Lumea albinelor

0.

Figura 0.

În rândurile următoare, vom analiza câteva dintre trăsăturile

remarcabile ale coloniilor de albine1, care ne vor arăta că albina (Apis mellifera), în ciuda faptului că are un creier mic cât “vârful unui ac”, este în stare să execute sarcini uimitor de complexe, care ne stârnesc admirația. Printre acestea se numără navigarea cu precizie în spațiu folosind Soarele ca pe un fel de busolă, rezolvarea unei probleme de minim la construcția fagurilor, capacitatea de a se orienta prin analizarea luminii polarizate a cerului și comunicarea cu ceilalți indivizi ai stupului prin intermediul unor secvențe de mișcări bine definite și bine coordonate, care au primit numele de dansuri ale albinelor.

Organizarea perfectă din cadrul unei colonii de albine și hărnicia ei explică de ce aceasta a fascinat mari spirite, printre care mari filosofi (de exemplu Aristotel, Schopenhauer), mari biologi (Réaumur, Huber, von Frisch - pentru a nu cita decât câțiva) și mari scriitori (cum ar fi Maurice Maeterlinck, Eminescu).

Figura 1. Aristotel (secolul IV î. H.), supranumit “soarele apiculturii antice”. Este considerat a fi părintele logicii și al biologiei.

1. Și de bondari (Bombus terrestris).

1

Figura 2. François Huber (1750-1831), maestrul apidologiei secolului al XIX-lea.

Figura 3. Karl von Frisch (1886-1982) - marele maestru al apidologiei secolului al XX-lea.

2

1. Componența familiei de albine

În interiorul unei colonii de albine se găsesc trei tipuri de indivizi: o matcă (numită și regină), câteva sute de trântori și câteva mii-zeci de mii de albine lucrătoare. Cele trei tipuri morfologice sunt reprezentate în figura 4.

Regina este o insectă cu abdomenul lung, ale cărei aripi îl acoperă până la jumătate (cu aproximație). Trântorul are corpul butucănos, iar aripile îi acoperă în întregime abdomenul, rotunjit la vârf. Albinele lucrătoare sunt mai mici decât regina și trântorii. Matca și albinele lucrătoare sunt femele, în timp ce trântorii sunt masculii coloniei de albine. Diferența de aspect dintre indivizii de sex opus poartă numele de dimorfism sexual.

Toți indivizii dintr-o colonie de albine provin din ouăle depuse de matcă. Deci regina este mama întregii colonii.

Matcă Trântor Albinălucrătoare

Figura 4. Matcă, trântor și albină lucrătoare.

Trântorul nu are tată; este un individ haploid, adică el conține un singur set de cromozomi. Matca și albinele lucrătoare sunt indivizi diploizi (conțin două seturi de cromozomi).

În cazul în care colonia de albine rămâne fără matcă, albinele vor hrăni în mod diferit o larvă ce era destinată să devină albină lucrătoare și din această larvă va apărea o nouă regină.

Vedem deci că o aceeași zestre genetică (zestrea ereditară a oului fecundat) poate să dea naștere unor indivizi cu totul diferiți, o albină lucrătoare, respectiv o regină. Cum este posibil acest lucru? Cum este deci posibil ca mediul - prezent aici sub forma calității hranei administrate în mod repetat - să influențeze atât de profund exprimarea zestrei genetice? Aceasta este o problemă fundamentală celebră a biologiei moderne, cunoscută sub

3

denumirea de problema raportului dintre zestrea genetică și mediu (în literatura anglo-saxonă, nature versus nurture problem; nurture=hrănire, educație, creștere), problemă care se poate enunța astfel:

în ce măsură și cum poate influența mediul - care se exprimă prin mod de hrănire, educație, etc. - modul în care se manifestă zestrea genetică a unui individ dat? Nimeni nu știe, în prezent, să dea răspunsul la această întrebare. Numeroase exemple din biologie arată că modul de manifestare a zestrei genetice a unui organism X (adică fenotipul lui X) nu depinde numai de zestrea sa genetică (numită genotip), ci și de mediu. Putem scrie acest lucru sub forma următoare:

fenotip genotip mediu+= ,

unde, evident, semnul plus nu are semnificația unei adunări obișnuite.

2. Roirea

“<Prin roire>, un întreg popor ajuns în culmea puterii și a înfloririi își lasă, deodată, în mâinile generației viitoare, toate bogățiile, palatele și casele, tot rodul trudei, pentru a căuta departe, cine știe unde, în nesiguranță și sărăcie, o nouă patrie. Iată o faptă care, conștient sau nu, depășește morala omenească. Ea nimicește uneori, ea sărăcește întotdeauna, risipește desigur cetatea fericită pentru a se supune unei legi superioare fericirii cetății.” (MauriceMaeterlinck - Viața albinelor)

Figura 5. Roi natural agățat de mai multe ramuri ale unui copac.

4

Roirea naturală reprezintă fenomenul prin care o parte a unei colonii de albine - parte numită roi - părăsește pentru totdeauna vechiul stup, pentru a se deplasa într-un nou adăpost, situat de obicei la o distanță apreciabilă față de cel inițial. Roirea poate fi deci privită ca fiind o migrare parțială, fiindcă întotdeauna în vechiul adăpost rămân albine și puiet.

Roirea naturală reprezintă modalitatea firească prin care coloniile de albine se înmulțesc în natură, prin care specia Apis mellifera se răspândește și se conservă. Roirea naturală reprezintă totodată o excepțională metodă de păstrare a sănătății speciei, pentru că roiul plecat va construi faguri cu totul noi în noul adăpost complet gol în care se va instala. Roirea naturală reprezintă un fenomen deosebit de complex, care nu poate fi explicat în întregime cu cunoștințele actuale referitoare la biologia familiei de albine.

3. Polenizarea realizată de albine

În procesul de vizitare a florilor, din care culege nectar și polen, albina face implicit o muncă de polenizare, adică transportă granulele de polen (formate în stamine - organul bărbătesc al florilor) pe pistilul florilor (organul femeiesc al florilor - format din ovar, stil și stigmat), proces fără de care florile nu leagă rod. Albina este o mașină biologică perfect adaptată muncii de polenizare.

Rolul insectelor în producția de fructe a fost demonstrat de către Charles Darwin (1809-1882) printr-un experiment ingenios. Darwin a înfășurat o creangă a unui copac fructifer productiv într-o pânză fină, care lăsa aerul să circule, dar nu și insectele. Savantul a constatat că ramura respectivă a produs foarte puține fructe în raport cu crengile libere, și că acestea erau mai mici decât fructele de pe celelalte crengi.

Polenizarea de către insecte a florilor - numită polenizare entomofilă - are un rol decisiv în susținerea tuturor formelor de viață, pentru că fructele legate de flori constituie hrana fundamentală pentru multe animale. Distrugerea albinelor (și a altor insecte polenizatoare) are efecte grave asupra producției de fructe și legume și, în consecință, asupra vieții în general.

Există anumite zone în China din care albinele au dispărut, din cauza poluării. Cum în aceste zone există mari culturi de pomi fructiferi, care sunt principala sursă de subzistență a locuitorilor, aceștia trebuie să facă polenizarea florilor manual. O muncă pe care albinele o făceau de la sine a trecut astfel în sarcina producătorilor de fructe, pentru care este o corvoadă. Acesta este un exemplu de efect de bumerang.

5

4. Vederea în culori a albinelor. Experimentul istoric al lui von Frisch asupra vederii în culori a albinelor

La începutul secolului trecut, nu se știa dacă albinele percep sau nu culorile. Unii naturaliști susțineau că albinele văd doar alb-negru, percepând diferite nuanțe (niveluri) de gri; alții susțineau, dimpotrivă, că albinele au o vedere în culori, adică percep culorile, căci altfel la ce ar folosi toată bogăția de culori a florilor care ne înconjoară?, argumentau ei. Polemica referitoare la vederea alb-negru/color a albinelor era, prin 1910, deja veche de câteva decenii.

Forel A., autor al cărții Viața insectelor (1910), a imaginat un experiment pentru clarificarea disputei amintite. Forel a gândit experimentul, însă el nu l-a efecutat niciodată. Karl von Frisch este cel căruia îi revine meritul de a fi efectuat efectiv experimentul în anul 1914, răspunzând astfel cu claritate la întrebarea dacă albinele percep sau nu culorile, întrebare care își aștepta de mult timp răspunsul. Ca urmare, experimentul făcut de Karl von Frisch are o valoare istorică.

În experimentul său, von Frisch a dresat albinele să vină să ia sirop de zahăr dintr-o sticlă de ceas de mână, plasată pe o bucată de hârtie de culoare albastră, de formă dreptunghiulară (figura 6). Faptul că le-a dresat să vină să ia mâncare înseamnă că le-a furnizat mâncare în locul respectiv timp de mai multe zile la rând.

cartonașde culoarealbastră

sticlă de ceas cu

suport

sirop dezahăr

Figura 6. Dresarea albinelor la o sursă de sirop de zahăr plasată pe o bucată dreptunghiulară de hârtie albastră. Pentru a evita atașarea albinelor față de un anumit loc, cartonașul albastru, împreună cu sticla de ceas cu sirop de pe el, era mutat frecvent în timpul dresării dintr-un loc în altul.

