Dansul abdomenului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Dansul abdomenului

Dansul burții este un termen folosit în apicultură și etologie pentru un anumit dans în formă de opt forme de albine . Prin efectuarea acestui dans, ale cărui mișcări sunt perfect codificate, albina lucrătoare poate comunica însoțitorilor săi informații prețioase despre natura, poziția și gradul de interes al unei resurse pe care a descoperit-o, cum ar fi flori de nectar și polen, surse de apă sau noi cuiburi site-uri. Prin urmare, acest dans este mecanismul prin care albinele pot recruta alte albine din stupul lor pentru a colecta resurse. [1] [2]

Se credea că albinele au două dansuri distincte de recrutare, dansul circular și dansul abdomenului , pentru a indica ținte apropiate și respectiv îndepărtate. [3] Când distanța dintre resursă și stup crește, dansul circular se transformă în variații ale unui dans de tranziție, care la rândul său, atunci când distanța este și mai mare, se transformă în dansul abdomenului. [4] În cazul Apis mellifera ligustica Schimbarea de la dansul circular la dansul de tranziție are loc pentru distanțele resursei de la stup de aproximativ 20 de metri și schimbarea de la dansurile de tranziție la cea a abdomenului pentru distanțe de aproximativ 40 de metri. [4] Cu toate acestea, există analize ale parametrilor comportamentali ai dansurilor în raport cu distanța țintei, care sugerează că nu există o distincție atât de clară între cele două tipuri de dans. De exemplu, chiar și pentru distanțe mici, dansul circular poate conține elemente ale dansului abdomenului, cum ar fi o parte agitată a abdomenului care conține informații despre direcția și distanța resursei. [5] [6] În consecință, s-a sugerat să se considere cele două tipuri de dans ca extreme ale unei tranziții continue, astfel încât albinele au un singur tip construibil de dans de recrutare și este numit prin termenul dans al abdomenului. [5]

Etologul austriac Karl von Frisch a fost unul dintre primii care a interpretat semnificația dansului abdomenului. [3]

Descriere

Execuţie

O albină care execută un dans al abdomenului.

Dansul abdomenului constă în repetarea unui număr variabil de circuite, fiecare dintre ele constând din două faze: faza oscilatorie și faza de întoarcere . Pentru a analiza comunicarea albinelor prin dansuri, este necesar să urmăriți comportamentul unei albine la întoarcerea ei dintr-o sursă nouă și abundentă de hrană. Emoționată de descoperire, când se întoarce la stup, se duce în zona de dans. Acesta este situat pe un fagure de miere lângă intrare și este definit de semnale chimice plasate de albine. [7] Aici, în mijlocul unui roi masiv de tovarăși, execută dansul, trasând o figură în formă de opt: rulează o întindere dreaptă, scuturându-și abdomenul foarte frecvent spre dreapta și stânga (faza oscilatorie) , apoi ia o cotitură la dreapta pentru a reveni la punctul de pornire (faza de revenire), efectuează o altă fază oscilatorie, urmată de o cotire la stânga, și astfel în succesiune fazele oscilatorii și fazele de revenire o dată la dreapta și o dată la stânga. [3] [7] Studiile video cu mișcarea lentă au arătat că faza de oscilație este realizată de albină fără mers, dar menținând picioarele ancorate de fagure și ieșind din corp înainte. [7] [8] În timpul fazei oscilatorii dansatoarea reamintește căutătorii prin vibrații cu frecvențe între 230 și 270 Hz produse cu musculatura toracică, aceeași pe care o folosește în zbor. Aceste vibrații sunt transferate în fagure prin picioare și se propagă de-a lungul marginilor celulelor. Odată percepute de căutătorii în așteptare, aceștia le indică poziția dansatorului. [7] Albinele care urmează dansul își pun antenele în contact cu corpul dansatorului și oscilațiile abdomenului mișcă antenele ritmic. Prin integrarea metodei de mișcare a antenelor cu cunoașterea orientării lor în spațiu, dată de detectoarele de gravitație cu care sunt echipate, acestea decodează mesajul exprimat de dans. [7] Prin intermediul dansului sunt furnizate informații despre tipul de resursă care trebuie căutat, despre locația sa, care este specificată în funcție de direcție și distanță și despre gradul de interes al resursei.

