图6所示：本实施例提供了一种建立昆虫社交障碍模型的装置，包括隔离结构200和社交性测试结构100，隔离结构200包括相互连通的巢室15和飞行室16，巢室15和飞行室16内均设置有饲喂装置，社交性测试结构100包括中室1，中室1的一侧设置有第一社交室2，中室1的另一侧设置有第二社交室3，中室1与第一社交室2和第二社交室3之间分别设置有推拉门4，各推拉门4上均设置有牵引绳5，第一社交室2和第二社交室3内均设置有社交笼6，被测昆虫14在隔离结构200中隔离后进入社交性测试结构进行社交性测试。

本实施例中，巢室15和飞行室16通过孔洞17进行连通，巢室15和飞行室16的连接处设置有蓝色海绵纸18，蓝色海绵纸18上开设有与孔洞17重合的通孔，巢室15和飞行室16均开设有若干透气孔19，巢室15和飞行室16的底面9齐平，巢室15的顶部低于飞行室16的顶部，飞行室16的高度应不少于30cm，给予昆虫足够的飞行高度，适应于昆虫的自由飞行活动，巢室15和飞行室16组合在一起呈L型，巢室15的体积为15cm×15cm×15cm，飞行室16的体积为30cm×15cm×15cm。当对熊蜂进行实验时，海绵纸为蓝色，熊蜂喜欢蓝色，刚放入的熊蜂会出现不愿意活动的特点，通过蓝色海绵纸18吸引熊蜂在两个巢室15和飞行室16内自由活动，保持运动活性，从而保证后续实验的顺利进行。

本实施例中，巢室15的内壁和飞行室16的内壁均采用粗糙的板材制成，可采用内壁粗糙的木板或有机玻璃板制成，适应于昆虫的自由爬行活动，巢室15的第一顶盖20采用黑色不透明的板材制成，巢室15可以营造昏暗的环境作为昆虫的休息区域，飞行室16的第二顶盖21采用透明的板材制成，飞行室16作为昆虫的自由觅食区域，为昆虫提供生活所需的营养物质，同时提供了足够的空间供昆虫飞行，以保持昆虫的基础活性。巢室15和飞行室16模拟巢内黑暗、巢外光明的环境，从而尽可能地模拟自然状态下的昆虫的生活环境，第一顶盖20和第二顶盖21可滑动实现开合。

本实施例中，饲喂装置包括假花22、糖水罐23和花粉盘24，糖水罐23为装有15mL糖水的离心管，巢室内设置有原巢结构和垫料，原巢结构采用原巢的小切块或使用蜂蜡制作而成，巢室底部放置的垫料为使用直径2mm左右的猫砂，或猫砂与木屑混合物。设置巢室15、飞行室16、饲喂装置、原巢结构和垫料是为了尽可能地模拟自然状态下原巢内的环境，让被测昆虫14更好更快地适应环境，避免应激导致的实验失败。

本实施例中，中室1、第一社交室2和第二社交室3的顶部均设置有顶盖7，各顶盖7可滑动实现开合，中室1的顶盖7和侧壁8、第一社交室2的顶盖7和侧壁8、第二社交室3的顶盖7和侧壁8均采用透明且光滑的板材制成，可采用透明且光滑的有机玻璃板，必要时还可涂抹凡士林，透明的板材方便肉眼观察与视频记录，光滑的板材可以阻止被测昆虫14在侧壁8的攀爬，减少昆虫的垂直面的行为，取得质量更高的实验结果；中室1、第一社交室2和第二社交室3的底面9均采用不透明且粗糙的板材制成，底面9可选用不透明的磨砂有机玻璃板，易于被测昆虫14正常爬行，降低行走不便引发的应激，避免影响其探究动机，不透明的结构可以屏蔽外界场景的信息对被测昆虫14的注意力的分散，使其更集中于装置内的场景探查。

本实施例中，社交笼6包括笼体10，笼体10为圆柱体，笼体10包括若干均布的围栏11，各围栏11之间存在缝隙，缝隙的大小根据昆虫体型的大小确定，既可以使被测昆虫14和社交对象进行充分的视觉、气味等多感觉刺激的交互，又可以避免被测昆虫14和社交对象之间的打斗、交配和逃跑等行为，笼体10的上端设置有笼盖12，笼盖12上设置有把手13，笼盖12的尺寸可根据昆虫大小确定，便于昆虫的放入操作。

