FLIGHT OF THE HONEYBEE

FLIGHT OF THE HONEYBEE

Honeybees are characterised by their ability to produce liquefied sugar (honey) and a propensity to construct colonial nests using wax, two tasks that necessitate a significant level of social integration among members. As a result, they maintain strict divisions of labour, based on sex, with all males functioning as drones to fertilize and care for the eggs, and all females, with the exception of the single fertile queen, responsible for fetching nectar for the colony’s progeny. In addition, honeybees have devised a sophisticated system of communication to relay important information from member to member.

Perhaps the most intriguing feature of honeybee communication is a series of flight moves only performed by a female worker bee that has returned to the nest with nectar and needs to tell the rest of her colony that she has discovered food supplies and where they can be found. This so-called honeybee dance was first interpreted by German zoologist Karl von Frisch in the early 1970s. To facilitate observation, von Frisch and his students built several glass walled hives and marked a collection of worker bees, or foragers, with paint. He then trained those foragers to find nectar at designated sources at various distances from the hives, and when the bees returned he carefully recorded their movements, the angle and direction of their flight, and any additional visual cues offered to the colony. What von Frisch discovered was that each aspect of the dance indicated certain details about the location of the nectar reserves and recruited others to return to the site.

The first piece of information conveyed by dancing bees is the distance of the field to the hive, and they do this in one of three ways. If it is less than 50 meters from the colony’s nest the bee will fly around in narrow circles, and then suddenly fly in the opposite direction. She will repeat this pattern, which von Frisch’s team called the round dance, until she has recruited several other workers to return with her to the field. When the distance is greater than 50 meters, but less than 150 meters, she will perform a sickle dance, a crescent shaped flight course. If the field is farther than 150 meters, the forager will act out a waggle dance in which she will run straight ahead briefly before returning to her original position in a semi-circular movement. Then, she will run forward again and return from the opposite side. The length of the forward run coincides with the distance of the food supplies; for example, a 2.5 second run indicates that the nectar was found about 2500 meters way.

Recruits also need to know the direction in which they should fly to arrive at the appropriate foraging location, and this information is communicated via the bee’s angular orientation to the hive. It, however, is not a direct connection to the position of the food supplies from the hive, but its location relative to the sun. Therefore if the food is situated directly opposite from the sun, the bee will fly a straight run vertically downward; if it is in the same direction as the sun, it will fly directly upward from the colony nest. A position 60 degrees to the right of the sun will prompt the bee to fly downwards at a 60 degrees angle toward the right of the nest. Moreover, because the sun is in constant motion throughout the day, the bee’s orientation will shift depending on the time at which the dance is performed. Sceptics of von Frisch’s findings, however, claim that visual cues are not enough to provide all the clues necessary to convey the location of a food resource. Several scientists, among them Adrian Wenner, believe that the dance is only one component of honeybee communications; odour is the second key element. Using robotic bees to perform the same dances, Wenner was unable to attract new recruits to the foraging activities; however, when he added a bit of nectar to the robot, workers quickly followed. He also discovered that the odors

ĐƯỜNG BAY CỦA ONG MẬT

Ong mật đặc trưng bởi khả năng tạo ra đường hóa lỏng (mật ong) và xu hướng xây tổ tập thể bằng sáp, đây là hai nhiệm vụ đòi hỏi mức độ cộng tác xã hội đáng kể giữa các thành viên. Kết quả là, chúng duy trì được phân công lao động nghiêm ngặt, dựa trên giới tính, với tất cả con đực được gọi là drones (ong mật đực)làm nhiệm vụ thụ tinh và chăm sóc trứng, và tất cả con cái, ngoại trừ ong chúa duy nhất, chịu trách nhiệm lấy mật hoa cho ấu trùng trong tổ. Ngoài ra, ong mật đã đặt ra một hệ thống liên lạc tinh vi để chuyển tiếp thông tin quan trọng từ thành viên này sang thành viên khác.