6

După perioada de dresaj a urmat perioada de testare propriu-zisă a capacității albinelor de a distinge culorile. Pentru aceasta, von Frisch a așezat cartonașul albastru printre alte cartonașe identice ca formă și dimensiuni; fiecare dintre aceste cartonașe era de o anumită nuanță de gri. Pe fiecare cartonaș se afla o sticlă de ceas, plasată în centru (figura 7). Toate aceste sticle erau identice, goale și foarte bine spălate, ca să nu existe posibilitatea afectării experimentului prin mirosuri străine. Pentru ca mirosul ca sursă de eroare în experiment să fie total îndepărtat, von Frisch a acoperit întregul dispozitiv de cartonașe și sticle de ceas cu o placă mare de sticlă.

Karl von Frisch a observat că albinele dresate (aceste albine erau marcate cu puncte colorate de vopsea aplicate pe torace) se duceau fără nici o ezitare spre cartonașul albastru, aterizând în dreptul lui și încercând să obțină sirop din locul respectiv. Mai mult, indiferent de poziția în care era amplasat cartonașul albastru printre celelalte cartonașe gri, von Frisch a observat că albinele se îndreptau întotdeauna fără nici o ezitare spre el, aterizând acolo și încercând să ia sirop din sticla de ceas de pe el.

cartonulalbastru

cartongri

Figura 7. Faza de testare a experimentului lui Karl von Frisch asupra vederii în color a albinelor. Cartonul albastru la care albinele au fost dresate este plasat într-o poziție oarecare printre alte cartoane identice ca formă și dimensiuni, dar având diferite nuanțe de gri. Pe fiecare bucată de carton se găsea o sticlă de ceas goală. Karl von Frisch a observat că albinele care fuseseră dresate să ia sirop de pe cartonul albastru aterizau fără nici o ezitare pe acesta, indiferent unde era el plasat printre celelalte cartoane, încercând să ia sirop din sticla de ceas goală. În concluzie, albinele percepeau cartonașul albastru ca fiind diferit de cele gri din vecinătate.

Experimentând cu diferite nuanțe de gri, von Frisch a arătat că întotdeauna albinele aterizau fără ezitare pe cartonașul albastru. De aici, el a tras concluzia că albinele percep culoarea albastră ca fiind distinctă de toate

7

nivelurile (variantele) posibile de gri; cu alte cuvinte, că albinele disting culorile. Dacă în experimentul descris grupul albinelor dresate la cartonașul albastru s-ar fi împărțit în două subgrupuri, care ar fi aterizat respectiv pe cartonașul albastru și pe un altul, având culoarea G, atunci s-ar fi tras concluzia că albinele confundă albastrul la care au fost dresate cu nuanța Gde gri; altfel spus, că albastrul este perceput de către ele la fel ca nuanța G de gri.

Mai departe, von Frisch a dresat albinele să ia sirop de pe un cartonaș având o anumită culoare (C0), apoi a pus respectivul cartonaș printre altele, identice ca formă și dimensiuni, dar având diferite alte culori (figura 8). Dacă albinele disting cu claritate culoarea respectivă C0 la care au fost dresate de toate culorile cartonașelor vecine, atunci - în faza de testare - ele se vor deplasa fără nici o ezitare spre cartonașul C0, așezându-se pe el în încercarea de a obține sirop, indiferent care este poziția acestuia față de cea a cartonașelor vecine. Dimpotrivă, în cazul când culoarea C0 este confundată de către albine cu o culoare W, care se află printre cartonașele vecine, albinele dresate se vor împărți în două grupuri: un grup format din albine care vor ateriza pe cartonul C0, și un altul format din albine care vor ateriza pe cartonașul de culoare W.

cartonulinițial

Figura 8. Experimentul prin care von Frisch a arătat că albinele disting culorile.

Prin experimente de acest gen, Karl von Frisch a reușit să ne dea o imagine destul de clară - de altfel, prima din istoria biologiei - asupra capacității albinelor de a percepe, de a distinge culorile. De exemplu, von Frisch a arătat că albinele confundă culoarea roșie cu culoarea neagră. De asemenea, din experimentele sale Karl von Frisch a tras concluzia că albinele confundă oranjul cu galbenul și cu verdele; de asemenea, el a tras concluzia că albinele confundă albastrul cu violetul.

8

Deoarece în experimentele lui von Frisch nu exista posibilitatea unui control strict al culorilor folosite (în sensul de a cunoaște cu exactitate lungimile de undă implicate), era de așteptat ca unele rezultate obținute de către marele savant să fie inexacte.

Experimentele lui von Frisch au fost reluate de către Daumer (1956), care a construit un dispozitiv perfecționat, ce permitea un control exact al caracteristicilor culorilor folosite.

Prin tehnica sa perfecționată de experimentare, Daumer2 a reușit să clarifice unele aspecte ale rezultatelor obținute înainte de către von Frisch. De exemplu, Daumer a arătat că, de fapt, albinele nu confundă oranjul, galbenul și verdele; albinele percep aceste culori ca fiind distincte, însă cu dificultate. La intensități mari ale luminii folosite în experiment, albinele deosebesc cele trei culori: dacă ele sunt dresate la oranj, atunci grupul albinelor dresate se va împărți în faza de testare în trei părți inegale, unul - cel mai numeros - vizitând culoarea oranj, celelalte două, mult mai mici, celelalte două culori. Pe măsură ce intensitatea fasciculelor de lumină folosite în experiment scade, capacitatea albinelor de a deosebi oranjul, galbenul și verdele scade de asemenea (grupul care vizitează oranjul rămâne mai numeros decât fiecare dintre celelalte două grupuri, dar diferența este din ce în ce mai mică). La intensități mici ale luminii folosite, albinele tind să confunde oranjul cu galbenul și cu verdele: grupul albinelor dresate la oranj se împarte în faza de testare a experimentului în trei grupuri aproximativ egale, unul vizitând culoarea oranj, altul culoarea galben, iar cel de-al treilea culoarea verde. La intensități foarte mici, cele trei culori sunt efectiv confundate.

În concluzie, albinele disting culorile oranj, galben și verde la intensități luminoase mari. Pe măsură ce intensitatea luminii scade, albinele fac o diferență din ce în ce mai slabă între aceste culori; la intensități mici, ele confundă efectiv cele trei culori. Același lucru se poate spune despre culorile albastru și violet. Dacă intensitatea luminii este suficient de mare, albinele pot să diferențieze albastrul de violet. Pe măsură ce intensitatea luminii scade, capacitatea albinelor de a face diferența între albastru și violet scade, de asemenea; la intensități mici, albinele confundă albastrul și violetul. Putem spune deci că albinele pot deosebi între albastru și violet, însă cu dificultate.

Având în vedere slaba capacitate a albinelor de a diferenția culorile oranj, galben și verde, se spune că aceste culori formează o regiune de similaritate, numită regiunea (de similaritate a) galbenului. La fel, culorile

2. Daumer, K. - Reizmetrische Untersuchung des Farbensehens der Biene (Cercetare asupra vederii în culori a albinei), Z. vergl. Physiol. 38, 413-478 (1956)

Daumer, K. - Blumenfarben, wie sie die Bienen sehen (Culorile florilor, modul în care le văd albinele), Z. vergl. Physiol., 41, 49-110, (1958)

9

albastru și violet, pe care albinele tind să le confunde, formează regiunea (de similaritate a) albastrului.

La limita dintre regiunea galbenului și cea a albastrului, mai exact în zona lungimilor de undă cuprinse între 480 și 500 nm, albinele prezintă o acuitate vizuală deosebită. Ele disting cu ușurință culoarea având această lungime de undă (480-500nm), culoare pe care să o numim verde-albastru(sau turcoaz), de verde, galben și oranj. Daumer a constatat acest lucru dresând albinele la lumina verde-albastră (480-500 nm) și observând apoi că albinele dresate distingeau foarte bine, în faza de testare, această culoare de celelalte trei amintite (numărul albinelor care aterizau în faza de testare pe hrănitorul verde-albastru era cu mult mai mare decât al acelora care aterizau pe fiecare dintre hrănitoarele având celelalte culori).

În plus față de cele spuse mai înainte, menționăm că albinele au capacitatea de a sesiza radiația ultravioletă: mai exact ele percep, văd radiația ultravioletă care are lungimile de undă cuprinse între 300 și 400 nm. În totală opoziție, ochiul omului nu percepe deloc lumina ultravioletă.

Cele spuse mai înainte pot fi sintetizate în schema din figura 9, în care sunt reprezentate lungimile de undă percepute de ochiul albinei, regiunile de similaritate (regiunea galbenului și cea a albastrului), precum și regiunea albastru-verde (480-500 nm). Ochiul albinei este insensibil la radiațiile electromagnetice care au lungimea mai mare de 650 nm; între 650 și 700 nm aceste radiații reprezintă lumina roșie.

400 nm

Lumină vizibilă pentru albină

Radiațieultravioletă

RoșuViolet

300 nm 700 nm500 nm 600 nm 650 nm

OranjGalbenVerdeAlbastru

480nm

Albastru-verde

Regiune de similaritate(regiunea galbenului)

Regiune desimilaritate(regiuneaalbastrului)

Figura 9. Lungimile de undă ale luminii percepute de către ochiul albinei sunt cuprinse în intervalul 300 - 650 nm.

Comparând cu diagrama corespunzătoare vederii omului, se poate spune că spectrul vizibil pentru albine este deplasat față de cel al omului către lungimile de undă mai mici; totodată, el este mai cuprinzător decât cel al omului, înregistrând o variație totală de 350 nm, de la 300 nm la 650 nm. Omul nu vede deloc în ultraviolet, pe când albina are o mare acuitate în acest

10

domeniu, după cum vom vedea mai jos. Omul percepe culoarea roșie și nuanțele sale, adică percepe lungimile de undă din intervalul 650-700 nm; albina, dimpotrivă nu percepe culorile din acest interval de lungimi de undă, mai exact ea confundă culoarea roșie cu cea neagră și cu griul închis. O floare roșie (care nu reflectă radiația ultravioletă) îi apare unei albine ca fiind o pată de pământ negru sau de un gri închis spre negru.