Codificarea informațiilor

Dans de burtă în formă de opt Apis mellifera . O secțiune dreaptă (cu oscilația burții) orientată la 45 ° spre dreapta față de verticală pe fagure (A) indică faptul că resursa care trebuie căutată este la 45 ° la dreapta soarelui (B). Abdomenul albinei dansatoare pare neclar datorită oscilării rapide la stânga și la dreapta.

Natura resursei

Natura resursei este comunicată prin mirosul ei care a rămas impregnat în corpul albinei exploratoare și prin probe de substanță pe care exploratorul le dă albinelor care îi urmează dansul. [3] [7]

Direcția resursei

Direcția resursei este indicată de direcția fazei oscilatorii. Albinele care construiesc faguri care înconjoară o ramură, cum ar fi Apis andreniformis și Apis florea , dansează orizontal pe suprafața superioară a fagurelui și faza oscilatorie este direcționată în direcția resursei. [9] Albinele care construiesc faguri verticali în cavități, cum ar fi Apis mellifera și Apis cerana , sau sub ramuri, cum ar fi Apis dorsata și Apis laboriosa , dansează rar pe orizontală, de exemplu în timpul roiului pentru a indica potențiale locuri de cuibărit, dar în general dansează vertical și în întuneric și au ca unică referință gravitația. Apoi, în timpul zborului, direcția resursei este identificată folosind soarele ca referință, apoi în dans albinele traduc unghiul dintre direcția resursei stupului și direcția stupului-soare într-un unghi între direcția fazei oscilatorii și verticala. [9] [3] [7] De exemplu, dacă resursa este în aceeași direcție ca soarele, în faza oscilatorie albina este orientată în sus, dacă resursa este în direcția opusă soarelui, orientarea albinei în faza oscilatorie este în jos, dacă resursa este de 60 ° la stânga soarelui, de asemenea, faza oscilatorie este înclinată cu 60 ° la stânga față de verticală. Când soarele este acoperit de nori, albinele își pot găsi poziția pe baza unghiului de polarizare a luminii . [3] [7] Albinele dansatoare care se află în stup de multă vreme își corectează unghiurile dansurilor pentru a le adapta schimbării direcției soarelui în mișcarea sa aparentă. [3] [7] Dacă exploratorul ajunge la resursă ocolind un obstacol, cum ar fi un deal, în dans, ea indică totuși calea directă către resursă. Albinele care primesc mesajul urmează inițial direcția indicată și urcă peste obstacol în linie dreaptă, dar într-un timp scurt, familiarizându-se cu locul, descoperă calea cea mai bună. [3]

Distanța resursei

În studiile sale, von Frisch a emis ipoteza că distanța resursei a fost indicată de numărul de cicluri de dans finalizate într-un anumit interval de timp și de durata fazei oscilatorii. [3] Studiile ulterioare au indicat că în schimb distanța este indicată doar de lungimea fazei oscilatorii. [10] [8] [11] [12] [13] Durata fazei oscilatorii crește odată cu creșterea distanței, cu toate acestea această creștere apare proporțional doar pentru primele sute de metri, apoi apare mai treptat și informațiile despre distanță până la destinațiile îndepărtate sunt deci mai puțin exacte. [7] Von Frisch a măsurat o durată a fazei oscilatorii de 0,5 secunde pentru o distanță de 300 m, de 1 s pentru 500 m, de 2 secunde pentru 2000 m și așa mai departe. [3] Când von Frisch a descifrat limbajul dansului, albinele trebuiau să măsoare distanța de zbor pe baza consumului de energie. [3] Diverse experimente au arătat mai târziu că albinele măsoară distanța pe baza fluxului optic . [14] [7] Fluxul optic descrie schimbările din mediu în timpul zborului și este generat de imagini ale obiectelor care se mișcă pe diferitele fețe ale suprafeței ochiului compus al albinei, cum ar fi atunci când privim peisajul de la o fereastră a unui tren în mișcare . Cu cât variațiile percepute ale fluxului optic sunt mai mari, cu atât este mai mare distanța măsurată de albină. Lungimea fazei oscilatorii este o indicație a distanței de zbor pe care albinele cred că au parcurs-o. Două cursuri de aceeași lungime, dar unul într-un peisaj foarte variabil și unul într-un peisaj uniform, sunt traduse în dansuri cu o fază oscilatorie mai lungă pentru prima și mai scurtă pentru a doua. [7] Aceste observații arată că calibrarea duratei fazei oscilatorii pe baza distanței parcurse nu este absolută, ci dependentă de mediu. O calibrare absolută poate fi dată pe baza mișcării imaginilor necesare pentru a genera o anumită durată de fază oscilatorie. S-a estimat că pentru Apis mellifera ligustica 1 milisecundă de oscilație corespunde unei deplasări a imaginilor cu un unghi de 17,7 °. [14] Acest sistem este fiabil, deoarece albinele recrutate urmează direcția indicată de dansatoare, apoi traversează același peisaj și văd aceleași imagini.

