Poza Tańcem Wąsika: Ukryte Sygnały, Które Trzmiele Używają do Koordynowania Mrowiska

Waglowa taniec to tylko część historii

Karl von Frisch's dekodowanie wargowej tanycicy zasadnie zdobył Nagrodę Nobla i pozostaje najbardziej znanym przykładem komunikacji zwierząt poza naszym gatunkiem, ale traktowanie go jako całego obrazu komunikacji u mrówek mieteludi niedocenia, jak faktycznie funkcjonuje taka kolonia. Kolonia licząca dziesiątki tysięcy osobników koordynujących żerowania, termoregulację, obronę, rozród i zmianę królowej potrzebuje znacznie więcej kanałów informacji niż pojedyncza tanycica opisująca lokalizacje kwiatów. Mrówki stworzyły cały zróżnicowany zestaw sygnałów: wibracyjne, dotykowe, akustyczne i chemiczne, każdy dostosowany do innego rodzaju decyzji.

Co sprawia, że ​​ten system jest szczególnie interesujący, to fakt, że wiele z tych sygnałów nie jest prostym przekazem rozgłoszonym, jak w przypadku wargowej tanycicy; wiele z nich jest bliżej ukierunkowanych poleceń lub prośb, które zmieniają zachowanie określonych grup mrówek, działając mniej jak prognoza pogody i bardziej jak kierownik przekazujący instrukcje pracownej grupie w czasie rzeczywistym.

Trzęsący taniec: wezwanie więcej rąk

Kiedy żądła z żądliwej grupy wraca z ładunkiem nektaru i nie może znaleźć pszczelarza, który mógłby go rozładować w rozsądnym czasie, może zacząć wykonywać trzęsący taniec: charakterystyczny, drżący, szarpiący się taniec, zupełnie inny od gładkiego tancka ósemkowego z wędrowania, często wykonywanego podczas powolnego spacerowania przez ule, a nie na ustalonej powierzchni tanecznika. Trzęsący taniec pełni funkcję sygnału wskazującego, że zdolność przetwarzania nektaru w ulu jest gwałtownie opóźniona w stosunku do tempa, z jakim żądła przynoszą nektar.

Taniec wydaje się robić dwie rzeczy jednocześnie: rekrutuje więcej młodych pszczół do nadzorowania odbioru nektaru i tymczasowo tłumi taniec ósemkowy innych żówek, ograniczając tym samym rekrutację jeszcze większej liczby żówek, dopóki zdolność rozładowania nie dogoni tempa przepływu nektaru. W istocie jest to sygnał sprzężenia zwrotnego na poziomie ula, który utrzymuje przybliżony dobór przepływu nektaru do jego możliwości przetwarzania, odkryty przez biologa Thomasa Seeley'ego i jego zespół badawczy podczas badania, jak kolonie regulują własny wewnętrzny przepływ pracy.

Sygnał zatrzymania: krótki, ostre "nie"

Gdzie taniec drgań jest delikatnym hamowaniem stosowanym na przestrzeni minut, sygnał zatrzymania jest znacznie bardziej ostry i szybki. Pszczoła przekazuje go poprzez krótkie uderzenie głową w tańczącą żonożórkę i generowanie krótkiego impulsu wibracyjnego, czasami towarzyszącego wyraźnym brzęczeniu, który powoduje natychmiastowe zaprzestanie lub zatrzymanie tańca u odbiorcy. Działa to jako bezpośredni, ukierunkowany sygnał hamujący, a nie ogólny przekaz dla całej koloni.

Sygnały zatrzymania gwałtownie wzrastają, gdy miejsce żerowania okazuje się niebezpieczne, na przykład po tym, jak żonożórka natrafiła na drapieżnika w kwiatowatym kępie, lub gdy pojemność magazynowania nektaru kolii jest już nasycona. W obu przypadkach sygnał szybko tłumi rekrutację do konkretnego źródła lub aktywności, co wskazuje, że pszczoły posiadają mechanizm aktywnego odrzucania informacji, a także jej udostępniania, szczegół ten, który zauważono przez badaczy, zajmował znacznie więcej czasu niż taniec wędrowny, ponieważ zachodzi w ułamkach sekundy i dla obserwatora nieważącego wygląda jak niezauważalny uderzenie między dwoma pszczołami.

Piepienie i kłapoty: dźwięk nadchodzącej rojówki

W dniach poprzedzających rojówkę i sukcesję królewską ule wypełniają się akustycznymi sygnałami, rzadko słyszanymi poza sezonem. Królowa wydaje charakterystyczne pieczenie lub dźwięk z nutką poprzez drganie mięśni lotnych podczas naciskania piersi przeciwko ramieniu, generując impulsywny dźwięk, który dobrze przenosi się przez strukturę woskową. Niektóre młode królowe nadal zamknięte w komórkach królewskich odpowiadają podobnym, ale bardziej przytłumionym dźwiękom, często opisywanym jako kłopotanie, ponieważ ściany komórek woskowych tłumią i zmieniają ton.

Piepienie od dawna wykorzystywane jest przez pszczelarzy jako praktyczny sposób diagnozowania problemów: słysząc je, zwłaszcza w połączeniu z zamkniętymi komórkami królewskimi, można stwierdzić, że ule albo już opuściły rojówkę z królową, albo aktywnie przechodzą przez sukcesję królewską, a rywalizujące młode królowe sygnalizują swoją obecność i gotowość do wyjścia i walki o jedynowładztwo w ulu. Dokładna funkcja społeczna jest nadal przedmiotem dyskusji, ale uważa się, że pomaga rozdzielić ewentualne wydawanie się młodych króli i może komunikować status dominacji między rywalizującymi młodymi królowymi przed starciem fizycznym.

Całkowite sygnały drgań ciała

Oddzielając to od tańca trzęsącego się i sygnału zatrzymującego, mamy do czynienia z szerszą kategorią nazywaną sygnałem wibracyjnym lub sygnałem kołyszącym się, w której osa chwytuje inną osę, a czasami nawet ule, i szybko drga ciałem przez około sekundę przed przesunięciem się, aby powtórzyć zachowanie na innym odbiorcy. W odróżnieniu od ściśle sytuacyjnych sygnałów trzęsienia się i zatrzymywania, sygnały wibracyjne wydają się mieć bardziej ogólną funkcję aktywującą, zwiększając ogólny poziom aktywności i gotowość do różnych zadań u os, które je otrzymują.

Same królowe zarówno dawają, jak i odbierają sygnały wibracyjne na szeroką skalę, a zachowanie staje się szczególnie częste w okresie poprzedzającym rojzenie, kiedy kolonia musi szybko przesunąć dużą część swojej siły roboczej z zadań w ulu do skoordynowanego, energetycznego stanu wymagane do opuszczenia gniazda jako roju. Naukowcy coraz częściej postrzegają sygnał wibracyjny jako coś bliższego ogólnemu pobudzeniu kolii niż konkretną instrukcję, uzupełniając go o bardziej ukierunkowane, sytuacyjne komunikaty przekazywane przez taniec trzęsącego się i sygnał zatrzymujący.

Dlaczego warstwowanie ma znaczenie dla odporności kolonii

Żaden z tych sygnałów sam w sobie nie mógłby pełnić roli całego systemu. Taniec wędrujący doskonale sprawdza się w przekazywaniu precyzyjnych informacji przestrzennych o dobrych źródłach pokarmu na duże odległości, ale jest stosunkowo powolny i nie może natychmiast zatrzymać niebezpiecznego wysiłku rekrutacyjnego. Sygnał hamujący idealnie wykonuje tę funkcję: szybki, ukierunkowany i zdolny do wyłączenia określonego zachowania w ciągu kilku sekund. Taniec drżący rozwiązuje wąskie gardło w przepływie pracy, z którym taniec wędrujący nie ma mechanizmu, a sygnały dźwiękowe i wibracyjne zarządzają kolankowymi przejściami związanymi z reprodukcją i rojnikami, które nic nie mają do czynienia z poszukiwaniem pokarmu.

Wraz ze sobą te sygnały ujawniają kolonię, która jest mniej jak pojedynczy nadawca i bardziej jak rozproszony system sterowania z wieloma, wyspecjalizowanymi pętlami sprzężenia zwrotnego działającymi na różnych skalach czasowych – od sygnału hamującego o podsekundowym działaniu do kilku godzinowego budowania się tańca drżącego i sygnałów dźwiękowych przed opuszczeniem rojnika.

Frequently asked questions

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz the simulation i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.