Дистанцирование пчел - защита от паразитов

Медоносные пчелы увеличивают социальное дистанцирование, если их улью угрожают паразиты. Это показало вышедшее в Science Advances новое исследование международной команды. Ученые продемонстрировали, что на заражение вредным клещом пчелиные семьи реагируют, изменяя для увеличения социальной дистанции использование пространства и взаимодействие между сородичами.

Медоносные пчелы - животные социальные, поскольку они извлекают пользу из разделения обязанностей и взаимодействия, например ухода друг за другом. Но когда появляется риск заражения, эволюционировавшие пчелы, чтобы сбалансировать риски и выгоды, применяют социальное дистанцирование. Среди животных такие примеры были обнаружены у самых разных видов, которых эволюция разделила миллионы лет назад: от бабуинов, редко ухаживающих за особями с желудочно-кишечными инфекциями, до муравьев, чьи зараженные патогенным грибком сородичи оказываются на задворках муравейника.

В новом исследовании изучалось, вызывает ли в ульях медоносных пчел клещ Varroa destructor изменения социальной организации, способные снижать распространение паразита. Среди стрессовых факторов, влияющих на пчел, клещ Варроа - один из основных врагов, поскольку он вызывает ряд вредных последствий у пчел как у отдельных особей, так и у семей.

Колонии медоносных пчел разделены на два основных отсека: внешний, занятый собирателями, и внутренний, населенный кормилицами, маткой и приплодом. Такая пространственная сегрегация приводит к более низкой частоте взаимодействий между двумя отделами, чем внутри каждого из них, и позволяет защитить наиболее ценных особей (матку, молодых пчел и приплод) от внешней среды и появления болезней.

Сравнивая колонии, которые были и не были заражены клещом Варроа, исследователи обнаружили, что один из видов поведения - танцы, которые сообщают, куда лететь за кормом, и могут увеличить передачу клещей, - встречался в зараженных центральных частях улья реже, а уход в них стал более концентрированным. В целом собиратели (старые пчелы) движутся к периферии, а молодые кормилицы и занимающиеся уходом пчелы в ответ на заражение движутся к центру, чтобы увеличить расстояние между двумя группами.

Колонии пчел - практически идеальная модель, позволяющая изучать социальное дистанцирование и понять ценность и эффективность такого поведения.

Источник: phys.org

Сигналы пчел удивили биологов

При опасности умные пчелы предупреждают своих сородичей точно настроенными сигналами об агрессорах и меняют свои тревожные знаки в зависимости от того, где им угрожает опасность и насколько она велика.

Уже несколько лет назад Джеймс Них (Ja­mes Nieh), биолог (Калифорнийский университет, Сан-Диего) заметил странное поведение пчел. Если сборщица меда на цветке, была атакована врагом, она возвращалась по прямой обратно к улью. Там она останавливала танец сородичей, агитировавших за полет к этому растению.

Как выяснилось, медоносные пчелы используют при этом совершенно определенные действия.

"Эти останавливающие сигналы передаются, когда пчела подталкивает своей головой получателя".
Джеймс Них

Такие повторяющиеся толчки заставляют насекомых замедлять или даже совсем прекращать свой танец, что, в свою очередь, не дает сборщикам меда лететь к этому цветку и подвергать себя риску.

Медоносные пчелы в улье Фото: rupbilder / Fotolia

Толчки показывают степень и место опасности

Но, как выяснилось, сигнал тревоги медоносных пчёл выходит далеко за рамки простого "стоп!". Насекомые разными толчками обмениваются информацией, где им угрожает опасность и кто враг. Если на азиатскую пчелу нападал самый большой в мире гигантский шершень (Vespa mandarina), то она увеличивала частоту своих подталкиваний. Атака шершня меньших размеров вызывала более медленные толчки.

"Мы были очень удивлены, что пчёлы посылалают не только стоп сигналы, но и их различные виды".
Джеймс Них

Дальнейшие наблюдения показали, что медоносная пчела таким способом показывает даже место опасности. Если на сборщицу нападали прямо у входа в улей, тревожные сигналы длились дольше и ее товарищи понимали, что вылетать нельзя.

Сложнее, чем у других насекомых

"Тем самым этот аварийный сигнал кодирует с помощью частоты размер опасности, а пространственный контекст - длительность каждого импульса".
Джеймс Них

Различные формы каких толчков соответствуют разным сигналам, отражающим опасность. Чем быстрее они были, тем скорее заканчивался танец пчел, а чем дольше длились толчки, тем меньше пчел покидало улья.

Такая сложная и многоуровневая коммуникация оповещения не известна никаким другим социальным насекомым, подчеркивают биологи.

"Это, вообще, первая демонстрация такого требовательного сигнала тревоги у насекомых".
Джеймс Них

Ранее сигналы тревоги с такой глубиной информации были известны только у птиц или обезьян, передающих своим сородичам, какая опасность им угрожает.

Источник: University of California

Медоносные пчелы умнее, чем всегда считалось

Магдебург (Германия) - Последние исследования подтверждают то, что давно уже поняли пчеловоды: медоносные пчелы умнее, чем до сих пор считалось. Новые сведения нейробиологов из Магдебурга представляют также интерес для исследований в области робототехники.

Как сообщила в журнале "Frontiers in Behavioral Neuroscience" команда, возглавляемая Эвреном Памиром (Evren Pamir) из Института нейробиологии им. Лейбница, научно-исследовательское объединение ученых из Берлина, Констанца и Вюрцбурга разбиралось в процессах обучения почти 3300 медоносных пчел.

"При ассоциативном обучение привлекательность запаха связана с вознаграждением сахаром", - объясняют исследователи. - "Если желто-черные насекомые выставляют при восприятии запаха свои хоботки, у них закрепляется связь аромата и вознаграждения". Чтобы это натренировать, часто требуются многократные повторения. Лишь тогда пчелы запоминают эти сочетания.

Пчела собирает нектар Фото: А. Мюллера (grewi.de)

Однако в новом исследовании ученые смогли показать, что для создания такого обучения медоносных пчел может быть достаточно всего нескольких тестов. "Пчелы учатся быстрее, чем мы всегда предполагали, - пояснил Памир. - Кроме того, даже через 24 часа после одноразового знакомства с ароматом, сопровождавшимся сладким угощением, они все еще знают, что воспринятый запах связан с вознаграждением сахаром".

Идентифицированные таким путем нейронные механизмы, которые контролируют поведение при обучении умных пчел, можно использовать для информатики. Они должны будут войти в новый проект, который сейчас поддерживается Федеральным министерством образования и научных исследований: "Насекомые вдохновляют роботов: о роли памяти в процессе принятия решений". Его цель - развитие роботов, схемы которых сделаны на основе нейронных механизмов насекомых и могут самостоятельно решать задачи.

Источник: grewi.de