Komunikacja wibroakustyczna pszczoły miodnej
Komunikacja wibroakustyczna to komunikacja oparta na drganiach i dźwiękach. Odgrywa istotną rolę w porozumiewaniu się wielu gatunków zwierząt, w tym pszczoły miodnej (Apis mellifera). Rodziny pszczele liczące tysiące osobników muszą skutecznie się porozumiewać, żeby koordynować pracę. W gnieździe, gdzie bodźce wzrokowe nie odgrywają roli, pszczoły żyją w świecie zapachów, dźwięków i drgań.
Fot. Freepik, Bushalex
Komunikacja wibroakustyczna pszczół wciąż jest słabo poznana, ze względu na trudności, jakie nastręczają jej badania. Identyfikacja pszczoły wysyłającej sygnał wibroakustyczny w gęstym skupisku pszczół jest trudna, podobnie jak rejestracja konkretnego sygnału wśród dźwięków i drgań wytwarzanych przez całą rodzinę pszczelą.
Dotychczas badania prowadzono głównie z użyciem mikrofonu rejestrującego dźwięki i, rzadziej, za pomocą wibrometru laserowego lub akcelerometru rejestrujących drgania. Badania z użyciem szybkich lub ultraszybkich kamer są nowością.
Kamera wykazuje jednak pewne zalety w porównaniu do innych metod – przede wszystkim łatwiej jest zidentyfikować pszczołę wysyłającą sygnał, zarejestrować konkretny sygnał oraz zachowanie pszczoły i jej otoczenia. Wadą są krótkie ujęcia, trwające od kilku do kilkudziesięciu sekund.
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-Prenumeratorów
Rys. Mariusz Uchman
Poruszanie skrzydłami zaobserwowano u matek pszczelich tylko w okresie rojenia lub cichej wymiany [Łopuch i Tofilski 2019; Film 1]. Ruch skrzydeł młodej matki towarzyszy drganiom przyciskanego do plastra tułowia, które słyszymy jako śpiew [Simpson 1964, Grooters 1987].
Po powrocie z lotu godowego matki stopniowo coraz rzadziej poruszają skrzydłami, aż do zaniku takiego zachowania [Łopuch i Tofilski 2019].
Potwierdzałoby to przypuszczenia, że młode, nieunasiennione matki z tej samej rodziny pszczelej komunikują się w ten sposób ze sobą, ponieważ na śpiew jednej matki zwykle odpowiada druga [Grooters 1987].
Robotnice również odbierają ten przekaz, ponieważ zamierają w bezruchu w czasie jego trwania [Michelsen i in. 1986a].
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-Prenumeratorów
Powszechność występowania ruchów skrzydeł u pszczół w gnieździe wskazuje na ich znaczenie w przekazywaniu informacji. Tym bardziej że ruchy skrzydeł były obserwowane tylko w kontakcie z innymi pszczołami i towarzyszyły im różnice w zachowaniu, w częstości występowania ruchu skrzydeł oraz w częstotliwości uderzeń skrzydeł i w czasie trwania epizodów ruchu skrzydeł, generowanych przez pszczoły należące do różnych kast i w zależności od konkretnej sytuacji.
Ponadto, częstotliwość i czas trwania ruchów skrzydeł matek pszczelich, robotnic przed wylotem roju z gniazda oraz robotnic obserwujących tancerki, odpowiadają częstotliwościom i czasowi trwania drgań tułowia lub dźwięków rejestrowanych przez innych autorów [Michelsen i in. 1986a, 1986b; Seeley i Tautz 2001].
W literaturze naukowej można również znaleźć opis ruchu skrzydeł i towarzyszących im dźwięków [Pratt i in. 1996] lub drgań tułowia i towarzyszących im dźwięków [Seeley i Tautz 2001]. Nie jest to zaskakujące, ponieważ źródłem drgań tułowia, dźwięków oraz ruchów skrzydeł są skurcze mięśni skrzydeł.
Drgania skrzydeł i odnóży odpowiadają drganiom tułowia [Hrncir i in. 2008]. Drgania tułowia przekazywane są do podłoża (zwykle plastra) poprzez przyciskanie do niego tułowia lub przez odnóża, robotnice również często dotykają tułowiem lub głową inne pszczoły, przekazując im w ten sposób drgania [Simpson 1964, Seeley i Tautz 2001, Łopuch i Tofilski 2019].
Pszczoły, w przeciwieństwie do innych gatunków owadów, nie posiadają specjalnych narządów do wytwarzania dźwięków (tj. narządów strydulacyjnych). Drgania podłoża odbierane są przez narząd goleniowy zlokalizowany na odnóżach pszczół [Tautz 1996], a dźwięki przez narząd Johnstona położony na czułkach [Kirchner 1994].
