Медоносные пчёлы используют специальные «площадки для танцев» внутри улья

Фото из открытых источников

Медоносные пчелы концентрируют свои танцы для привлечения пчел в пределах определенной, измеримой области сот внутри улья. Теперь, составив точную схему этого пространства, исследователи могут отслеживать, когда и как колонии реорганизуют его по мере изменения условий. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS ONE.

Внутри наблюдательных ульев со стеклянными стенами тысячи пчел, участвующих в танцах по привлечению новых особей, называемых виляющими бегами, скопились в компактной зоне на сотах, ближайших к входу.

Байрон Н. Ван Нест из Университета Манитобы (UM) задокументировал, что эти кластеры образуют устойчивую, ограниченную область, которую можно картировать и сравнивать между колониями.

В ходе 155 получасовых наблюдений в одной и той же определенной области были зафиксированы почти все танцы как в четырехрамочных, так и в восьмирамочных ульях, даже при колебаниях активности.

Эта стабильность превращает танцпол в реальный, поддающийся количественной оценке показатель организации улья, что позволяет более детально изучить, как его форма и положение меняются со временем.

Иногда танцы проводились вдали от основного скопления людей, поэтому одна-единственная точка могла выйти за пределы любой простой границы.

Сначала команда построила выпуклую оболочку — внешний многоугольник, охватывающий все точки, — для каждой короткой записи. Исключения по-прежнему раздували эту общую картину, поэтому следующий шаг был сосредоточен на узком ядре, где находилось большинство танцев.

Чтобы сосредоточиться на главном, команда использовала эллипс доверия — овал, который суммирует расположение большинства точек, — и сохранила область пересечения.

Чтобы убедиться, что установленная граница не является результатом выдачи желаемого за действительное, исследователи из Мичиганского университета применили её к ульям двух размеров и в течение многих дней.

В течение 155 получасовых сессий они зафиксировали 7444 танца из восьми колоний, а затем каждый раз обозначали новый регион. В среднем этот метод позволил зафиксировать 90,8% танцев, при этом показатель фиксации не отличался между ульями с четырьмя и восемью рамками.

Благодаря такой надежности последующие сравнения могли быть сосредоточены на реальных изменениях на танцполе, а не на погрешностях измерений.

Наряду с указанием положения, каждый контур содержал числовые значения размеров, включая длину и ширину, которые описывали, как пчелы используют пространство.

В небольших четырехрамочных ульях зона танцев, как правило, простиралась дальше, чем в более крупных восьмирамочных ульях.

Сезонные закономерности также различались: в небольших ульях ширина увеличивалась в конце года, а в более крупных — уменьшалась.

Изменилась и повседневная обстановка, однако колебания не следовали устойчивой тенденции в одном направлении.

Отслеживание центроида, единственной центральной точки обозначенной области, позволяло определить, переместился ли танцпол.

Позже в сезоне центры четырех фреймов смещались дальше от входа, в то время как центры восьми фреймов оставались близко к своему началу.

В четырехрамочных ульях, где пространство ограничено, перемещение сотов заняло большую часть доступной площади сот.

Подобные перемещения указывают на то, что планировка колонии и перенаселенность могут изменять характер танцев в течение нескольких недель, даже если сообщение остается достоверным.

Помимо местоположения, граница имела наклон, определявший, как танцевальная площадка располагалась на гребне.

С утра до вечера восьмикадровые контуры заметно поворачивались, в то время как четырехкадровые контуры сохраняли практически неизменное положение в течение всего дня.

Полдень ознаменовал собой поворотный момент: вращение Солнца начиналось до полудня и заканчивалось позже, в отличие от равномерного движения солнца.

Внутри помещения, из-за тесноты и движения людей, можется определяться направление движения танцоров, особенно когда размеры фигуры ограничивают свободные проходы.

В одной из речей, посвященных вручению Нобелевской премии, описывалось, как танец-покачивание, бег, кодирующий направление и расстояние, направляет новобранцев к нектару и пыльце.

Вернувшись в улей, успешные рабочие пчелы Apis mellifera повторяют свой маршрут по сотам, а их сородичи следуют ему внутри темного улья.

Сосредоточение танцев в одном регионе помогает новобранцам быстро находить сигнальщиков, поскольку в переполненном районе возможностей для поиска мало.

Более ранние эксперименты по привлечению особей показали, что поверхность гребенки влияет на количество прибывающих последователей, поэтому местоположение может влиять на результаты.

Даже точная карта не может объяснить, почему пчелы выбирают именно это место, и в ходе эксперимента остались некоторые неясности.

В этом наборе данных размер улья совпадал с разными годами и условиями, поэтому одного лишь размера недостаточно для объяснения.

Отсутствие меток у пчел также означало, что команда не могла определить, вернулась ли та или иная танцовщица снова, что может привести к размыванию закономерностей.

Тщательная последующая работа позволяет сохранить стабильные условия, а затем проверить, что изменится на танцполе, когда единственное отличие будет заключаться в биологических факторах.

Видеозаписи уже позволяют компьютерам отслеживать отдельных танцоров, а четкая граница указывает этим системам, куда смотреть.

Сопоставление этого с новой концепцией позволит измерить, когда танцевальное пространство расширяется во время интенсивного поиска пищи или сжимается во время скученности.

Стандартизированные данные также упрощают сравнение ульев на фермах, в лабораториях или в диких гнездах, избавляя от споров об определениях.

Этот общий критерий может послужить основой для будущих исследований запаховых сигналов, текстуры гребня и особенностей движения птиц, определяющих место приземления танцоров.

Определение «танцпола» на основе данных превращает знакомое поведение пчел в измеримый компонент внутренней структуры улья.

Применяя эту карту к сопоставимым ульям и средам обитания, исследователи должны увидеть, когда коммуникация дает сбой, а когда происходит адаптация.