Як бджоли спілкуються: Танець «Жага» та фізика полювання

Як бджоли спілкуються: Танець «Жага» та фізика полювання

Немає жодної окремої бджоли, яка б знала, де найкращі квіти розташовані в певний день. Що ж до того, що має колонія, це постійно оновлювана карта, зібрана з тисяч окремих польотів і зібраних нектару, які діляться за допомогою однієї з найбільш вивчених систем комунікації у королівстві тварин: танцю «Жага». Розуміння того, як це працює, означає розглядати обидва кінці процесу — фізичний акт польоту та збору нектару, і танець, який перетворює досвід окремої бджоли на знання для всієї колонії.

Фізика полювання

Збирачі можуть просуватися на відстань до приблизно 5 км від вулика, літаючи зі швидкістю до приблизно 40 км/год з нектаром (і трохи швидше, до 58 км/год, під час повернення без ваги), несучи до 50 мг нектару за один рейс. Але як і у більшості тварин-збирачів, відстань є дорогоцінною, і основна дія збору нектару зосереджена набагато ближче додому — більшість збору нектару відбувається в межах приблизно 800 м від вулика, а довге польоти зарезервовані для виняткових ділянок, які варті додаткових енергетичних витрат.

Розшифровка танцю

Сама танці «Жага» кодує дві геометричні інформації. Напрямок передається як кут відносно вертикалі на восковому блоку, рівний куту між їжею та позицією сонця – переклад горизонтального компасу в кут танцю, точний до приблизно ±4-7° у більшості вимірювань. Відстань передається через тривалість виконання танцювальної послідовності; часто згадувана залежність між тривалістю та відстанню така: d = 803 × twaggle0.85 (часто приписується дослідникам Бекману та колегам, хоча точні константи дещо варіюються між дослідженнями та видами). Елегантність системи – справжній кут компаса та справжня відстань, обидві закодовані в танці, виконаному на вертикальній поверхні всередині темного вулика – є причиною того, чому її розробник, Карл фон Ріш, отримав Нобелівську премію за її розшифровку.

Як бджоли приймають рішення про розподіл робочої сили

Не кожна танцювальна демонстрація отримує однакової уваги. Бджоли-одноліжники здається, оцінюють кілька факторів перед тим, як слідувати вказівкам конкретного танцівника, і корисною спрощенням, яке використовується в колоніальних моделях, є складений «Оцінка якості танцю», що поєднує якість нектару (з вагою близько 35%), ефективність відстані (30%), розмір ділянки (20%) та інтенсивність танцю (15%). У практичному сенсі це означає, що танець для посередньої, але дуже близької ділянки може залучати робочу силу так само ефективно, як і танець для відмінної, але віддаленої ділянки — колонія неявно проводить обчислення витрат-переваг у межах усієї своєї робочої сили, без участі окремої бджоли в цьому.

Шість способів знайти свій дім

Танець вагальністі привертає увагу, але зграбний збирач насправді покладається на вражаючу кількість перекриваючихся навігаційних систем, щоб дістатися до клумби квітів і назад: інтеграція шляху (відстеження відстані та напрямку подоланої дороги, точність до приблизно ±5% похибки на 2 км), пам’ять про знаки, небесний та поляризований світловий компас, магнітне чуття, оліфактна навігація та навіть ширша когнітивна карта, що формується після багаторах повторних подорожей. Така надмірність, ймовірно, пояснює те, чому бджоли залишаються здатними навігаторами навіть тоді, коли один сигнал погіршується, наприклад, при хмарній погоді.

Однак ця надмірність має межі — хронічне впливове потрапляння пестицидів здається таким, що воно специфічно пошкоджує ці навігаційні системи. У моделях колоній підтримуюче вплив неонікотиноїдної еквівалентності представляється як приблизно подвоєння помилки інтеграції шляху на тривалий період після впливу, додаючи близько 22% невдач у поверненні додому на кожні 10 ppb впливу та сприяючи зменшенню тривалості життя до 30% при хронічному впливі — цифри, отримані за допомогою налаштування симуляції, а не з одного польового дослідження, але загалом узгоджуються з добре задокументованим фактичним висновком про те, що вплив неонікотиноїдів погіршує навігацію та повернення додому бджіл.

Хочете побачити, як приймаються рішення щодо збору їжі та рекрутування танців у кожну бджолу? Симуляція «Бджолиний вулик»: Модель на основі агентів візуалізує цей процес децентралізованого прийняття рішень в режимі реального часу.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте the simulation і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.