Vederea în ultraviolet a albinelor

Una dintre marile surprize din studiul vederii albinelor, și al altor insecte, a fost aceea că ele percep cu o foarte mare acuitate radiația ultravioletă.

Deja spre sfârșitul secolului al XIX-lea, în anul 1883, Lubbock observase că furnicile sesizează razele ultraviolete; acest savant a pus următoarea problemă: “Diferă pentru furnici albul fără ultraviolet de cel cu ultraviolet?”. C. v. Hess observase în anii 1919-1920 sensibilitatea remarcabilă a omizilor și a altor insecte față de radiația ultravioletă. Lutz a arătat în 1933 că unele trigone (rude fără ac ale albinei) pot să deosebească lumina albă cu ultraviolet de albul fără ultraviolet. Matilde Hertz a obținut același rezultat în 1938-1939 lucrând cu albine.

Albinele percep radiațiile ultraviolete (lumina ultravioletă) din intervalul de lungimi de undă cuprins între 300 nm și 400 nm. Dintre toate regiunile spectrale studiate, regiunea ultravioletului are efectul cel mai stimulant asupra ochilor albinei, în sensul că ultravioletul impresionează ochii albinei la intensități mai mici comparativ cu celelalte lungimi de undă. În plus, în intervalul de lungimi de undă 300-400 nm, albinele sunt capabile să distingă între intervale foarte apropiate de lungimi de undă. Cu alte cuvinte, ochii lor sunt foarte sensibili în domeniul radiației ultraviolte (după cum am văzut mai sus, ochii albinei nu sunt performanți în domeniul oranj-galben-verde, și nici în intervalul albastru-violet, albinele distingând cu greutate culorile din aceste zone).

Capacitatea ochiului albinelor de a “vedea” razele ultraviolete, care pentru ochiul uman sunt invizibile, face ca albinele să detecteze cu ușurință poziția soarelui pe cer atunci când acesta este acoperit de nori, fiindcă razele ultraviolete trec prin perdeaua de nori (cu condiția ca norii să nu fie prea groși). Așadar, pentru albine, soarele “strălucește” pe cer chiar și atunci când el este invizibil pentru ochiul omului, fiind ascuns de perdeaua de nori. Când însă cerul este acoperit de nori groși, cum se întâmplă înaintea unei furtuni, radiația ultravioletă care ajunge la ochii albinei devine insuficientă pentru localizarea soarelui.

11

Faptul că albinele localizează poziția soarelui pe cer când acesta este acoperit de nori cu ajutorul radiațiilor ultraviolete a fost descoperit de către

Karl von Frisch în anul 1946. Studiind dansul balansat3 al albinelor pe un fagure orizontal, dans executat de către albine care aveau o vedere liberă a cerului, von Frisch a observat că albinele indicau prin dansul lor cu precizie direcția în care se afla sursa de hrană chiar și atunci când cerul era înnorat (soarele fiind invizibil pentru ochiul omului). Cu alte cuvinte, albinele se

comportau de parcă vedeau soarele. Folosind diferite filtre4 așezate deasupra fagurelui pe care dansau albinele, von Frisch a arătat că albinele continuau să danseze indicând direcția corectă atât timp cât deasupra lor se afla un filtru care oprea radiația electromagnetică infraroșie sau cea din spectrul vizibil al omului. Dimpotrivă, dansurile deveneau de îndată disorientate dacă deasupra fagurelui se așeza un filtru care oprea radiația ultravioletă; când acest filtru era înlăturat, dansurile redeveneau corecte, indicând direcția corectă în care trebuia căutată sursa de hrană. Aceste experimente i-au permis lui von Frisch să tragă concluzia că albinele pot să localizeze poziția soarelui pe un cer înnorat prin intermediul radiațiior ultraviolete, care străbat stratul de nori și sunt detectate de ochii albinei.

Facem precizarea că albinele pot să detecteze poziția soarelui pe cerul înnorat atât timp cât stratul de nori nu este prea gros. Când cerul este foarte întunecat, cum se întâmplă în apropierea unei furtuni, dansurile devin disorientate, ceea ce arată că albinele nu mai pot localiza soarele pe cer.

Albina are 5 ochi, dintre care doi ochi mari compuși, situați pe părțile laterale ale capului, și 3 ochi simpli, numiți oceli, plasați pe “frunte”, în colțurile unui triunghi (figura 10).

3. A se vedea secțiunea intitulată “Dansul albinelor”.

4. Un filtru este o placă dintr-un anumit material care are proprietatea de a lăsa să treacă prin el numai radiațiile care au anumite lungimi de undă. De exemplu, există filtre care lasă să treacă doar lumina roșie, oprind toate celelalte lungimi de undă. Există filtre care lasă să treacă numai radiația ultravioletă, oprind cu totul (sau în foarte mare măsură) atât radiația vizibilă pentru om, cât și radiația infraroșie. Folosind pe rând diferite filtre așezate deasupra fagurelui pe care sunt observate dansurile albinelor putem să tragem concluzii referitoare la radiațiile prin care albinele detectează poziția soarelui.

12

oceli (ochi simpli)

mandibulă mandibulă

labrum(buza superioară)

ochi compus

antenă

ochi compus

antenă

Figura 10. Pe capul albinei se găsesc doi ochi mari compuși și trei ochi simpli, numiți oceli, plasați în zona frontală a capului, în colțurile unui triunghi.

Culoarea florilor este în unele cazuri un indicator important cu privire la vârsta florilor dintr-o inflorescență. Un exemplu în acest sens ni-l oferă florile de castan sălbatic (Aesculus hippocastanum). Florile tinere ale inflorescenței de castan prezintă câte o pată galbenă pe fiecare dintre cele două petale inferioare; pe măsură ce floarea îmbătrânește, pata galbenă devine portocalie, apoi roză. Floarea de “nu-mă-uita” (Miosotis sp.) are un inel galben pe petalele albastre care, odată cu îmbătrânirea florii, devine alb. Acest mod de codificare prin culoare a vârstei florii permite albinelor să facă o economie însemnată de energie, prin aceea că ele nu mai cercetează florile în vârstă, a căror secreție de nectar este slabă.

13

5. Dansul albinelor

“Această descriere [prin dans] a poziției permite albinelor recrutate să zboare rapid și cu precizie spre florile indicate, chiar atunci când acestea se află la kilometri distanță față de stup - o realizare care este fără egal în întregul regn animal.”

(Karl von Frisch)5

Albinele nu comunică numai prin intermediul feromonilor, al trofolaxiei și al undelor sonore, ci și prin dansuri. Prin intermediul acestora din urmă, albinele dansatoare le comunică albinelor culegătoare din stup informații legate de apariția unei noi surse de cules (nectar, mană, polen) sau de apă, unde se găsește aceasta (distanța față de stup și direcția în care trebuie căutată, direcție precizată în raport cu cea a soarelui), precum și cât este aceasta de profitabilă. Albina dansatoare nu își conduce suratele spre noua sursă de hrană (cum se întâmplă la unele rude ale albinei melifere), ci le trimite spre aceasta, prin furnizarea “adresei” locului în care se găsește.

Dansurile albinelor constituie un veritabil limbaj de comunicarefolosit de indivizii familiei de albine. Într-adevăr, aceste dansuri sunt secvențe de mișcări bine coordonate, fiecare secvență având o anumită semnificație bine determinată. La fel, în limbajul uman fiecare sunet sau grupare de sunete are un anumit înțeles bine determinat.

Trebuie spus că așa-numitele dansuri ale albinelor au fost observate cu mult timp în urmă de numeroase generații de apicultori și chiar consemnate de către unii autori în lucrările lor. Cu toate acestea, semnificația exactă a dansurilor a fost descifrată abia în secolul trecut (secolul XX) de către savantul german Karl von Frisch, care a efectuat numeroase experimente - extinse pe o perioadă de câteva decenii - pentru descifrarea semnificației acestora și, în general, pentru descifrarea multor alte secrete ale vieții albinelor. Karl von Frisch a folosit extensiv în cercetările sale un stup de observație cu doi faguri suprapuși, ai cărui pereți laterali erau confecționați din sticlă, pereți care puteau fi acoperiți cu ajutorul unor panouri din lemn prinse cu balamale de corpul stupului. Fagurii stupului de observație nu aveau găuri, astfel ca o albină să nu se poată deplasa de pe o față pe alta în timp ce era observată.

Pentru a studia modul în care depinde dansul de poziția și distanța sursei de hrană față de stup, Karl von Frisch a folosit un mic hrănitor portabil, alimentat cu sirop de zahăr. Acest hrănitor era mai întâi așezat pe scândura de zbor a stupului de observație, pentru ca albinele să ia act cât mai repede de prezența siropului. Apoi hrănitorul, așezat pe un mic suport, era

5. Karl von Frisch - The Dance Language and Orientation of Bees (Dansul și orientarea albinelor), The Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, 1967, pag. 57.

14

deplasat din ce în ce mai departe față de stupul de observație, în pași mici (de câțiva metri), până când ajungea în poziția finală dorită; hrănitorul rămânea un timp în fiecare poziție intermediară, pentru ca albinele să se obișnuiască cu noua sa poziție. Drept hrănitor se poate folosi o sticlă de ceas de mână umplută cu sirop, un borcan umplut cu sirop și apoi întors repede cu gura în jos pe o farfurie, sub gura borcanului punându-se un chibrit, etc.