本实施例中，围栏11为光滑的管状结构，围栏11可选用玻璃管，可以最大限度地降低昆虫攀爬行为对社交行为跟踪和分析的影响，从而有效地评估被测昆虫14的社交行为，笼盖12为不透明的结构。使用不透明的笼盖12是确保软件对被测昆虫14行为的有效跟踪和数据分析，防止社交笼6内的昆虫对被测昆虫14的行为跟踪的干扰。

本实施例中，社交笼6的直径和高度依据被测昆虫14的大小调整，便于被测昆虫14能将注意力聚焦于社交对象，例如，用于测试熊蜂的社交笼6直径为4cm，高为3cm。围栏11由20根直径为2.5mm、长为32mm的玻璃管纵向并列，围栏11之间的缝隙为1.5mm，笼盖12的直径为3cm。

本实施例为观察被测昆虫14个体在面对同种个体时的社交表现，特制了社交笼6，社交笼6是一个独立的微型的刺激/社交界面系统。社交笼6被单独放置在第一社交室2和第二社交室3中，内部仅放置只昆虫，同时社交笼6具有以下作用：一是刺激的位置是相对固定的，保证刺激的稳定性；二是光滑面可限制昆虫在垂直侧面向上攀爬，确保其尽可能在平面活动和被跟踪；三是缝隙保证只昆虫之间可进行身体接触和气味互动；四是围栏11可阻隔只昆虫之间咬、刺等伤害性的打斗；五是圆柱体有利于软件对昆虫行为的追踪与分析。即本实施例的社交笼6能够提供优良的交互界面，隔绝昆虫之间的打斗和其他行为，降低昆虫攀爬的本能行为，以及便于圈定社交区域范围和行为分析，从而可以有效地评估被测昆虫14的社交行为。

本实施例是为了实现低等动物的社会福利和动物伦理有保障条件下的社会隔离，并对隔离后的昆虫进行社交性测试。根据昆虫自然条件下的生活习性和生活条件，建立类似环境的隔离结构200，在保障低等动物社会福利和动物伦理条件下实现对低等动物的社会隔离，尽量模拟自然的巢穴环境和活动环境，尽量不降低昆虫的福利，解决隔离昆虫活动性降低、可能会造成非社会性因素的影响实验结果的问题。本实施例尽量满足社会性昆虫实验动物福利的要求，尽量避免非社会必性因素对后续实验的干扰，为后续社交障碍模型建立及行为学实验奠定良好基础，本实施例的建立昆虫社交障碍模型的装置制造简单、成本低廉、操作简便、重复性好，为研究社会性昆虫情绪提供了研究基础，从而为人类神经精神相关疾病提供参考。

实施例二

本实施例提供了一种采用实施例一的建立昆虫社交障碍模型的装置的建立昆虫社交障碍模型的方法，包括以下步骤：

S1、抓取新羽化的健康昆虫，用彩色贴做标记后立马放回巢内并做好记录，不同日期标记的昆虫要用不同颜色的彩色贴，评估所抓取昆虫的健康状况与活性，取身体健康活性正常的昆虫，记为被测昆虫14；

S2、将被测昆虫14放入隔离结构200，每只被测昆虫14单独放置，并在隔离结构200内放置好饲喂装置：假花22、花粉盘24、糖水罐23；

S3、每天观察隔离结构200内的被测昆虫14的行为活动，并评估健康状况，剔除死亡或明显不健康的被测昆虫14，每隔一天添加糖水与花粉；

S4、将被测昆虫14分别隔离饲养48小时和12天后，转移至社交性测试结构100中测试被测昆虫14的社交性，在社交性测试结构100中测试被测昆虫14的社交性包括适应阶段和测试阶段；

本实施例中，S4中，适应阶段：将被测昆虫14放入社交性测试结构的中室1，中室1两侧的推拉门4关闭，让被测昆虫14自由探索，适应5分钟，进行初步适应；在黑暗环境下，用钟形罩和硬纸板将被测昆虫14轻柔缓慢地移入中室1，进行3分钟的适应；在黑暗环境适应结束后，在被测昆虫14状态稳定的情况下打开光照，再适应3分钟。