Gradul de interes al resursei

Resursele cu un grad ridicat de interes produc dansuri mai lungi și mai pline de viață decât resurse mai puțin interesante, iar dansurile mai pline de viață atrag mai mulți însoțitori. Dansatorul mărește durata dansului și frecvența repetării fazelor oscilatorii pe măsură ce crește gradul de interes al resursei. Frecvența de repetare a fazelor oscilatorii este reglată prin variația duratei fazei de întoarcere în circuitul de dans, în timp ce durata fazei oscilatorii nu este influențată de gradul de interes [12] . Aceste observații au condus la ipoteza că indicatorul gradului de interes al unei resurse poate fi intervalul de timp dintre două faze oscilatorii consecutive. [12] . Pentru a defini gradul de interes, o mulțime de informații sunt integrate într-o imagine globală, care include calitatea mâncării, dar și elementele întâlnite pe parcurs. De exemplu, un nectar cu o concentrație ridicată de zahăr provoacă un dans plin de viață, în timp ce dificultățile prezente pe parcurs, precum vântul puternic sau prezența prădătorilor, reduc viața. [7]

Evoluţie

Cartarea diferențelor în recrutările la speciile din genul Apis și cele conexe poate sugera un scenariu plauzibil cu privire la evoluția dansurilor. Această abordare filogenetică a evoluției dansului a fost propusă de Lindauer. [15] Cea mai timpurie formă de recrutare a constat, probabil, în mișcări, inclusiv agitare, zigzag, bâzâit și împingere, care acționează ca o incitare a altor albine, dar nu oferă informații despre locația resursei. Comportamente similare sunt observate la diferite apide , inclusiv meliponine și bondari , dar și la alte himenoptere , cum ar fi viespile și furnicile. [6] [9] Din aceste forme primordiale s-au putut dezvolta curse incitante care au implicat o scuturare a abdomenului și care au fost direcționate spre direcția resursei. Acest dans simplu al abdomenului poate fi gândit ca o reconstrucție a direcției de decolare a foragerului pentru a merge spre resursă. [9] Se presupune că în timp figura opt a evoluat pentru a permite dansatorului să efectueze mai multe circuite de dans în același loc în timp ce este urmat de alte albine. Astfel, s-au dezvoltat opt ​​dansuri orizontale, cu faza oscilatorie îndreptată spre resursă. Acest tip de dans este acum observabil la acele albine, cum ar fi Apis andreniformis și Apis florea , care cuibăresc construind un singur fagure care înconjoară o ramură și dansează pe suprafața orizontală superioară a fagurelui. [9] În cele din urmă, s-au dezvoltat cele opt dansuri verticale, care traduc unghiul dintre direcția resursei stupului și direcția stup-soare într-un unghi între direcția fazei oscilatorii și verticală. Aceste dansuri au evoluat printre acele albine care construiesc faguri verticali în cavități, cum ar fi Apis mellifera și Apis cerana , sau sub ramuri, cum ar fi Apis dorsata și Apis laboriosa . [9]