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-Prenumeratorów
Jak widać, komunikacja wibroakustyczna może być prostą i skuteczną metodą przekazywania informacji między pszczołami w gnieździe. Przypuszczalnie największe znaczenie ma to, która pszczoła porusza skrzydłami i w jakim kontekście, jakie zachowanie temu towarzyszy i z kim się porozumiewa (tj. z inną robotnicą, matką lub trutniem), ale częstotliwość i czas trwania epizodów ruchu skrzydeł (drgań) również jest rozróżniana, ponieważ młode matki z tej samej rodziny pszczelej reagują nawzajem tylko na swoje sygnały [Michelsen i in. 1986a, Grooters 1987].
Używanie sygnałów wibroakustycznych przez pszczoły zostało potwierdzone już w kilku przypadkach, ponieważ wykazano, że na sygnał nadawcy odpowiada odbiorca, np. na śpiew młodej matki wygryzionej już z matecznika, odpowiada śpiewem inna młoda matka jeszcze pozostająca w mateczniku [Michelsen i in. 1986a; Grooters 1987], a na śpiew zwiadowczyni, inne robotnice, które miały z nią kontakt, reagują, przygotowując się do wylotu z gniazda wraz z rojem poprzez rozgrzewanie mięśni skrzydeł [Seeley i Tautz 2001]. Komunikacja wibroakustyczna jest szczególnie użyteczna w gnieździe, ponieważ sygnały takie są szybko generowane, rozchodzą się natychmiastowo, ale na małe odległości i są krótko dostępne. Ponadto, częstotliwość ruchu skrzydeł może być łatwo modulowana przez składanie lub rozkładanie skrzydeł [Seeley i Tautz 2001; Łopuch i Tofilski 2017a]. Niewykluczone, że w niedalekiej przyszłości, gdy lepiej zrozumiemy komunikację wibroakustyczną pszczół, wiedzę tę będzie można praktycznie wykorzystać do oceny siły i stanu zdrowia rodzin pszczelich.
Na portalu www.pasieka24.pl oraz na youtube.com można obejrzeć filmy wymienione w artykule:
Film 1. Ruch skrzydeł matki i robotnicy.
Film 2. Ruch skrzydeł trutnia.
Film 3. Ruch skrzydeł robotnic.
Badania prowadzono w ramach grantu NCN DEC-2013/10/E/NZ9/00682 ,,Asymetria kierunkowa skrzydeł pszczoły miodnej” prof. dra hab. Adama Tofilskiego z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.
Dr Sylwia Łopuch
Katedra Zoologii i Dobrostanu Zwierząt
Wydział Hodowli i Biologii Zwierząt
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. 29 Listopada 56, 31-425 Kraków
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Bibliografia
Grooters HJ. Influences of queen piping and worker behaviour on the timing of emergence of honey bee queens. Insect Sociaux. 1987, 34: 181–193.
Hrncir M, Gravel AI, Schorkopf DLP, Schmidt VM, Zucchi R, Barth FG. Thoracic vibrations in stingless bees (Melipona seminigra): resonances of the thorax influence vibrations associated with flight but not those associated with sound production. Journal of Experimental Biology. 2008, 211: 678–685.
Kirchner WH. Hearing in honeybees: the mechanical response of the bee's antenna to near field sound. Journal of Comparative Physiology A. 1994, 175: 261–265.
Łopuch S, Tofilski A. Importance of wing movements for information transfer during honey bee waggle dance. Ethology. 2017a, 123: 974-980.
Łopuch S, Tofilski A. Direct visual observation of wing movements during the honey bee waggle dance. Journal of Insect Behavior. 2017b, 30: 199-210.
Łopuch S, Tofilski A. Use of high-speed video recording to detect wing beating produced by honey bees. Insectes Sociaux. 2019, 66: 235-244.
Łopuch S, Tofilski A. Impact of the quality of food sources on the wing beating of honey bee dancers. Apidologie. 2020, doi: 10.1007/s13592-020-00748-3.
Michelsen A, Kirchner WH, Andersen BB, Lindauer M. The tooting and quacking vibration signals of honeybee queens: a quantitative analysis. Journal of Comparative Physiology A. 1986a, 158: 605-611.
Michelsen A, Kirchner WH, Lindauer M. Sound and vibrational signals in the dance language of the honeybee, Apis mellifera. Behavioural Ecology and Sociobiology. 1986b,18: 207-212.
Pratt SC, Kühnholz S, Seeley TD, Weidenmüller A. Worker piping associated with foraging in undisturbed queenright colonies of honey bees. Apidologie. 1996, 27: 13–20.
Seeley TD, Tautz J. Worker piping in honey bees swarms and its role in preparing for liftoff. Journal of Comparative Physiology A. 2001, 187: 667–676.
Simpson J. The mechanism of honey-bee queen piping. Zeitschrift fur Vergleichende Physiologie. 1964, 48: 277-282.
Spangler HG. Do honey bees encode distance information into the wing vibrations of the waggle dance. Journal of Insect Behavior. 1991, 4: 15-20.
Tautz J. Honeybee waggle dance: recruitment success depends on the dance floor. Journal of Experimental Biology. 1996, 199: 1375-1381.
von Frisch K, Jander R. Über die Schwänzeltanz der Bienen. Zeitschrift für Vergleichende Physiologie. 1957, 40: 239-263.