本实施例中，S4中，测试阶段：在昆虫的巢内随机取出一只昆虫记为第一熟悉社交对象，放入第一社交室2的社交笼6内，通过摄像机记录5分钟的测试过程，通过牵引绳5拉开中室1两侧的推拉门4，使被测昆虫14能够在第一社交室2、中室1和第二社交室3内自由移动、自由选择，摄像机俯拍并采集实验视频。

S5、数据获取及统计分析。

本实施例的建立昆虫社交障碍模型的方法可引入对照组昆虫与被测昆虫14进行对比，对照组昆虫无需在隔离结构200中进行隔离，选用健康的对照组昆虫进行适应阶段和测试阶段，最后将对照组昆虫与被测昆虫14的实验结果进行对比，得出社会隔离后的被测昆虫14的社会性行为。

应用例

采用实施例一的建立昆虫社交障碍模型的装置和实施例二的建立昆虫社交障碍模型的方法观察欧洲地熊蜂的社交性行为。

建立熊蜂社交障碍模型的方法包括以下步骤：

S1、抓取新羽化的健康熊蜂，用彩色蜂贴做标记后立马放回巢内并做好记录，不同日期标记的熊蜂要用不同颜色的蜂贴，评估所抓取蜂的健康状况与活性，取身体健康活性正常的工蜂；

抓取新羽化的健康熊蜂的过程为：将原蜂巢内的熊蜂以及原蜂巢转移至提前准备好的干净新巢箱内，在无光条件下，利用长木筷将爬至木筷的熊蜂从原蜂巢转移至新巢箱内，如此重复，直至原蜂巢内的熊蜂成虫被全部转移至新巢箱内，并尽快恢复巢内环境，接下来，每隔2小时观察一次蜂群内是否出现新羽化的熊蜂，新生蜂全身附着白色绒毛，行动缓慢，用长木筷将具备以上特征的新生蜂缓慢转移至隔离结构200内饲养；

采集对照组熊蜂(对照组昆虫)的方法也是从蜂巢内获取新羽化的熊蜂，所有对照组的熊蜂均为与实验组熊蜂同一蜂巢内正常饲养的熊蜂，用彩色蜂贴做标记后立马放回巢内并做好记录，注意不同日期标记的熊蜂要用不同颜色的蜂贴，48小时或12天后，再次根据蜂贴标记日期采集熊蜂，进行对照组熊蜂的社交性测试；

S2、将熊蜂放入隔离结构200，每只熊蜂单独放置，并在隔离结构200内放置好日常饲喂装置：假花22、花粉盘24、糖水罐23；饲养条件是室温25±2℃，相对湿度50±5％，12h：12h的光照与黑暗节律，一次性添加5g花粉及20ml的蔗糖溶液；

S3、每天观察隔离结构200内熊蜂的行为活动，并评估健康状况，剔除死亡或明显不健康的熊蜂，每隔一天添加糖水与花粉；

S4、将隔离结构200内的熊蜂分别隔离饲养48小时和12天后，转移至社交性测试结构100中测试；

羽化后48小时的熊蜂指：将巢内新羽化的熊蜂转移至隔离结构200内，每只熊蜂一个隔离结构200，隔离饲养48小时，期满后立刻转移至社交性测试结构100中进行适应然后开始实验；

羽化后12天的熊蜂指：将巢内新羽化的熊蜂转移至隔离结构200内，每只熊蜂一个隔离结构200，隔离饲养12天，期满后立刻转移至社交性测试结构100中进行适应然后开始实验；

羽化后48小时的熊蜂和羽化后12天的熊蜂均为隔离组熊蜂，为避免节律影响熊蜂状态，每天实验时间为9:30am至20:00pm；

适应阶段：初步适应：对于羽化后48小时和12天的隔离组熊蜂(被测昆虫14)，用钟形罩小心的转移至一个社交性测试结构100的中室1，转移过程中一定注意动作的轻柔，尽量减少刺激，中室1两侧的推拉门4关闭，让隔离组熊蜂自由探索，进行初步适应；对于对照组熊蜂，从蜂巢取出后，用小型钟形罩转移至另一个社交性测试结构100的中室1，中室1两侧的推拉门4关闭，让对照组熊蜂自由探索，进行初步适应；

