Dança abanada - Waggle dance

A dança do balanço - a direção em que a abelha se move em relação à colmeia indica a direção; se ele se move verticalmente, a direção para a fonte é diretamente para o sol. A duração da parte do balanço da dança significa a distância.

Dança abanada é um termo usado na apicultura e na etologia para uma determinada dança em forma de oito da abelha . Ao realizar essa dança, as forrageadoras bem-sucedidas podem compartilhar informações sobre a direção e distância de canteiros de flores que produzem néctar e pólen, de fontes de água ou de novos locais de ninho com outros membros da colônia .

A dança balançante e a dança circular são duas formas de comportamento de dança que fazem parte de uma transição contínua. À medida que aumenta a distância entre o recurso e a colmeia, a dança de roda se transforma em variações de uma dança de transição, que, ao comunicar recursos a distâncias ainda maiores, torna-se a dança do balanço. No caso da Apis mellifera ligustica , a dança de roda é realizada até que o recurso esteja a cerca de 10 metros da colmeia, danças transitórias são realizadas quando o recurso está a uma distância de 20 a 30 metros da colmeia e, finalmente, quando está localizado a distâncias superiores a 40 metros da colmeia, é realizada a dança do balanço. No entanto, mesmo perto do ninho, a dança de roda pode conter elementos da dança de abanar, como uma porção de abanar. Portanto, foi sugerido que o termo dança sacudida é melhor para descrever tanto a dança sacudida quanto a dança de roda.

O etologista austríaco e ganhador do Nobel Karl von Frisch foi um dos primeiros a traduzir o significado da dança balançante.

Descrição

Dança do balanço em forma de oito da abelha ( Apis mellifera ). Um movimento de balanço orientado 45 ° à direita de 'para cima' no favo vertical (A) indica uma fonte de alimento 45 ° à direita da direção do sol fora da colmeia (B). O abdômen da dançarina parece borrado devido ao movimento rápido de um lado para o outro.

Uma dança de balanço consiste em um a 100 ou mais circuitos, cada um dos quais consiste em duas fases: a fase de balanço e a fase de retorno. A dança da abelha operária envolve a execução de um pequeno padrão em oito: uma corrida de balanço (também conhecida como fase de balanço) seguida por uma volta para a direita para circular de volta ao ponto inicial (fase de retorno), outra corrida de balanço, seguida por um gire e circule para a esquerda, e assim por diante, em uma alternância regular entre as curvas para a direita e para a esquerda após as corridas de balanço. As abelhas que dançam balançam produzem e liberam dois alcanos , tricosano e pentacosano, e dois alcenos , ( Z ) -9-tricoseno e ( Z ) -9-pentacoseno, em seus abdomens e no ar.

A direção e a duração das corridas de balanço estão intimamente relacionadas com a direção e distância do recurso anunciado pela abelha dançarina. Em um experimento com captura e realocação de abelhas expostas à dança do balanço, as abelhas seguiram o caminho que as teria levado a um alimentador experimental se não tivessem sido deslocadas. O recurso pode incluir a localização de uma fonte de alimento ou um local potencial de nidificação. Para abelhas que nidificam em cavidades, como a abelha ocidental ( Apis mellifera ) ou Apis nigrocincta , as flores que estão localizadas diretamente em linha com o sol são representadas por movimentos ondulados em uma direção para cima nos favos verticais e em qualquer ângulo para a direita ou a esquerda do sol é codificada por um ângulo correspondente à direita ou à esquerda da direção ascendente. A distância entre a colmeia e o alvo de recrutamento é codificada na duração das execuções de manobra. Quanto mais longe o alvo, mais longa é a fase de balanço. Quanto mais excitada a abelha estiver com o local, mais rapidamente ela se moverá, de modo que chamará a atenção das abelhas observadoras e tentará convencê-las. Se várias abelhas estão fazendo a dança do balanço, é uma competição para convencer as abelhas observadoras a seguirem seu exemplo, e as abelhas concorrentes podem até interromper a dança das outras abelhas ou lutar umas contra as outras. Além disso, algumas abelhas que fazem nidificação ao ar livre, como a abelha anã negra ( Apis andreniformis ), cujos ninhos ficam pendurados em galhos ou galhos, executam uma dança horizontal em um palco acima de seu ninho para sinalizar aos recursos.

As abelhas dançantes que estão no ninho há muito tempo ajustam os ângulos de suas danças para acomodar a mudança de direção do sol. Portanto, as abelhas que seguem a execução da dança ainda são corretamente conduzidas à fonte de alimento, embora seu ângulo em relação ao sol tenha mudado.

O consumo de etanol pelas abelhas forrageiras reduz a atividade da dança balançante e aumenta a ocorrência da dança trêmula .

Kevin Abbott e Reuven Dukas, da Universidade McMaster em Hamilton, Ontário, Canadá, descobriram que, se uma abelha ocidental morta é colocada em uma flor, as abelhas realizam muito menos danças agitadas ao retornar à colmeia. Os cientistas explicam que as abelhas associam a abelha morta à presença de um predador na fonte de alimento. A redução da frequência de repetição da dança, portanto, indica que as abelhas dançarinas realizam e comunicam uma forma de análise de risco / benefício.