Există mai multe tipuri de dansuri (semnificația unora dintre acestea este încă neelucidată), dar cele mai importante sunt dansul circular și dansul în forma cifrei opt, numit și dans balansat, care vor fi analizate în paginile care urmează.

Prin dans, fie acesta circular sau în formă de opt, albinele dansatoare anunță:

1) că undeva există o sursă de cules, care oferă nectar, mană sau polen. Poate fi vorba, de asemenea, despre o sursă de apă sau despre un loc de stabilire definitivă a unui roi;

2) care sunt speciile cercetate (care oferă hrana), prin intermediul mirosului împrumutat de corpul albinei care dansează în timpul cercetării speciilor în cauză;

3) profitabilitatea sursei de hrană descoperite, prin gradul de animare a dansului. Cu cât sursa este mai profitabilă, cu atât dansul este mai animat, adică el este repetat de mai multe ori, iar mișcările de balansare ale corpului albinei sunt mai ample. Dacă dansul anunță un loc de stabilire a roiului (loc de cuibărit), atunci gradul său de animare indică cât de bun este locul găsit.

În timp ce dansul circular nu oferă nici un fel de informații despre direcția în care se află sursa de hrană sau de apă descoperită, dansul balansat conține informații precise referitoare la localizarea sursei, adică el codifică atât direcția în care trebuie căutată sursa anunțată, cât și distanța care trebuie parcursă până la aceasta.

5.1. Dansul circular

Dansul circular (figura 11), studiat de Karl von Frisch începând cu anul 1919, constă în parcurgerea de către albina cercetașă care a descoperit o nouă sursă de hrană (nectar, mană sau polen) sau de apă, la întoarcerea în stup, a unui cerc pe faguri, acesta fiind descris de câteva ori într-un sens, apoi de câteva ori în sensul opus, ș.a.m.d. În unele cazuri, dansul circular se poate reduce la parcurgerea a numai câteva circumferințe (eventual la numai două, una descrisă într-un sens, cealaltă în sensul opus); în alte cazuri, albina poate parcurge zeci de circumferințe. În acest ultim caz, dansul poate să dureze minute întregi.

15

Figura 11. Albină executând un dans circular.

De obicei, schimbările de sens ale dansului circular - schimbări care sunt bruște - apar după parcurgerea unuia sau a două cercuri complete, dar aceasta nu este o regulă: în unele cazuri, albina se oprește și își schimbă sensul de parcurgere a cercului după ce a parcurs doar o jumătate sau trei-pătrimi din acesta.

Raza cercului descris de către albina dansatoare este sub un centimetru. De obicei, albina dansatoare execută un cerc atât de mic încât acesta închide în interiorul său o singură celulă (albina parcurgând cele 6 celule adiacente). În cazul în care cercul descris este reluat de multe ori, centrul acestuia nu rămâne fix, ci el își schimbă poziția în timp.

De îndată ce o albină începe să execute dansul circular, o escortă formată din 2-6 albine începe să o urmeze pas cu pas (figura 12). Ca urmare, albinele din escortă parcurg și ele cercuri, cu schimbări de sens, întocmai ca albina care execută dansul circular. În toată această urmărire a albinei care execută dansul circular, albinele din escortă stau cu capul îndreptat spre albina dansatoare, având antenele într-o permanentă mișcare. Întrucât pe antenele albinelor se află senzorii mirosului, putem să presupunem că albinele din escortă se informează asupra mirosului sursei de hrană descoperite, miros impregnat în corpul albinei dansatoare. (Dacă albina care dansează a descoperit o sursă de polen, atunci albinele care urmăresc dansul iau act de mirosul polenului din coșulețe, fapt dovedit de către Karl von Frisch pritr-un experiment elegant).

16

Figura 12. Trei albine culegătoare (partea inferioară a figurii) urmăresc cu atenție dansul circular executat de o albină.

Albinele care le escortează pe cele care dansează se reînnoiesc mereu și mereu. (În mod similar, albinele care alcătuiesc escorta mătcii sunt mereu altele.)

Dansul circular este uneori întrerupt; în timpul pauzelor, albina care dansează distribuie picături de nectar regurgitat albinelor care urmăresc dansul.

Karl von Frisch a arătat experimental că: 1) dansul circular este executat atunci când sursa de hrană descoperită se află în apropierea stupului, la mai puțin de 25 de metri distanță față de acesta. (Pentru distanțe mai mari, dansul circular este înlocuit cu alte forme de dans). Limita menționată de 25 de metri este orientativă, aceasta diferind în general de la un individ la altul, de la o rasă la alta, de la o specie de albine la alta. 2) dansul circular nu conține nici o indicație asupra poziției sursei de hrană față de stup, mai exact nu oferă albinelor nici o informație asupra direcției în care trebuie căutată sursa. În plus, dansul circular nu conține nici o informație asupra altitudinii la care se află sursa de hrană sau apă.

Pentru albinele culegătoare care asistă la dansul circular, semnificațiaacestuia din urmă este următoarea: “în jurul stupului, la o distanță mai mică de 25 de metri, se află o sursă de hrană”. Altfel spus, prin dansul circular albina dansatoare le informează pe culegătoarele care o asistă că a apărut o sursă de hrană în vecinătatea stupului, fără a le comunica direcția de căutare.

După urmărirea dansului, albinele culegătoare din escortă vor ieși afară din stup și vor survola întreaga zonă din jurul acestuia, din cercul cu raza de 25 m, pentru a găsi sursa de hrană semnalizată. În această operațiune de detectare, albinele se vor ghida și după mirosul albinei care a efectuat dansul circular, miros preluat din florile cercetate de către aceasta.

17

În rândurile precedente, am presupus că albina care dansează este o cercetașă care a descoperit o nouă sursă de hrană. Am văzut că aceasta se întoarce acasă și începe să execute un dans circular pe faguri, dans care mobilizează o serie de albine culegătoare, albine care ies din stup și încep să caute sursa de hrană semnalizată. După ce o găsesc și după ce își încarcă gușile, respectiv coșulețele de polen (după cum este vorba despre un cules de nectar sau mană, respectiv de polen), aceste albine culegătoare se întorc în stup unde, la rândul lor, execută dansuri pe faguri, mobilizând astfel la cules un număr din ce în ce mai mare de albine ale coloniei. În acest mod, numărul albinelor care culeg din sursa semnalizată inițial de albina cercetașă crește rapid, ceea ce explică eficiența cu care se mobilizează la lucru o colonie de albine.

În localizarea sursei de hrană semnalizate prin dansul circular (care, după cum am spus, nu conține informații referitoare la direcția în care trebuie căutată hrana), un rol important îl are comportarea albinelor culegătoare atunci când se întorc la sursa de hrană pe care o cunosc deja. Ajunse în vecinătatea acesteia, ele se învârt în mod repetat în jurul ei, etalându-și glanda lui Nasonov, ai cărei feromoni acționează ca atractanți pentru albinele aflate în căutare. În felul acesta, albinele culegătoare recrutate prin dans sunt ajutate în depistarea cu precizie și rapidă a locului în care se găsește hrana.

Profitabilitatea sursei de cules indicate prin dans este codificată în gradul de animare al acestuia. O cercetașă care a descoperit o nouă sursă de hrană care însă oferă puțin nectar, de exemplu, se va întoarce în stup și va executa un dans anemic, care se va termina după câteva cicluri. Dimpotrivă, dacă sursa de nectar descoperită este bogată, albina se întoarce și execută un dans foarte animat, compus din multe cicluri, dans reluat mereu și mereu în diferite alte locuri ale fagurelui; albina se comportă acum de parcă ar vrea să își convingă cât mai repede surorile de cât de bună este sursa de nectar descoperită.

Rămâne să mai semnalăm un aspect important al dansului. Să admitem că un grup de albine culege dintr-o anumită sursă, care poate fi, de exemplu, un geam de ceas de mână umplut cu sirop de zahăr. Să admitem că albinele grupului culeg de mai mult timp din acest dispozitiv (reumplut de mai multe ori), ele fiind acum deja obișnuite. Să admitem acum că siropul a fost terminat și că geamul de ceas nu mai este reumplut. Cum se vor comporta albinele?

Experimentând cu o sursă de sirop de zahăr al cărei conținut putea fi îndepărtat după voie, von Frisch a ajuns la următoarele concluzii. Începând din momentul în care hrana se termină, albinele grupului care culegea din aceasta (albine marcate cu un punct pe torace) execută zboruri de recunoaștere spre locul de hrănire, la început dese, apoi din ce în ce mai rare.

18

Cu timpul, albinele culegătoare marcate se văd stând liniștite pe fagurii stupului de observație, retrase în locurile mai puțin aglomerate. Din când în când, câte una dintre aceste albine iese din stup și cercetează din nou locul unde se găsea în mod obișnuit siropul de zahăr; apoi ea se întoarce în stup, unde se deplasează placidă într-un loc mai puțin aglomerat, unde va sta liniștită. Situația se schimbă radical atunci când o albină culegătoare (marcată), revenind la locul în care se afla de obicei hrană, găsește din nou sirop de zahăr. Atunci ea se așează, își umple gușa, apoi zboară spre stup, se deplasează vioi pe fagure și începe să execute dansul circular. Albinele culegătoare marcate, de îndată ce văd dansul colegei lor de grup (pe care o depistează prin miros), își perie corpul și antenele și apoi ies în zbor, deplasându-se către vechiul loc în care găseau sirop.