黑暗适应：在黑暗环境下，将隔离组熊蜂和对照组熊蜂分别移入相应的中室1，进行3分钟的适应；

光照适应：在黑暗环境适应结束后，在隔离组熊蜂和对照组熊蜂状态稳定的情况下打开光照，再适应3分钟，观察其活动性；

测试阶段：隔离组熊蜂测试：在与隔离组熊蜂同巢的熊蜂中随机取出一只熊蜂，记为第一熟悉社交对象(Nestmate 1)，马上放入社交性测试结构100的第一社交笼6内，然后打开摄像机记录接下来5分钟的测试过程，通过牵引绳5拉开推拉门4，使隔离组熊蜂能够在第一社交室2、中室1和第二社交室3内自由移动、自由选择，摄像机俯拍行为观察区，采集实验视频；

对照组熊蜂测试：在与对照组熊蜂同巢的熊蜂中随机取出一只熊蜂，记为第一熟悉社交对象(Nestmate 1)，马上放入社交性测试结构100的第一社交笼6内，然后打开摄像机记录接下来5分钟的测试过程，通过牵引绳5拉开推拉门4，使对照组熊蜂能够在第一社交室2、中室1和第二社交室3内自由移动、自由选择，摄像机俯拍行为观察区，采集实验视频；

S5、数据获取及统计分析：

利用Noduls轨迹跟踪软件Ethovision采集隔离组熊蜂和对照组熊蜂在社交性测试结构100内的活动轨迹，以社交笼6外围0.5cm的圈为社交范围，采集隔离组熊蜂和对照组熊蜂在社交范围内社交的累计时长以及人工采集在测试期间的社交频率；将采集的行为活动数据绘制行为轨迹图和热图；原始数据录入Excel后进行数据分析，首先将具有不同活动性表现的熊蜂分离为两个组进行分析，分别统计低活性熊蜂和高活性熊蜂所占的比例，然后使用独立样本T检验(Independent-Samples T Test)分析熊蜂在两个目标区域停留时间的差异，分析得到平均值、标准误和P值等，使用Sigmaplot 12.5作图；各组数据进行比较时，P<0.05存在显著性差异，P<0.01存在极显著性差异。

图7c、图7d、图8c和图8d中上方的图分别为熊蜂在不同测试中的运动轨迹图，黑色线条表示熊蜂的运动轨迹，图7c、图7d、图8c和图8d中下方的图分别为熊蜂在不同测试中的轨迹热图，颜色越深表示熊蜂停留的时间越长。

“*”是实验数据进行统计学分析后的一种结果表示，一个“*”表示结果有显著性差异，两个“**”表示结果有极显著差异。N代表被测熊蜂的样本量。

图7a、图7b、图8a和图8b中，Isolation代表隔离组，Control代表对照组。

如图7a所示，羽化后48小时的隔离组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长非常显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝13,P<0.01)，羽化后48小时的对照组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长极显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝12,P<0.01)；如图7b所示，羽化后48小时的隔离组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率极显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝13,P<0.01)，羽化后48小时的对照组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率极显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝12,P<0.01)。

如图8a所示，羽化后12天的隔离组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长非常显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝13,P<0.01)，羽化后12天的对照组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长极显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝12,P<0.01)；如图8b所示，羽化后12天的隔离组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率极显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝13,P<0.01)，羽化后12天的对照组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率极显著的高于访问空白社交笼6(Empty)(N＝12,P<0.01)。

结果分析

1.羽化后48小时的社会隔离影响熊蜂的社交性

熊蜂在经历羽化后48小时的社会隔离之后，基础活性受到影响，见表1。测试期间，有40％的熊蜂表现为低活性，完全没有社交欲望，而没有经历社会隔离的对照组熊蜂在测试期间全部表现出高度活跃性。这说明48小时的社会隔离影响了熊蜂的社交状态。

表1羽化后48小时隔离组熊蜂与对照组熊蜂的活动性

接下来，具体分析隔离组高活性熊蜂与对照组高活性熊蜂的社交性差异。如图7a显示，隔离组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)和与第一熟悉社交对象(Nestmate 1)社交的累计时长分别为43.3±20.08s、41.17±12.65s，统计显示隔离组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)和第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长没有显著差异(N＝12，P>0.05)，表明隔离组熊蜂没有表现出个体社交性；对照组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)的累计时长为3.19±1.66s，与第一熟悉社交对象(Nestmate 1)社交的累计时长为61.83±14.27s，统计显示二者之间存在极显著性差异(N＝20，P<0.01)，表明对照组熊蜂表现出社交性。如图7b显示，隔离组熊蜂访问空白一侧和与第一熟悉社交对象(Nestmate 1)社交的频率分别为5.833±1.97次、5±0.68次，统计显示隔离组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)和第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率没有显著差异(N＝12，P>0.05)，表明隔离组熊蜂没有个体的社交性；但是，对照组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)和第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率分别为2.45±0.76次、15.7±2.3次，统计显示对照组熊蜂访问两端的频率有非常显著性差异(N＝20，P<0.01)，表明对照组熊蜂有个体的社交性。同时，从图7c可以看出，隔离组熊蜂的运动轨迹在空白社交笼6(Empty)和第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的分布较为均匀，没有明显的偏好，从轨迹热图更可以发现，隔离组熊蜂不仅在两端停留的时间相近，而且大部分时间并不是在进行社交。从图7d可以看出，对照组熊蜂的运动轨迹集中在第一熟悉社交对象(Nestmate 1)，并且与第一熟悉社交对象(Nestmate 1)进行长时间的社交，表现出强烈的社交性。因此，具有高活性的羽化后48小时的隔离组熊蜂不具有社交性。

结果表明：羽化后48小时隔离组熊蜂活动性差异较大，基础活性低的熊蜂完全不社交，基础活性高的熊蜂虽然活动性强，却不具有社交性。而对照组熊蜂表现出极显著的社交性，因此，熊蜂的社交性受到羽化后48小时的社会隔离的损伤。

2.羽化后12天的社会隔离影响熊蜂的社交性

羽化后12天的隔离组熊蜂活动性受到隔离的影响，有较大的差异，基础活性低的隔离组熊蜂完全不社交，其他的隔离组熊蜂虽然活动性强，但是不仅不具有主动接近、探究另一个体的社交性，甚至出现了严重的社交退却，主要集中在空白社交笼6(Empty)活动。可见，羽化后12天的社会隔离严重损伤了熊蜂的社交性。

表2羽化后12天隔离组熊蜂与对照组熊蜂的活动性

由表2可知，经历羽化后12天社会隔离的熊蜂，活动性会受到很大影响。测试期间，45％的隔离组熊蜂表现为低活动性，具体特征为大部分时间保持静止，且完全没有社交倾向，仅有55％的隔离组熊蜂表现出高活性，而对照组熊蜂全部表现出高度的活动性。

接下来，具体分析隔离组高活性熊蜂和对照组高活性熊蜂的社交性表现情况。如图8a显示，隔离组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)的累计时长为74.81±30.02s，访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长为5.2±2.3s，统计显示隔离组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)的累计时长显著的高于第一熟悉社交对象(Nestmate 1)(N＝11，P<0.05)，表明隔离组熊蜂不具有社交性；对照组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)和第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长分别为3.23±1.4s、71.72±12.35s，统计显示，对照组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的累计时长极显著的高于空白社交笼6(Empty)(N＝20，P<0.01)，表明对照组熊蜂存在社交性。如图8b显示，隔离组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)的频率为9.1±2.24次，访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率为1.55±0.52次，统计显示隔离组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)的频率极显著的高于第一熟悉社交对象(Nestmate1)(N＝11，P<0.01)，表明隔离组熊蜂没有社交倾向，不具有社交性；但是，对照组熊蜂访问空白社交笼6(Empty)和第一熟悉社交对象(Nestmate 1)两端的频率分别为1.85±0.69次、20.4±2.08次，统计显示对照组熊蜂访问第一熟悉社交对象(Nestmate 1)的频率极显著的高于空白社交笼6(Empty)(N＝20，P<0.01)，表明对照组熊蜂具有社交性。无论是社交累计时长方面，还是社交频率方面，羽化后12天的隔离组熊蜂都不具有社交性，甚至会将躲避第一熟悉社交对象(Nestmate 1)，将大部分活动区域锁定在空白社交笼6(Empty)，说明羽化后12天的社会隔离严重影响熊蜂的社交性，导致了严重的社交退却。进一步，从图8c可以看出，隔离组熊蜂的活动轨迹较为混乱，大部分集中在空白社交笼6(Empty)，长时间停留的区域较多且没有明显的偏好。从图8d可以看出，对照组熊蜂的轨迹清晰，明确的集中在第一熟悉社交对象(Nestmate 1)，并与第一熟悉社交对象(Nestmate 1)进行长时间的社交。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种采用建立昆虫社交障碍模型的装置的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、抓取新羽化的健康昆虫，用彩色贴做标记后立马放回巢内并做好记录，不同日期标记的昆虫要用不同颜色的彩色贴，评估所抓取昆虫的健康状况与活性，取身体健康活性正常的昆虫，记为被测昆虫；

S2、将被测昆虫放入隔离结构，每只被测昆虫单独放置，并在所述隔离结构内放置好饲喂装置；

S3、每天观察所述隔离结构内的被测昆虫的行为活动，并评估健康状况，剔除死亡或明显不健康的昆虫，每隔一天添加饲料；

S4、将被测昆虫分别隔离饲养48小时和12天后，转移至社交性测试结构中测试被测昆虫的社交性，在所述社交性测试结构中测试被测昆虫的社交性包括适应阶段和测试阶段；

S5、数据获取及统计分析；

所述建立昆虫社交障碍模型的装置包括隔离结构和社交性测试结构，所述隔离结构包括相互连通的巢室和飞行室，所述巢室和所述飞行室内均设置有饲喂装置，所述社交性测试结构包括中室，所述中室的一侧设置有第一社交室，所述中室的另一侧设置有第二社交室，所述中室与所述第一社交室和所述第二社交室之间分别设置有推拉门，各所述推拉门上均设置有牵引绳，所述第一社交室和所述第二社交室内均设置有社交笼，被测昆虫在所述隔离结构中隔离后进入所述社交性测试结构进行社交性测试。

2.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述巢室和所述飞行室通过孔洞连通，所述巢室和所述飞行室的连接处设置有蓝色海绵纸，所述蓝色海绵纸上开设有与所述孔洞重合的通孔，所述巢室和所述飞行室均开设有若干透气孔，所述巢室和所述飞行室的底面齐平，所述巢室的顶部低于所述飞行室的顶部。

3.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述巢室的内壁和所述飞行室的内壁均采用粗糙的板材制成，所述巢室的第一顶盖采用不透明的板材制成，所述飞行室的第二顶盖采用透明的板材制成。

4.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述饲喂装置包括假花、糖水罐和花粉盘，所述巢室内设置有原巢结构和垫料。

5.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述中室、所述第一社交室和所述第二社交室的顶部均设置有顶盖，所述中室的顶盖和侧壁、所述第一社交室的顶盖和侧壁、所述第二社交室的顶盖和侧壁均采用透明且光滑的板材制成；所述中室、所述第一社交室和所述第二社交室的底面均采用不透明且粗糙的板材制成。

6.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述建立昆虫社交障碍模型的装置还包括摄像机，所述摄像机位于所述隔离结构和所述社交性测试结构的上方。

7.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述社交笼包括笼体，所述笼体包括若干均布的围栏，所述围栏为光滑的管状结构，各所述围栏之间存在缝隙，所述笼体的上端设置有笼盖，所述笼盖为不透明的结构，所述笼盖上设置有把手。

8.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述S4中，适应阶段：将被测昆虫放入所述社交性测试结构的中室，所述中室两侧的推拉门关闭，让被测昆虫自由探索，进行初步适应；在黑暗环境下，将被测昆虫移入所述中室，进行一段时间的适应；在黑暗环境适应结束后，在被测昆虫状态稳定的情况下打开光照，再适应一段时间。

9.根据权利要求1所述的建立昆虫社交障碍模型的方法，其特征在于：所述S4中，测试阶段：在昆虫的巢内随机取出一只昆虫记为第一熟悉社交对象，放入第一社交室的社交笼内，通过摄像机记录测试过程，通过牵引绳拉开所述中室两侧的所述推拉门，使被测昆虫能够在所述第一社交室、所述中室和第二社交室内自由移动、自由选择，所述摄像机俯拍并采集实验视频。