Embora decodificado pela primeira vez por Karl von Frisch , o comportamento dançante das abelhas foi observado e descrito várias vezes antes. Cerca de 100 anos antes da descoberta de Frisch, Nicholas Unhoch descreveu o comportamento de dança das abelhas como sendo uma indulgência "em certos prazeres e alegria". Ele admitiu ignorância quanto ao propósito da dança. 35 anos antes das observações de Unhoch, Ernst Spitzner observou as abelhas dançando e interpretou isso como a transmissão de odores de recursos forrageiros para outros companheiros de ninho. Aristóteles , além de descrever o comportamento da constância das flores , suspeitou que alguma forma de comunicação ocorria entre as forrageadoras dentro de um ninho:

"Em cada viagem, a abelha não voa de uma flor de um tipo para uma flor de outro, mas voa de uma violeta, digamos, para outra violeta, e nunca se intromete com outra flor até que ela tenha voltado para a colmeia; ao alcançar a colméia eles jogam fora de sua carga, e cada abelha em seu retorno é acompanhada por três ou quatro companheiros. O que eles colhem é difícil de ver, e como eles fazem isso não foi observado ”.

Jürgen Tautz também escreve sobre isso em seu livro The Buzz about Bees (2008):

Muitos elementos da comunicação usados ​​para recrutar miniswarms para locais de alimentação também são observados no "verdadeiro" comportamento de enxameação. Os miniamores de forrageadoras não são colocados sob a mesma pressão de seleção que os verdadeiros enxames, porque o destino de toda a colônia não está em jogo. Uma colônia verdadeiramente abundante deve ser rapidamente conduzida a um novo lar, ou irá perecer. O comportamento usado para recrutar para fontes de alimento possivelmente se desenvolveu a partir do "verdadeiro" comportamento de enxameação.

Mecanismo

As abelhas acumulam uma carga elétrica durante o vôo e quando suas partes do corpo são movidas ou esfregadas. As abelhas emitem campos elétricos constantes e modulados durante a dança do balanço. Ambos os componentes de baixa e alta frequência emitidos por abelhas dançantes induzem movimentos antenais passivos em abelhas estacionárias de acordo com a Lei de Coulomb . Os flagelos eletricamente carregados de células mecanorreceptoras são movidos por campos elétricos e mais fortemente se os campos elétricos e de som interagem. Gravações de axônios do órgão de Johnston indicar a sua sensibilidade a campos elétricos. Portanto, foi sugerido que os campos elétricos que emanam da carga superficial das abelhas estimulam os mecanorreceptores e podem desempenhar um papel na comunicação social durante a dança do balanço.

Controvérsia

Trabalhadores de Apis mellifera carnica em favo de mel

A linguagem da dança vs. a dança balançante

Conforme definido por von Frisch, Tanzsprache (alemão para 'linguagem da dança') é a informação sobre direção, distância e qualidade de um recurso (como comida ou locais de nidificação) contido na dança balançante. Há evidências de apoio da dança balançante e "Tanzsprache" em Apis dorsata . Semelhante a outras abelhas, elas utilizam a linguagem da dança para indicar as informações críticas sobre os recursos alimentares. O corpo do bailarino aponta na direção da fonte de alimento e o som produzido durante a dança indica a rentabilidade da comida. Embora haja alguma evidência de uma conexão direta entre o Tanzsprache e a performance da dança waggle, críticas recentes sustentam que forrageadores em potencial não precisam traduzir corretamente a linguagem da dança da dança waggle para a forragem com sucesso. Em um experimento com a abelha Apis mellifera , a maioria dos indivíduos que seguiram completamente uma dança balançante ignorou a direção do recurso e as informações de localização. Em vez disso, 93% das forrageadoras voltaram às áreas de forrageamento das quais já tinham conhecimento.

As abelhas que seguem uma dança sacudida podem forragear com sucesso sem decodificar as informações da linguagem de dança de várias maneiras:

  • O seguidor de dança pode usar as informações olfativas da dançarina e encontrar o mesmo recurso ou um diferente com um cheiro semelhante.
  • Seguir uma dança pode simplesmente desencadear um comportamento de forrageamento. Um coletor pode então procurar recursos aleatoriamente.
  • Seguir uma dança pode reativar o conhecimento privado de um recurso. Após a reativação, a forrageadora pode retornar ao recurso conhecido.
  • Usar as informações comunicadas na dança do balanço é mais útil para as forrageadoras quando faltam informações privadas sobre os recursos.