Diverse observații sugerează că diferite specii de albine au „dialecte” diferite ale dansului abdomenului, fiecare specie sau subspecie variind în curbură sau durată. [16] [17] Un studiu din 2008 arată că într-o colonie mixtă de Apis cerana cerana și Apis mellifera ligustica, fiecare specie a fost capabilă să înțeleagă „dialectul de dans” al abdomenului celeilalte. [10]

Aplicații în domeniul cercetării

Ca parte a lucrărilor recente de cercetare privind metodele de comunicare a roiului, care implică algoritmi de optimizare inspirați de comportamentul insectelor sociale și al animalelor precum pești, păsări și furnici, o cercetare a fost recent efectuată folosind dansul albinei pentru o toleranță la erori studiu de mers. [18] Următorul este un extras din Wedde, Farooq și Zhang (2004) [19] :

În acest articol vă prezentăm un nou algoritm de călătorie, BeeHive, inspirat din metodele și procedurile de comunicare și evaluare a albinelor. În acest algoritm, agenții de albine călătoresc printr-o rețea de zone numite zone de hrănire a alimentelor. În timpul călătoriei lor, ei furnizează informații despre starea rețelei de zone, pentru a actualiza tabelele de călătorie locale. BeeHive este tolerant la erori, scalabil și se bazează pe informațiile locale sau regionale, respectiv. Prin simulări extinse, vom demonstra că BeeHive obține performanțe similare sau mai bune decât algoritmii actuali.

O tehnică de calcul suplimentară inspirată de albine stigmergică , numită optimizarea stupului , este utilizată pentru optimizarea serverelor de Internet . [20] [21]

Notă

  1. ^ (EN) JR Riley, U. Greggers, AD Smith, DR Reynolds și R. Menzel, Căile de zbor ale albinelor recrutate de dansul waggle , în Nature, vol. 435, nr. 7039, mai 2005, pp. 205-207, Bibcode : 2005 Natur.435..205R , DOI : 10.1038 / nature03526 , PMID 15889092 .
  2. ^ (EN) TD Seeley, PK Visscher și KM Passino, luarea deciziilor de grup în roiurile de albine , în American Scientist, vol. 94, nr. 3, 2006, pp. 220-229, DOI : 10.1511 / 2006.3.220 .
  3. ^ a b c d e f g h i j k Karl von Frisch, Limba albinelor , traducere de Giorgio Celli și Andrea Crisanti, Torino, Bollati Boringhieri , 1976, ISBN 978-88-339-0330-9 .
  4. ^ A b (EN) TE Rinderer și LD Beaman, Controlul genic al dialectului în limba dansului albinelor , în TAG. Genetica teoretică și aplicată. Theoretische und Angewandte Genetik , vol. 91, nr. 5, octombrie 1995, pp. 727-732, DOI : 10.1007 / bf00220950 , PMID 24169907 .
  5. ^ A b (EN) Kathryn E. Gardner, Thomas D. Seeley și Nicholas W. Calderone, Albinele au două dansuri discrete pentru a face publicitate surselor de hrană? , în Comportamentul animalelor , vol. 75, nr. 4, aprilie 2008, pp. 1291–1300, DOI : 10.1016 / j.anbehav.2007.09.032 .
  6. ^ a b ( RO ) C. Grüter și WM Farina, The waggle dance waggle dance: putem urma pașii? , în Trends in Ecology & Evolution , vol. 24, n. 5, mai 2009, pp. 242–247, DOI : 10.1016 / j.tree.2008.12.007 , PMID 19307042 .
  7. ^ a b c d e f g h i j k l m Jürgen Tautz, The hum of bees , traducere de Massimo Caregnato, Fotografii de Helga R. Heilmann, Milano, Springer, 2014, ISBN 978-88-470-0860-1 .
  8. ^ a b ( EN ) J. Tautz, K. Rohrseitz și DC Sandeman, Dans cu un singur pas în albine , în Nature , vol. 382, 1996, p. 32.
  9. ^ A b c d și f (EN) AB Barron și JA Plath, Evoluția comunicării dansului albinelor: o perspectivă mecanicistă , Journal of experimental biology, vol. 220, 1 decembrie 2017, pp. 4339-4346, DOI : 10.1242 / jeb.142778 , PMID 29187616 .
  10. ^ a b ( EN ) S. Su, F. Cai, A. Si, S. Zhang, J. Tautz și S. Chen,estul învață din vest: albinele asiatice pot înțelege limba de dans a albinelor europene , în PLOS ONE , vol. . 3, nr. 6, iunie 2008, pp. e2365, Bibcode : 2008PLoSO ... 3.2365S , DOI : 10.1371 / journal.pone.0002365 , PMC 2391287 , PMID 18523550 .
  11. ^ (EN) A. Michelsen, BB Andersen, J. Storm, WH Kirchner și M. Lindauer, Cum albinele percep dansurile de comunicare, Studiate prin intermediul unui model mecanic , în Ecologie comportamentală și socio-biologie, vol. 30, pp. 143-140, DOI : 10.1007 / BF00166696 .
  12. ^ a b c ( EN ) T. Seeley, A. Mikheyev și G. Pagano, Albinele dansatoare reglează atât durata, cât și rata producției derulate în raport cu profitabilitatea sursei de nectar , în Journal of Comparative Physiology A , vol. 186, pp. 813-819, DOI : 10.1007 / s003590000134 .
  13. ^ (EN) J. Tautz și DC Sandeman, Recrutarea albinelor pentru surse de hrană neparfumate, în Journal of Comparative Physiology A, vol. 189, 2003, pp. 293-300, DOI : 10.1007 / s00359-003-0402-6 .
  14. ^ a b ( EN ) MV Srinivasan, S. Zhang, M. Altwein și J. Tautz, Honeybee navigation: nature and calibration of "odometer" , în Nature , vol. 287, 4 februarie 2000, pp. 851-853, DOI : 10.1126 / science.287.5454.851 .
  15. ^ (EN) Martin Lindauer, Communication Among Social Bees, Cambridge, Harvard University Press., 1961. ISBN 978-0674147850 .
  16. ^ (EN) James L. Gould și William F. Towne, Despre evoluția limbajului de dans: răspuns la Dyer și Seeley în American Naturalist, vol. 134, nr. 1, 1989, pp. 156–159, DOI : 10.1086 / 284972 , JSTOR 2462282 .
  17. ^ (EN) Fred C. Dyer și Thomas D. Seeley, Dance Dialects and Foraging Range in Three Asian Honey Bee Species, în Behavioral Ecology and Sociobiology, vol. 28, nr. 4, 1991, pp. 227-233, JSTOR 4600541 .
  18. ^ Crina, Grosan; Abraham Ajith. (2006) Stigmergic Optimization: Inspiration, Technologies and Perspectives. Studii în Inteligența Computațională. Vol. 31. pp. 1-24. Springer Berlin / Heidelberg. ISBN 978-3-540-34689-0
  19. ^ (EN) Wedde HF, Farooq M, Zhang Y, BeeHive: An Efficient Fault-Tolerant Routing Algorithm Inspired by Honey Bee Behavior, în Lecture Notes in Computer Science, vol. 3172, 2004, pp. 83-94.
  20. ^ Nakrani, S. și C. Tovey, (2004) „Despre albinele de miere și alocarea dinamică a serverelor în centrele de găzduire a internetului”. Comportament adaptativ. Vol. 12, Numărurile 3-4. pp. 223-240.
  21. ^ C. Tovey, (2004) "The Honey Bee Algorithm: A biologically Inspired Approach to Internet Server Optimization". Intreprindere de Inginerie. Primăvara 2004, pp. 13-15.

Bibliografie

  • Gould JL (1975). „Recrutarea albinelor: controversa limbajului de dans”. Știința 189 : 685−693.
  • Seeley TD (1995). „Înțelepciunea stupului”. Cambridge, MA: Harvard University Press .
  • von Frisch K (1967). „Limbajul dansului și orientarea albinelor”. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Danza_dell%27addome&oldid=122330224 ”