Având în vedere că majoritatea speciilor florale oferă nectar, respectiv polen, numai în anumite intervale orare ale zilei (fiecare specie având asociat intervalul ei de timp), comportamentul amintit mai înainte se dovedește a conferi o înaltă eficiență coloniei de albine; de îndată ce o specie florală de pe care culeg albinele unui grup G își încetează secreția (sau secretă în cantități atât de mici încât culesul devine neeconomic) albinele grupului G se întorc acasă și stau liniștite pe faguri, așteptând semnalul reînceperii culesului, semnal care va fi dat la momentul oportun prin dans de către una dintre albinele grupului care fac, din când în când, zboruri de recunoaștere la vechiul loc de recoltare a hranei. În acest mod, colonia face o mare economie de energie, zborurile inutile - care consumă multă hrană - fiind eliminate.

La un moment de timp dat, albinele culegătoare ale unei colonii sunt împărțite în mai multe grupuri, G, H, I, J, ..., fiecare grup culegând dintr-o altă sursă: albinele grupului G culeg din florile speciei g, albinele grupului Hculeg din florile speciei h, etc. Fiecare grup este activ în intervalul orar în care specia cercetată oferă nectar (sau polen). De exemplu, dacă specia gsecretă nectar între orele 8 și 11 dimineața, atunci albinele grupului G vor fi active în acest interval orar, adică vor merge la cules nectar, în restul timpului ele stând liniștite acasă, retrase în locurile de pe faguri mai puțin aglomerate. În încheiere, mai facem mențiunea că albinele culegătoare ale unui grup Gcare culeg în mod obișnuit de pe o specie (sursă) g, pot să culeagă în intervalul de timp în care aceasta este inactivă de pe o altă sursă, h, alăturându-se astfel grupului de culegătoare H, etc.

19

5.2. Dansul în formă de opt (dansul balansat)

5.2.1. Caracteristici generale

Am văzut mai înainte că dansul circular, executat de albine atunci când găsesc o sursă de hrană în vecinătatea stupului (la mai puțin de 25 de metri distanță față de acesta) nu indică direcția în care trebuie căutată sursa de hrană. Spre deosebire de dansul circular, dansul în forma cifrei opt, numit și dans balansat, mai elaborat decât cel circular, indică precis atât direcția în care se află noua sursa de hrană descoperită, cât și distanța la care se află aceasta față de stup. Albinele execută dansuri balansate atunci când sursa de hrană descoperită este situată la distanțe mai mari de 100 de metri față de stup.

Albina care a descoperit o nouă sursă de hrană, sursă aflată la o distanță mai mare de 100 de metri față de stup, se întoarce și descrie mergând pe fagurii acestuia o figură geometrică având forma aproximativă a cifrei 8. Acest opt poate fi înclinat cu un unghi oarecare față de poziția sa uzuală; de exemplu, poate fi un opt culcat, un opt înclinat cu 45 de grade față de poziția uzuală, un opt înclinat cu 10 grade față de poziția uzuală, etc. (figura 13).

După cum vom vedea mai jos, înclinarea laturii mediane a figurii geometrice în formă de opt față de verticală codifică direcția în care trebuie căutată sursa de hrană.

Dansul începe prin parcurgerea laturii mediane a figurii în formă de opt; apoi este parcursă una dintre buclele optului, albina revenind în punctul inițial. Albina reia acum (în același sens) parcurgerea laturii mediane, la sfârșitul acesteia începând să parcurgă cealaltă buclă a optului, pe care se întoarce în punctul inițial. Aceste mișcări sunt reluate mereu și mereu, latura mediană fiind întotdeauna parcursă într-un același sens, iar buclele optului fiind parcurse în mod alternativ (de exemplu, mai întâi bucla stângă, apoi cea dreaptă, apoi din nou cea stângă, apoi cea dreaptă, ș.a.m.d.). Ca și în cazul dansului circular, albinele culegătoare stau cu capul îndreptat spre albina care dansează, mișcându-și în permanență antenele, formând astfel o audiență, o escortă care urmărește cu atenție toate mișcările dansatoarei.

20

a) b)

c)

Verticala

VerticalaVerticala

45°

Figura 13. Dansuri în forma cifrei 8. Latura mediană a figurii geometrice descrise poate să facă diferite unghiuri cu verticala. În figură: 90 de grade în cazul a, 0 grade în cazul b, respectiv 45 de grade în cazul c.

În timp ce parcurge latura mediană a figurii în formă de 8, albina își

balansează rapid abdomenul spre dreapta și stânga6, de unde denumirea de dans balansat dată dansului în formă de 8. Dacă am fixa un punct pe abdomenul albinei și dacă l-am urmări în timpul parcurgerii segmentului median de către albină atunci traiectoria acestui punct ar apărea ca fiind sinuoasă, după cum se poate observa în figura 14. După von Frisch, balansul abdomenului este repetat de 13-15 ori pe secundă.

De asemenea, în timpul parcurgerii laturii mediane a figurii în formă de opt, albina care dansează emite o serie de sunete (bâzâituri), care pot fi auzite cu ajutorul unui tub de plastic, având un o extremitate introdusă în ureche și cealaltă amplastă deasupra toracelui dansatoarei, la o distanță de un centimetru. Modelul după care are loc emisia sunetelor este următorul: albina emite un bâzâit care ține 15 milisecunde, urmează o pauză tot atât de lungă, apoi din nou un bâzâit de 15 milisecunde, din nou o pauză de 15 milisecunde,

6. De fapt albina își balansează întregul corp, dar oscilațiile sunt mai puțin ample în zona capului și foarte ample la extremitatea distală a abdomenului.

21

ș.a.m.d. Emisia de sunete are loc doar în timpul parcurgerii laturii mediane a figurii în formă de opt, nu și în timpul parcurgerii buclelor.

A

B

Verticala

U

V

α

Figura 14. Dansul balansat (dansul în formă de opt) al albinelor. Pe latura mediană AB a figurii descrise, asemănătoare unei cifre opt, albina își balansează spre dreapta și spre stânga abdomenul, fapt care face ca un punct fixat al abdomenului ei să descrie curba sinuoasă din figură. Albina descrie mai întâi segmentul AB median al optului, balansându-și abdomenul, după care revine în punctul inițial A pe bucla BUA. Apoi reia segmentul median AB, balansându-și abdomenul, și, după ce ajunge în punctul B, se întoarce în punctul inițial A pe bucla BVA, ș.a.m.d. Figura în formă de opt este astfel reluată mereu și mereu, buclele optului fiind parcurse în mod alternativ. Segmentul median este parcurs mereu într-un același sens.

Un dans în formă de opt de durată este întrerupt o dată sau de mai multe ori; în timpul pauzelor, albina care dansează distribuie picături de nectar regurgitat albinelor care urmăresc dansul. Cu ajutorul unor înregistrări microfonice, s-a constatat că, uneori, una dintre albinele care urmăresc dansul emite o bâzâitură ascuțită (un fel de țipăt), simultan cu îndepărtarea în V a aripilor sale, fapt care are ca efect oprirea (“înghețarea”) imediată a dansatoarei și a albinelor care o urmăresc de aproape; după oprire, albina care a emis sunetul se apropie de dansatoare și primește o picătură de nectar regurgitat. Cu o mare probabilitate, bâzâitura emisă de albina din suită cu aripile îndepărtate în forma literei V poate fi privită ca o cerere a unei mostre de nectar adresată dansatoarei.

22

Experimentând cu diferite poziții ale sursei de hrană față de stupul de observație, marcând albinele care vizitau sursa de hrană folosită cu un punct de vopsea aplicată pe torace și observând cu atenție dansul acestor albine la întoarcerea lor în stup, Karl von Frisch a ajuns la concluziile următoare:

1) Direcția în care se află sursa de hrană este codificată în poziția laturii mediane a dansului în formă de 8 față de verticală: mai exact, unghiul dintre latura mediană a optului și verticală este egal cu unghiul dintre dreapta stup-soare și dreapta stup-sursă de hrană (admițând că privim de undeva de foarte sus, de deasupra stupului). Când spunem dreapta stup-sursă de hrană subînțelegem dreapta determinată de poziția stupului și cea a sursei de hrană, ambele identificate cu simple puncte geometrice.

2) Distanța față de stup a sursei de hrană este codificată în tempoul dansului, adică în numărul de bucle complete executate în unitatea de timp: cu cât numărul de bucle complete executate în unitatea de timp este mai mare (deci cu cât dansul este mai rapid, mai alert), cu atât distanța care trebuie parcursă până la hrană este mai mică. Prin buclă completă trebuie să înțelegem nu parcurgerea întregului opt, ci numai a unei jumătăți a sale (porțiunea mediană plus o buclă). În figura precedentă, o buclă completă este, de exemplu, circuitul ABUA; un alt exemplu de buclă completă este ABVA.

Pentru albinele culegătoare care asistă la dansul în formă de opt, semnificația acestuia este următoarea: zburați în direcția α față de soare, parcurgând distanța cutare; acolo veți găsi sursa de hrană semnalizată prin dans (aici α reprezintă unghiul făcut de latura mediană figurii în formă de opt descrise cu verticala). Albinele care escortează albina dansatoare au capacitatea de a “citi” cu precizie unghiul α făcut de latura mediană a optului cu verticala; ele vor urma, în zborul lor, o traiectorie care face unghiul α citit din dans față de direcția soarelui. Din tempoul dansului albinele din escortă evaluează cu precizie distanța până la sursa de hrană.

Astfel, prin decodificarea dansului în formă de opt, albinele care asistă la dans sunt îndrumate, mai exact trimise, cu precizie către sursa de hrană semnalizată. După ce își perie corpul și antenele, albinele culegătoare care au asistat la dans ies din stup și se îndreaptă neîntârziat spre sursa de hrană anunțată.