Linguagem de dança como linguagem

O uso da linguagem da palavra pode levar a interpretações errôneas da dança do balanço. O lingüista suíço Ferdinand de Saussure propôs um sistema de linguagem em que um signo é feito de dois componentes principais. O significante é a representação física ou fonética de um signo. O significado é o componente conceitual. Se a linguagem da dança seguisse o modelo diádico saussuriano da semiótica , o significante seria a dança balançante e o significado seria a localização do recurso de forrageamento. Embora a linguagem da dança possa ou não seguir esse tipo de padrão, não é considerada uma linguagem com gramática sintática ou um conjunto de símbolos.

Eficiência e adaptação

A dança do balanço pode ser menos eficiente do que se pensava. Algumas abelhas observam mais de 50 corridas de abanar sem forragear com sucesso, enquanto outras irão forragear com sucesso após observar 5 corridas. Da mesma forma, estudos descobriram que as abelhas raramente fazem uso das informações comunicadas na dança do balanço e parecem fazer isso apenas cerca de dez por cento das vezes. Evidentemente, há um conflito entre a informação privada, ou experiência individual, e a informação social transmitida pela comunicação em dança. Isso esclarece o fato de que seguir informações sociais é mais caro energeticamente do que buscar alimentos de forma independente e nem sempre é vantajoso. Usando pistas olfativas e memória de locais abundantes de forrageamento, as abelhas são capazes de forragear com sucesso de forma independente, sem gastar a energia potencialmente extensa necessária para processar e executar as instruções comunicadas por suas companheiras forrageadoras.

A dança balançada é benéfica em alguns ambientes e não em outros, o que fornece uma explicação plausível de por que as informações fornecidas pelas danças balançadas são usadas apenas com moderação. Dependendo do clima, de outros concorrentes e das características da fonte de alimentos, as informações transmitidas podem degradar rapidamente e se tornar obsoletas. Como resultado, há relatos de que forrageadoras se apegam a seus locais de alimentação e continuam a revisitar um único canteiro muitas vezes depois que ele se torna inútil. Por exemplo, a dança do balanço desempenha um papel significativamente maior na busca por alimentos quando as fontes de alimento não são tão abundantes. Em habitats temperados, por exemplo, as colônias de abelhas realizam rotineiramente a dança do balanço, mas ainda são capazes de forragear com sucesso quando as informações de localização fornecidas pela dança são experimentalmente obscurecidas. Em habitats tropicais, no entanto, o forrageamento das abelhas melíferas é severamente prejudicado se a dança do balanço for evitada. Acredita-se que essa diferença seja devida à fragmentação dos recursos no ambiente tropical versus a homogeneidade dos recursos nos ambientes temperados. Nos trópicos, os recursos alimentares podem vir na forma de árvores floridas que são ricas em néctar, mas estão espalhadas escassamente e florescem apenas brevemente. Assim, nas zonas tropicais, as informações sobre a localização da forragem podem ser mais valiosas do que nas zonas temperadas.

Evolução

Os ancestrais das abelhas modernas provavelmente realizavam movimentos excitatórios para encorajar outros companheiros de ninho a forragear. Esses movimentos excitatórios incluem sacudir, ziguezaguear, zumbir e bater em companheiros de ninho. Comportamento semelhante é observado em outros himenópteros, incluindo abelhas sem ferrão, vespas, abelhas e formigas.

Uma teoria promissora para a evolução da dança waggle, proposta pela primeira vez por Martin Lindauer, é que a dança waggle originalmente ajudava na comunicação de informações sobre um novo local de ninho, em vez de informações espaciais sobre locais de forrageamento.

As observações sugeriram que diferentes espécies de abelhas têm diferentes "dialetos" da dança do balanço, cada espécie ou subespécie dança variando por curva ou duração. Um estudo de 2008 demonstrou que uma colônia mista de abelhas asiáticas ( Apis cerana cerana ) e europeias ( Apis mellifera ligustica ) foram gradualmente capazes de entender os "dialetos" da dança balançada umas das outras.

Aplicações para pesquisa operacional

Em linha com o trabalho recente na pesquisa de inteligência de enxame envolvendo algoritmos de otimização inspirados no comportamento de insetos sociais (incluindo abelhas, formigas e cupins ) e vertebrados como peixes e pássaros, recentemente houve pesquisas sobre o uso de comportamento de dança abanada de abelha para falha eficiente -Roteamento tolerante. Do resumo de Wedde, Farooq e Zhang (2004):

Neste artigo, apresentamos um novo algoritmo de roteamento, BeeHive, que foi inspirado nos métodos e procedimentos comunicativos e avaliativos de abelhas. Neste algoritmo, os agentes apícolas viajam através de regiões de rede chamadas zonas de forrageamento. No caminho, suas informações sobre o estado da rede são entregues para atualização das tabelas de roteamento local. O BeeHive é tolerante a falhas, escalonável e depende totalmente de informações locais ou regionais, respectivamente. Demonstramos por meio de simulações extensivas que o BeeHive atinge um desempenho semelhante ou melhor em comparação com algoritmos de última geração.

Outra técnica computacional estigmérgica inspirada em abelhas, chamada otimização de colônia de abelhas, é empregada na Otimização de Servidor da Internet.

O protocolo Zigbee RF tem o nome da dança balançante.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos