Association of long-term effects of caffeine consumption on lifespan, behavior and learning performances in mature honey bees (Apis mellifere)

Abstract

Abstract Caffeine is probably the most consumed pharmacologically active substance in the world. It is found in common beverages (coffee, tea, soft drinks), in products containing cocoa or chocolate, and in medications. Honey bee (Apis mellifera) serves as an invertebrate model to understand the complexly organized brains, such as those find in mammals. Caffeine affects learning and memory in several different species, including the honey bee. The purpose of this research was to (1) test the long term effects of caffeine on the life span (2) ask if the long term consumption of caffeine could enhance the learning performances in the honey bees. The experiment is divided in a mortality count part and the other part is the olfactory conditioning. The first part is to see if the caffeine has an effect on the lifespan of honeybees, and I expect that it will increase, due to previous studies done on yeast that has shown it has an effect. In our case we will use two different concentrations of caffeine, because we want to see which one will in a way decrease the mortality. Gustatory Response Score (GRS) was used to measure how sensitive bees were to different concentrations of sucrose in water. Measuring was done by monitoring the extension of tongue (proboscis) as a response to the sucrose concentrations between 0- 30 % in water solution. For the learning test it was used an odor of carnation oil with 30% sucrose reward if the bees responded by extension of the tongue. It was done 6 contiguous trials and they got scores for response. The survival analyses shows that the comparison between controls and the low caffeine concentration is significant, and you can say that the difference between the controls and the high concentration is strongly significant. From the learning test it showed no significant differences between the control and caffeine group of the long term consumption of caffeine. There are many studies on the acute effects on caffeine, and it should continue to be explored, since this treatment condition is more similar to the way that humans consume caffeine. Sammendrag Koffein er sannsynligvis den mest brukt farmakologisk aktive stoffet i verden. Den finnes i vanlige drikker (kaffe, te, brus), i produkter som inneholder kakao eller sjokolade, og i medisiner. Honningbier (Apis mellifera) fungerer som virvelløse modelldyr for å forstå den komplekse organiserte hjernen, slik som det finnes hos pattedyr. Koffein påvirker læring og hukommelse i flere ulike arter, deriblant honningbie. Hensikten med denne forskningen var å (1) teste de langsiktige effektene av koffein på levetiden (2) deretter å spørre om langvarig inntak av koffein kan øke læringsutbyttet hos honningbier. Eksperimentet er delt i en ”dødelighet teller” del og den andre delen er læringsevne. Den første delen er å se om koffein har en effekt på levetiden hos honningbier, og jeg forventer den vil øke, på grunn av tidligere studier gjort på gjærceller som har vist denne effekten. I vårt tilfelle vil vi bruke to ulike konsentrasjoner av koffein, fordi vi ønsker å se hvilke konsentrasjon som kommer best ut. Gustatory Response Score (GRS) ble brukt for å måle hvor sensitive bier er til ulike konsentrasjoner av sukrose i vann. Måling ble gjort ved å overvåke forlengelsen av tungen (proboscis), som en reaksjon på de ulike sukrose konsentrasjoner mellom 0 - 30% i vann løsning. For å utføre testen ble det brukt en lukt av nellik olje med 30% sukrose belønning hvis biene svarte med forlengelse av tungen. Det ble gjort 6 sammenhengende prøver, og de fikk poeng for hver respons. Analysene fra overlevelses dataene viser at sammenligningen mellom kontroll og lav koffein konsentrasjonen er betydelig, og du kan si at forskjellen mellom kontroll og den høye konsentrasjonen er sterkt signifikant. Fra lærings testen viste det ingen signifikant forskjell mellom kontroll og koffein gruppe på langvarig inntak av koffein. Det er mange studier på akutte effekter av koffein, og det bør fortsette å bli utforsket mer på det, da denne behandlingenstilstanden er mer lik den måten mennesker konsumerer koffein på.