Pszczoły podążają za liniowymi punktami orientacyjnymi, aby znaleźć drogę do domu, tak jak pierwsi piloci

Naukowcy wykazali, że pszczoły miodne zachowują pamięć liniowych elementów krajobrazu dominujących na ich obszarze siedliskowym, takich jak kanały, drogi i granice. Przetransportowani w nieznany teren, szukają lokalnych przedmiotów tego rodzaju, porównują ich projekt z pamięcią i latają z nimi w poszukiwaniu drogi do domu. Ta strategia nawigacyjna jest podobna do tej stosowanej przez pierwszych ludzkich pilotów.

We wczesnych latach ludzkiego lotu, przed wynalezieniem pierwszych radiolatarni, naziemnych systemów elektronicznych i nowoczesnego globalnego systemu pozycjonowania, piloci zazwyczaj poruszali się po drogach i torach kolejowych — uderzając w liniowe, naziemne elementy krajobrazu, które kierują się w stronę ciekawy cel podróży.

Wejdź do pszczół miodnych. Stuletnie badania wykazały, że pszczoły miodne są doskonałymi nawigatorami. Mogą nawigować za pomocą zmysłu węchu, słońca, wzoru spolaryzowanego światła nieba, pionowych cech wyłaniających się z panoramy i prawdopodobnie ziemskiego pola magnetycznego. Są również inteligentnymi uczniami, zdolnymi do rozpoznawania powiązań między odmiennymi wspomnieniami w celu uogólnienia gramatyki.

Teraz naukowcy wykazali, że pszczoły miodne mają tendencję do znajdowania drogi do domu, orientując się w stosunku do dominujących liniowych elementów krajobrazu, podobnie jak pszczoły, które wcześnie latają. Wyniki są wyświetlane w Granice w neuronauce behawioralnej.

Dr Randolph Menzel, emerytowany profesor na Wydziale Neurobiologii Wolnego Uniwersytetu w Berlinie i główny autor badania, wyjaśnił: „Tutaj pokazujemy, że pszczoły miodne używają„ pamięci nawigacyjnej ”, rodzaju mentalnej mapy obszaru wiedzą, aby kierować lotami żerującymi, gdy szukają swojego ula. Rozpoczynają od nowego, niezbadanego obszaru. Liniowe elementy krajobrazu, takie jak kanały, drogi i skraje pól, wydają się być ważnymi składnikami tej pamięci nawigacji.

Mały transponder

Późnym latem 2010 i 2011 roku w pobliżu miejscowości Kleine Luben w Brandenburgii Menzel i jego współpracownicy złapali 50 doświadczonych pszczół miodnych i przyczepili im do pleców nadajnik-odbiornik 10,5 mg. Następnie wypuścili go na nowy obszar testowy, z dala od pszczół. Na obszarze testowym znajdował się radar, który mógł wykrywać transpondery z odległości do 900 metrów. Najbardziej widoczną cechą obszaru testowego była para równoległych kanałów irygacyjnych, biegnących z południowego zachodu na północny wschód.

Kiedy pszczoły miodne znajdą się w nieznanym obszarze, latają w pierścieniach zwiadowczych w różnych kierunkach i na różne odległości, pośrodku miejsca startu. Za pomocą radaru naukowcy śledzili dokładny schemat lotu eksploracyjnego każdej pszczoły przez okres od 20 minut do trzech godzin. Podczas eksperymentu pszczoły latały dziewięć metrów nad ziemią.

Naukowcy zebrali paszę składającą się z pięciu komórek: obszar domu otaczający komórki A i B jest podobny do obszaru testowego pod względem liczby, szerokości, długości i kąta liniowych elementów krajobrazu, zwłaszcza kanałów irygacyjnych. Pasmo macierzyste wokół komórek D i E różniło się istotnie pod tym względem, podczas gdy pasmo domowe wokół komórki C było pośrednie pod względem podobieństwa do regionu testowego. Inne cechy, o których wiadomo, że pszczoły miodne znajdują drogę, takie jak ustrukturyzowane horyzonty lub wystające pionowe elementy, były nieobecne na obszarze testowym.

Nielosowy wzorzec wyszukiwania

Menzela i in. Najpierw przeprowadził symulację dwóch zestawów losowych wzorców lotu, skoncentrowanych na miejscu ich wystrzelenia i wygenerowanych przy użyciu różnych algorytmów. Ponieważ zaobserwowane wzorce lotu były tak różne od tych, naukowcy doszli do wniosku, że pszczoły miodne nie wykonywały po prostu losowych lotów w poszukiwaniu pożywienia.

Następnie naukowcy wykorzystali zaawansowane statystyki do analizy kierunku i częstotliwości lotów nad każdym blokiem o wymiarach 100 na 100 metrów w obszarze testowym. Wykazali, że pszczoły miodne spędzały nieproporcjonalnie dużo czasu latając wzdłuż kanałów irygacyjnych. Analizy wykazały, że nadal prowadziły one ekspedycje, nawet gdy pszczoły znajdowały się w odległości większej niż 30 metrów, co jest maksymalną odległością, z której pszczoły miodne mogą zobaczyć elementy krajobrazu. Oznacza to, że pszczoły przechowywały go w swojej pamięci przez długi czas.

„Nasze dane pokazują, że podobieństwa i różnice w układzie liniowych elementów krajobrazu między ich obszarem zamieszkania a nowym obszarem są wykorzystywane przez pszczoły do ​​odkrywania, gdzie znajduje się ich ul” – powiedział Menzel.

pamięć nawigacyjna

Co ważne, algorytmy uczenia maszynowego wykazały, że kanały irygacyjne na obszarze testowym były najbardziej przydatne do przewidywania wypraw pszczół z uli A i B, najmniej dla pszczół z ula C, a najmniej dla pszczół z uli D i E. Że pszczoły zachowały pamięć nawigacyjną ich obszaru Oryginały, oparte na elementach liniowego krajobrazu, próbowały uogólnić to, co widzieli w obszarze testowym, do jego pamięci, aby znaleźć drogę do domu.

„Latające zwierzęta lokalizują takie rozległe struktury naziemne na mapie przypominającej mapę, co czyni je bardzo atrakcyjnymi jako struktury naprowadzające. Nic więc dziwnego, że zarówno nietoperze, jak i ptaki używają liniowych punktów orientacyjnych do nawigacji. Na podstawie przedstawionych tutaj danych dochodzimy do wniosku, że długo Struktury lądowe są również ważnymi składnikami pamięci nawigacyjnej pszczół miodnych.