Có lẽ đặc điểm thú vị nhất trong giao tiếp của ong mật là một loạt các động tác bay được thực hiện chỉ bởi một con ong thợ cái đem mật hoa về tổ, và cần truyền đạt với những con ong còn lại trong đàn rằng nó đã phát hiện ra nguồn cung cấp thức ăn, và cách để đi đến đó. Cái gọi là điệu nhảy của ong mật này được giải thích lần đầu tiên bởi nhà động vật học người Đức Karl von Frisch vào đầu những năm 1970. Để thuận tiện cho việc quan sát, von Frisch và các sinh viên của ông đã dựng một số tổ ong có vách bằng kính và dùng sơn đánh dấu một nhóm ong thợ hoặc những con kiếm ăn. Sau đó, ông huấn luyện những con ong này tìm mật hoa ở các nguồn được bố trí sẵn với những khoảng cách khác nhau từ tổ ong, và khi đàn ong quay trở lại, ông cẩn thận ghi lại chuyển động, góc độ và hướng bay của chúng cũng như bất kỳ dấu hiệu hình ảnh khác nào được truyền về tổ. Những gì von Frisch phát hiện là mỗi khía cạnh của điệu nhảy chỉ ra một số chi tiết nhất định về vị trí của các nguồn mật hoa và điều động các con ong khác quay trở lại địa điểm đó.

Phần thông tin đầu tiên được truyền tải từ điệu múa của ong mật là khoảng cách từ đồng hoa đến tổ ong, và chúng thực hiện điều này theo một trong ba cách. Nếu khoảng cách đến tổ ngắn hơn 50 mét, ong sẽ bay vòng quanh những đường tròn hẹp, và sau đó đột ngột bay theo hướng ngược lại. Nó sẽ lặp lại kiểu di chuyển này, được nhóm của von Frisch gọi là điệu nhảy vòng tròn, cho đến khi nó điều động được một số ong thợ khác để cùng trở lại đồng hoa. Khi khoảng cách lớn hơn 50 mét, nhưng nhỏ hơn 150 mét, nó sẽ thực hiện một điệu múa liềm, một đường bay hình lưỡi liềm. Nếu đồng hoa cách xa hơn 150 mét, ong kiếm ăn sẽ thực hiện một điệu nhảy lắc lư, nó sẽ chạy thẳng về phía trước một lúc ngắn rồi quay trở lại vị trí ban đầu theo chuyển động hình bán nguyệt. Sau đó, nó sẽ chạy về phía trước một lần nữa và quay trở lại từ phía đối diện. Độ dài của quãng đường chạy về phía trước tương ứng với khoảng cách của các nguồn cung cấp thức ăn; ví dụ, quãng đường đi trong 2,5 giây chỉ ra rằng mật hoa được tìm thấy cách đó khoảng 2500 mét.

Các con ong được điều động cũng cần biết phương hướng để đến được địa điểm kiếm ăn thích hợp, và thông tin này được truyền đạt thông qua hướng góc của con ong so với tổ. Tuy nhiên, hướng góc đó không liên hệ trực tiếp với vị trí của nguồn cung cấp thức ăn từ tổ ong, mà là vị trí so với mặt trời. Do đó, nếu thức ăn nằm đối diện trực tiếp với mặt trời, ong sẽ bay thẳng theo phương thẳng đứng xuống dưới; nếu nó ở cùng hướng với mặt trời, nó sẽ bay thẳng lên từ tổ. Vị trí 60 độ về bên phải mặt trời sẽ thúc đẩy ong bay xuống dưới một góc 60 độ về phía bên phải của tổ. Hơn nữa, vì mặt trời chuyển động liên tục trong ngày nên hướng của ong sẽ thay đổi tùy thuộc vào thời điểm điệu múa được thực hiện. Tuy nhiên, những người hoài nghi về phát hiện của von Frisch cho rằng các dấu hiệu trực quan là không đủ để cung cấp tất cả các manh mối cần thiết để truyền đạt vị trí nguồn thức ăn. Một số nhà khoa học, trong số đó có Adrian Wenner, tin rằng điệu nhảy chỉ là một thành phần trong giao tiếp của ong mật; mùi là yếu tố quan trọng thứ hai. Khi dùng những con ong robot để thực hiện những điệu nhảy tương tự, Wenner không thể thu hút những con ong thợ tham gia các hoạt động kiếm ăn; tuy nhiên, khi ông thêm một chút mật hoa vào các con robot, ong thợ đã nhanh chóng làm theo. Ông cũng phát hiện ra rằng mùi phải thể