Ca și în cazul dansului circular, la întoarcerea la sursa de hrană albinele care au executat dansul balansat descriu câteva cercuri în jurul acesteia, etalând glanda lui Nasonov, ai cărei feromoni exercită o acțiune atractantăasupra albinelor. În acest mod, albinele recrutate prin dans sunt ajutate în reperarea sursei de hrană anunțate prin dans; mai exact, ajunse destul de aproape de aceasta, ele sunt ajutate prin feromonii glandei Nasonov să o repereze imediat, cu precizie.

23

Codificarea cu exactitate a locului în care se află sursa de hrană sau de apă (sau locul de stabilire a roiului) reprezintă, după Karl von Frisch, “orealizare care nu are egal în întreaga lume animală”.

Profitabilitatea sursei de cules indicate prin dans este anunțată prin gradul de animare al acestuia. O cercetașă care a descoperit o nouă sursă de hrană care însă oferă puțin nectar, de exemplu, se va întoarce în stup și va executa un dans anemic, care se va termina după câteva cicluri. Dimpotrivă, dacă sursa de nectar descoperită este bogată, albina se întoarce și execută un dans foarte animat, compus din multe cicluri, dans reluat mereu și mereu în diferite alte locuri ale fagurelui; albina se comportă acum de parcă ar vrea să își convingă cât mai repede surorile de cât de bună este sursa de hrană descoperită.

Albinele recrutate prin dansul balansat de către albinele cercetașe pleacă în căutarea sursei de hrană anunțate. După găsirea acesteia, ele se întorc în stup și execută, la rândul lor, dansuri prin care recrutează noi și noi culegătoare. În acest fel, colonia se mobilizează cu o mare eficiență, profitând fără întârziere de o nouă sursă de cules.

5.2.2. Codificarea direcției în dansul balansat

Experimentând cu diferite poziții ale sursei de hrană, Karl von Frisch a observat că toate albinele care vizitau o aceeași sursă cunoscută păstrau o aceeași direcție în timp ce parcurgeau segmentul median al dansului balansat în formă de opt. Alte albine, care vizitau diferite alte surse, parcurgeau segmentul median al optului descris de ele în alte diferite direcții. În modul acesta, Karl von Frisch a intuit că albinele codifică direcția în care se găsește sursa de hrană în direcția pe care o are latura mediană a optului descris. Prin numeroase experimente, von Frisch a demonstrat apoi, în jurul anului 1945, ceea ce i-au sugerat observațiile și experimentele sale inițiale.

Relația dintre direcția în care trebuie căutată sursa de hrană și poziționarea laturii mediane a dansului în formă de opt față de verticală este ilustrată în figurile 15 - 18, unde sunt considerate diferite situații posibile de situare a sursei de hrană, notată cu H, față de stup, reprezentat prin S. Astfel, este posibil ca sursa de hrană să se afle la stânga sau la dreapta soarelui, privind dinspre stup, iar unghiul α dintre direcția sursei de hrană și cea a soarelui poate fi atât ascuțit, cât și obtuz. Atât sursa de hrană (H), cât și stupul (S) și soarele (desemnat prin L) sunt asimilate cu simple puncte geometrice, iar pozițiile lor relative sunt date așa cum ar apărea dacă am privi de la o înălțime foarte mare de deasupra stupului.

24

Analizând figurile amintite se observă că unghiul pe care îl face dreapta SH (adică dreapta determinată de stup și sursa de hrană) cu direcția soarelui (adică cu dreapta SL, determinată de stup (S) și soare (L)) este tocmai unghiul dintre latura mediană a optului descris prin dans și verticală. În afirmația precedentă, trebuie subînțeles că observatorul se află pe verticala stupului, deasupra acestuia și la o mare distanță față de el.

Din figurile date se observă că poziția soarelui este reprezentată de către albine prin direcția verticalei, cu sensul îndreptat în sus. Unghiul dintre direcția sursei de hrană și cea a soarelui (unghiul HSL) - unghi care dă direcția sursei de hrană - este transpus prin dans în poziția laturii mediane a optului față de verticală, mai exact în unghiul acesteia față de verticală. Dacă reprezentăm latura mediană printr-un segment orientat (vector) - sensul fiind dat de acela în care este parcurs de către albina dansatoare - , atunci unghiul dintre direcția sursei de hrană și cea a soarelui (unghiul HSL din figuri, unde H reprezintă sursa de hrană, S stupul, iar L soarele) este egal cu unghiul dintre latura mediană a optului descris și verticala orientată, cu următoarea precizare suplimentară: atunci când sursa de hrană se află la stânga față de soare, latura mediană a optului este situată la stânga verticalei, iar atunci când sursa de hrană este situată la dreapta soarelui, segmentul median se află la stânga verticalei.

Urmărind dansul în formă de opt, albinele pot “citi” din acesta unghiul pe care îl face latura mediană a optului cu verticala; de asemenea, ele observă dacă această latură mediană este poziționată la dreapta sau la stânga față de verticală. Ca urmare, albinele culegătoare care au asistat la dansul unei colege vor ieși din stup și vor zbura astfel încât direcția traiectoriei lor să facă unghiul citit din dans cu direcția soarelui; altfel spus, ele se vor poziționa față de soare astfel încât axa longitudinală a corpului lor să facă unghiul α cu

direcția soarelui, unde unghiul α este unghiul citit din dans, adică unghiul dintre latura mediană a dansului și verticală. Ele se vor poziționa având soarele la stânga dacă latura mediană a dansului era situată la dreapta verticalei; și se vor poziționa având soarele la dreapta dacă latura mediană era situată în stânga verticalei. Cu alte cuvinte, traiectoria lor va fi la stânga soarelui dacă latura mediană a dansului era situată la stânga verticalei, și va fi situată la dreapta soarelui dacă latura mediană a dansului era situată la dreapta verticalei.

25

α

α

Soare (L)

hrană (H)

Stup (S)

Urdiniș

a) b)

Fagure

Ramă

Verticala

Conturuldescris dealbina caredansează A

B

V

U

c)A

BB

VA

A

B B

U

A

vertical

Sursa de

Figura 15. Dansul în formă de opt al albinelor. a) Poziția sursei de hrană (H) față de stupul S (privire de sus, de deasupra stupului). b) Dansul în forma literei opt pe care îl execută pe faguri albinele cercetașe care au descoperit sursa de hrană H. Prin acest dans, cercetașa comunică albinelor din stup pozițiaacesteia față de stup și distanța până la aceasta. c) Modul în care este parcurs conturul în formă de opt de la punctul precedent: mai întâi segmentul median AB, apoi curba BVA, din nou segmentul AB, apoi curba BUA, după care întreaga figură este reluată de mai multe ori. După ce albinele care au fost informate de cercetașe de apariția unei noi surse de cules se deplasează la aceasta, ele se întorc încărcate în stup și execută și ele dansul în formă de opt. În modul acesta, din ce în ce mai multe albine culegătoare sunt mobilizate la sursa de hrană H. Acest mecanism explică în parte eficiența coloniei de albine ca organism supraindividual.

26

α

Soare (L)

Sursă de hrană (H)

Stup (S)

Urdiniș

a) b)

Fagure

Ramă

Verticala

Conturuldescris dealbina caredansează

A

B

U

V

c)

A

B

UA

A

B B

V

A

B

α

vertical

Figura 16. Dansul în formă de opt al albinelor. a) Sursa de

hrană (H) este situată la stânga față de soare, unghiul α dintre direcția soarelui și cea a sursei de hrană fiind obtuz (privire de sus, de deasupra stupului). b) Figura geometrică în formă de opt descrisă prin dans de către albinele care vizitează sursa H. c) Modul în care este descrisă figura în formă de opt: mai întâi latura mediană AB, apoi curba BUA, apoi din nou segmentul median AB, după care albina se întoarce în punctul inițial A pe curba BVA, reluând apoi în mod repetat întreaga figură.

27

α

Soare (L)

hrană (H)

Stup (S)

Urdiniș

a) b)

Fagure

Ramă

Verticala

Conturuldescris dealbina caredansează A

V

U

c)A

B

V

A

B

A A

U

BB

α

B

Sursa de

vertical

Figura 17. Dansul în formă de opt al albinelor. a) Sursa de hrană este situată la dreapta soarelui (privire de sus, de deasupra stupului). b) Figura geometrică în formă de opt pe care o descrie albina care semnalizează prezența sursei de hrană. c) Modul în care este descrisă figura geometrică în formă de opt: mai întâi latura mediană AB, apoi curba BVA, apoi din nou segmentul AB, apoi curba BUA, ș.a.m.d.

28

α

Soare (L)

Sursă de hrană (H)

Stup (S)

Urdiniș

a) b)

Fagure

Ramă

Verticala

Conturuldescris dealbina caredansează B

A

V

U

α

c)

B

A A

V

B B

A AU

B

vertical

Figura 18. Dansul în formă de opt al albinelor. a) Sursa de hrană, H, este situată la dreapta soarelui (privire de sus, de deasupra stupului). b) Figura geometrică în formă de opt pe care o descrie albina care semnalizează prezența sursei de hrană. c) Modul în care este descrisă figura geometrică în formă de opt: mai întâi latura mediană AB, apoi curba BVA, apoi din nou segmentul AB, apoi curba BUA, ș.a.m.d.

29

Am indicat mai sus modul cum indică albinele direcția în care trebuie căutată sursa de hrană, folosind un limbaj geometric simplificat, dar - în același timp - și întrucâtva imprecis. Pentru a formula în mod exact caracteristicile direcționale ale dansului în formă de opt, trebuie să apelăm la cunoștințe de geometrie în spațiu, de altfel elementare.

Pentru cititorul familiarizat cu cunoștinte elementare de matematică, unghiul făcut de brațul median al figurii în formă de opt descrise prin dans - braț considerat a fi un vector, sensul acestuia coincizând cu sensul în care se deplasează pe el albina dansatoare - cu verticala ramei (considerată a fi orientată în sus) este egal cu unghiul H1SL1 (unghiul α din figura 19), unde

H1 reprezintă proiecția ortogonală a sursei de hrană H pe planul orizontal σ

al locului în care este situat stupul S, iar L1 proiecția ortogonală a soarelui L

pe același plan.

Planul orizontal al stupului

S

L

H

L1

αH1

σS = poziția stupului L = poziția Soarelui

H = poziția sursei de hrană

Verticala

H1= proiecția ortogonală a lui H pe planul orizontal σ

L1= proiecția ortogonală a lui L pe planul orizontal σ LL1⊥σ( )

HH1⊥σ( )

Figura 19. Unghiul pe care îl face latura mediană a figurii în formă de opt descrise în timpul dansului balansat cu verticala este egal cu unghiul diedru dintre planul vertical care conține stupul și soarele (planul SLL1) și, respectiv, planul vertical care conține stupul și sursa de hrană (planul SHH1).

30

Dacă sursa de hrană se află la dreapta soarelui - adică dacă planul vertical al sursei de hrană (SHH1) se află la dreapta planului vertical al soarelui (SLL1), considerând că observatorul se află în poziția stupului, adică în punctul S - atunci brațul median al optului va fi situat la dreapta verticalei fagurelui pe care are loc dansul; iar dacă sursa de hrană se află la stânga soarelui, atunci brațul median al dansului balansat va fi situat la stânga verticalei.

Soarele este deci folosit de către albine ca un fel de busolă: planul vertical în care se află soarele este considerat ca plan de referință față de care sunt socotite unghiurile (azimuturile). Ochii compuși ai albinei sunt astfel construiți încât ei pot detecta cu precizie azimuturile.

5.2.3. Codificarea distanței în dansul balansat

După cum am menționat deja, distanța de la stup la sursa de hrană semnalizată prin dansul balansat este codificată în tempoul dansului. Cu cât distanța este mai mică, cu atât numărul de bucle complete executate în unitatea de timp este mai mare; cu cât distanța este mai mare, cu atât numărul de bucle complete executate în unitatea de timp este mai mic. Prin buclă completă sau circuit (complet) trebuie înțeles segmentul median al optului descris plus una dintre curbele pe care albina se întoarce în punctul inițial.

Amplasând sursa de sirop de zahăr la diferite distanțe față de stup și urmărind cu atenție pentru fiecare dintre acestea tempoul dansului executat de albinele care o frecventau (albine care erau marcate cu un punct de vopsea pe torace), Karl von Frisch a obținut curba care dă legătura dintre distanța de la stup până la sursa de hrană și tempoul dansului, curbă reprodusă în figura 20.

Inițial, von Frisch a obținut curba pentru distanțe destul de mici, de până la 3 km față de stupul de observație. Într-un experiment efectuat de von Frisch în anul 1945, la 2700 m față de stup sursa de sirop era vizitată de 17 albine; la distanța de 3 000 km sursa de sirop mai era vizitată doar de 2 albine, astfel că savantul a considerat că nu are rost o îndepărtare suplimentară a sursei de hrană. Alți cercetători (Knaff și Lindauer), lucrând cu grupuri mai mari de albine, au reușit să le atragă la distanțe de 11 km față de stup, prin îndepărtarea succesivă în pași mici a sursei de sirop. Ultimele dansuri au apărut la distanța de 11 km, iar aceste dansuri se reduceau la un singur segment balansat; din grupul inițial numeros al albinelor care vizitau sursa de sirop numai două au ajuns la distanța de 12 km, iar acestea nu mai executau dansuri. În trasarea curbei din figură, von Frisch a folosit datele sale și pe cele ale cercetătorilor amintiți.

În graficul din figură, pe orizontală este reprezentată distanța de la stupul de observație până la sursa de hrană, iar pe verticală tempoul dansului,

31

adică numărul de bucle complete efectuate într-un interval de timp egal cu 15 secunde, mai exact media aritmetică a tempourilor, efectuată pe mai multe dansuri analizate. Este necesar să se facă o medie, pentru că există diferențe de tempou de la o albină la alta; în plus, o aceeași albină execută adesea dansul cu variații ale tempoului.

Curba obținută de Karl von Frisch ne permite depistarea distanței până la o sursă de hrană semnalizată prin dans. De exemplu, unui tempou al dansului de 3.5 circuite/15 secunde îi corespunde o distanță de aproximativ 2 km.

Distanța până la sursa de hrană, în metri

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

500

Tem

poul

dan

sulu

i (n

umăr

ul d

e ci

rcui

te e

fect

uate

în 1

5 se

cund

e)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Figura 20. Dependența tempoului dansului de distanța până la sursa de hrană (după Karl von Frisch).

Diferite experimente realizate cu albine pe al căror torace a fost lipită o mică greutate de plumb, sau o piesă din aluminiu care avea rolul de a mări substanțial rezistența la înaintare în timpul zborului, au arătat că albinele astfel încărcate semnalizau o distanță până la sursa de hrană mai mare decât cea pe care o semnalizau surorile lor, care frecventau aceeași sursă de sirop. De asemenea, s-a observat că dacă în timpul zborului spre sursa de sirop bătea vântul din direcția opusă atunci albinele semnalizau o distanță mai mare decât cea obișnuită; dimpotrivă, atunci când pe drumul spre sursa de hrană vântul bătea din spate, albinele semnalizau la întoarcere o distanță mai mică decât cea normală. Toate aceste observații și experimente au arătat că albinele nu exprimă distanța până la sursa de hrană descoperită în metri, ci în energia cheltuită, în cât de greu se poate ajunge la ea. Această concluzie a

32

fost confirmată și de experimente făcute cu albine cu aripile parțial retezate, precum și de experimente în care albinele erau silite să ajungă la sursa de hrană mergând, fără a putea să își ia zborul (în acest ultim caz, albinele erau puse să străbată până la sursa de sirop un coridor de 6 mm înălțime, care excludea posibilitatea zborului. În cazul în care albinele se deplasează cu ajutorul picioarelor până la sursa de hrană, distanța începând de la care ele încep să execute dansuri în formă de opt este cu mult mai mică - sub un metru - comparativ cu cazul în care ele se pot deplasa în zbor până la aceasta).

În concluzie, albina apreciază distanța față de sursa de cules după energia folosită în timpul zborului până la aceasta. Ea exprimă această

distanță prin dansul balansat. 7

5.2.4. Completări

Sunt necesare o serie de completări, care vor duce la o înțelegere mai bună a capacităților remarcabile ale albinelor.

1) Forme intermediare de dans. Am spus în rândurile precedente că albinele execută dansuri circulare, atât timp cât sursa de hrană se află la mai puțin de 25 m distanță față de stup. Pentru distanțe mai mari de 100 de metri, dansul circular este înlocuit cu dansul balansat (numit și dans în formă de opt), care indică atât direcția în care trebuie căutată sursa de hrană, cât și distanța care trebuie parcursă până la aceasta. Pentru distanțe intermediare, situate în intervalul cuprins între 25 și100 m, albinele execută dansuri care au forme intermediare între cea circulară și cea asemănătoare unui opt, fapt observat și studiat de către Karl von Frisch.

Tranziția de la dansul circular la cel balansat este gradată, formele intermediare evoluând treptat de la cerc la figura în formă de opt. Această trecere gradată se poate face în două moduri, după cum se poate vedea în figurile 21 și 22.

Să ne referim la figura 21. Pe măsură ce distanța dintre stup și sursa de hrană crește, dansul circular capătă forma figurii infinit. Apoi, pe măsură ce distanța crește în continuare, pe cele două bucle ale figurii descrise de albina dansatoare apar două porțiuni pe care albina își balansează abdomenul, porțiuni reprezentate prin curbele sinuoase din figură. Pe măsură ce distanța crește în continuare, porțiunile pe care albina își balansează abdomenul devin mai lungi; concomitent, cele două porțiuni pe care are loc balansarea abdomenului se apropie din ce în ce mai mult una de cealaltă, până când ajung să se contopească în cadrul dansului numit mai sus dans balansat sau dans în formă de opt (partea dreaptă a figurii). După von Frisch, aceste forme tranziționale apar ca regulă la rasa carniolană (Apis mellifera carnica).

7. Lindauer M. - Date noi privind orientarea la albine, Apicultura, nr. 7, Iulie, 1967

33

danscircular

dansbalansat

forme intermediare de dans

sensul creșterii distanței

Figura 21. O posibilă formă de tranziție de la dansul circular la cel balansat (după Karl von Frisch).

În figura 22 sunt reprezentate alte forme posibile de tranziție; de data aceasta, figurile intermediare au forma aproximativă a unei secere. Karl von Frisch a observat aceste forme tranziționale la rasa italiană (Apis mellifera ligustica).

Figura 22. O altă posibilă formă de tranziție de la dansul circular la cel balansat (după Karl von Frisch).

În ambele cazuri descrise, direcția în care se găsește sursa de hrană este indicată de bisectoarea unghiului format de cele două brațe pe care are loc balansarea abdomenului, deci pe bisectoarea unghiului format de cele două porțiuni sinuoase. Se înțelege de la sine că formele din figurile precedente pot fi situate sub un unghi oarecare față de verticală, nu neapărat în pozițiile din figură. De asemenea, trebuie să precizăm că în timpul dansurilor intermediare este posibil ca albina dansatoare să nu rămână tot timpul într-un același loc al fagurelui; ca urmare, desenele reprezintă schițe simplificate ale mișcărilor reale executate de albine.

După Karl von Frisch, atât timp cât distanța de la stup până la sursa de sirop de zahăr este mai mică de 25 m, se observă cel mai adesea dansuri circulare, printre acestea putând însă fi văzute și câteva forme intermediare care indică direcția; la o distanță de 50 m, 50% dintre albine execută dansuri circulare și 50% dansuri direcționale (balansate); la o distanță de 100 m, grosul albinelor execută dansuri în formă de opt, printre acestea putându-se observa doar câteva dansuri circulare. De aceea, limitele de 25 m și respectiv 100 m trebuie privite cu totul orientativ, acestea diferind de la un individ la altul, și, în plus, de la o rasă de albine la alta, de la o specie la alta, etc. Ca exemplu, menționăm că albinele indiene, adică albinele speciei Apis indica,

34

execută dansuri care indică în mod clar direcția în care trebuie căutată hrana de îndată ce sursa de hrană este situată la mai mult de 2 m - numai doi metri! - față de stup.

2) Nu există nici o diferență între dansurile executate de albinele care aduc sirop de zahăr, nectar sau mană și cele care aduc polen. De altfel, unele dintre albine aduc atât nectar, cât și polen. De asemenea, în cazul semnalizării unei surse de apă albinele execută un dans în totul similar celui executat în cazul transportului de nectar. În afară de situațiile amintite, albinele mai execută dansuri atunci când semnalizează un loc de cuibărit, adică un nou loc de stabilire a unui roi. Dansurile executate de către albinele cercetașe pe suprafața roiului atârnat sub formă de ciorchine într-un copac sunt în totul similare celor executate pe suprafața fagurilor verticali pentru semnalizarea unei surse de nectar; prin asemenea dansuri, albinele cercetașe le comunică albinelor roiului direcția în care se află adăpostul descoperit (de exemplu, o scorbură de copac), precum și distanța până la acesta.

3) Cunoașterea mersului soarelui pe cer. O serie de observații și experimente legate de dansul balansat au arătat că albinele cunosc mersului soarelui pe cer. Altfel spus, ele sunt familiarizate cu mișcarea diurnă a soarelui.

Să presupunem că o albină a descoperit o nouă sursă de nectar, aflată la peste 100 m distanță față de stup; întoarsă în stup ea execută un dans balansat, prin care își informează suratele asupra direcției în care trebuie căutată sursa și asupra distanței până la aceasta. Direcția sursei de nectar este precizată în raport cu cea a soarelui. Or, poziția soarelui pe cer se schimbă de la un moment la altul: mergând de la est spre vest, soarele parcurge un cerc complet în 24 de ore (din punctul de vedere al unui observator fixat de pământ), adică 360 de grade în 24 de ore, sau 15 grade într-o oră. Ca urmare, unghiul dintre direcția sursei de hrană și cea a soarelui nu rămâne nemodificat în timp, ci se modifică de la un moment la altul. De exemplu, dacă inițial sursa de hrană se află la dreapta soarelui, atunci unghiul dintre direcția sursei și cea a soarelui descrește cu timpul; la un anumit moment, direcția sursei va coincide cu cea a soarelui, după care sursa va rămâne în stânga soarelui, unghiul dintre direcția sursei și cea a soarelui crescând.

S-a constatat experimental că albinele care dansează mult timp după

revenirea lor în stup (asemenea albine se numesc dansatoare maraton8) țin cont în indicarea direcției în care se află sursa de hrană de mișcarea pe cer a soarelui. Dacă la revenirea în stup, la momentul t, ele indică prin dansul lor un unghi α între direcția sursei și cea a soarelui, peste un interval de timp Δt

ele vor indica un alt unghi, α′ , egal cu noul unghi pe care îl face direcția

8. Marathon dancers, în limba engleză; Dauertanzerin, în limba germană, adică dansatoare de durată.

35

sursei de hrană cu cea a soarelui la momentul t Δt+ . Dansatoarele maraton țin deci cont în indicarea direcției de mișcarea soarelui pe cer, deși ele nu văd soarele în intervalul dintre momentele t și t Δt+ . Ele indică în permanență direcția corectă a sursei de hrană față de cea a soarelui (variabilă în raport cu un observator solidar cu Pământul), cu toate că în întunericul stupului ele nu văd soarele. Acest fapt arată că albinele sunt familiarizate cu mersul soarelui pe cer.

Observații efectuate pe dansatoare maraton care își continuă dansul în timpul nopții arată că acestea indică în permanență direcția corectă în care se află sursa de hrană, cu alte cuvinte țin cont de mișcarea pe cer a soarelui. Aceste observații arată faptul surprinzător că albinele sunt familiarizate cu poziția pe cer a soarelui în timpul nopții, poziție extrapolată probabil din mișcarea pe cer din timpul zilei.

Cele spuse mai sus arată că albinele au abilitatea de a afla cu precizie poziția pe cer a soarelui - mai exact azimutul său în raport cu un plan de referință fixat - la orice moment de timp. Numai astfel se poate explica indicarea cu precizie a poziției fixe a sursei de hrană pe care o semnalizează dansatoarele maraton, după ore întregi de la intrarea în întunericul stupului.

Experimente făcute cu diferite alte insecte și păsări arată că cunoașterea mersului soarelui pe cer este un lucru comun. La unele specii cunoașterea este înnăscută, la altele ea este învățată după un timp scurt de experiență.

4) Orientarea în timpul vântului. Albinele care execută un dans balansat indică direcția care trebuie urmată până la sursa de hrană, direcție precizată în raport cu cea a soarelui. Dacă nu bate vântul, o albină recrutată prin dans va ieși din stup și se va orienta față de soare astfel încât unghiul dintre direcția axei longitudinale a corpului ei și cea a soarelui să fie egal cu unghiul α făcut de latura mediană a dansului balansat cu verticala.

Dacă însă bate vântul, albina recrutată prin dans trebuie să se orienteze cu un unghi α′ , diferit de α , față de soare, pentru a compensa abaterea produsă de vânt. S-a constatat că albinele sunt capabile să țină cont de direcția și viteza vântului pentru a-și corecta în mod corespunzător traiectoria, în scopul atingerii țintei indicate prin dansul balansat (figura 23). Dacă adăugăm la cele spuse faptul că pe parcursul unei distanțe lungi de câțiva kilometri vântul își poate schimba atât direcția, cât și viteza, suntem nevoiți să admitem că albina are abilități navigaționale excepționale, ceea ce implică un sistem nervos foarte performant, în ciuda micimii sale. Sistemul nervos primește în permanență de la organele de simț informații referitoare la viteza vântului și direcția din care bate acesta; aceste informații sunt prelucrate rapid (“în timp util”) de către sistemul nervos, care dispune apoi comenzile necesare corectării în permanență a traiectoriei urmate, în vederea atingerii țintei dorite.

36

(H)

Soare (L)

Direcția vântului

α

Stup (S)

Sursa de hrană

α′

Figura 23. În cazul în care bate vântul, o albină recrutată prin

dansul balansat nu va zbura în direcția care face unghiul α cu

soarele (α reprezintă unghiul dintre latura mediană a dansului

balansat și verticală), ci ea va zbura în direcția α′ față de soare, demonstrând astfel că ea, albina, ține cont de direcția și viteza vântului. Albinele au deci abilitatea de a-și corecta traiectoria luând în calcul în permanență direcția din care bate vântul și viteza acestuia.

Un rol foarte important în evaluarea direcției și vitezei vântului îl au firele de păr care acoperă fațetele ochilor compuși. S-a constatat experimental că albinele cu perii de pe ochii compuși răzuiți nu mai reușesc să găsească sursa de hrană la care au fost dresate, de îndată ce viteza vântului depășește o anumită limită; aceasta în timp ce surorile lor cu perii de pe ochi integri găsesc sursa de hrană, în aceleași condiții de vânt. Când viteza vântului este mică, albinele cu perișorii de pe ochi răzuiți reușesc să găsească și ele sursa de hrană, dar cu întârziere în raport cu colegele lor care au ochii integri. În sfârșit, în condițiile unei atmosfere liniștite, albinele cu perișorii de pe ochi îndepărtați găsesc fără dificultate sursa de hrană. Asemenea experimente au fost efectuate de către Neese în anul 1965.

5) Integrarea direcției. Să presupunem că o albină cercetașă pleacă din stup - pe care să îl desemnăm prin litera S - în căutarea unei noi surse de nectar. Ajunsă undeva într-un punct A ea se așează pe diferite flori, pe care le găsește, după cercetare, ca fiind neofertante. Albina își ia zborul și ajunge într-un punct B, aici cercetează alte flori, pe care le găsește pline de nectar (figura 24). Albina cercetașă se întoarce în stup pe direcția BS și semnalizează prin dansul balansat în formă de opt că sursa de nectar se află în direcția SB. Așadar, după parcurgerea segmentelor de drum SA și ABalbina, ținând cont de poziționarea relativă a acestora, ca și de lungimile lor, este în stare să afle drumul BS pe care trebuie să se întoarcă acasă. Altfel

37

spus, albinele au abilitatea de a integra segmentele de drum parcurse, pentru a afla drumul care le va duce înapoi spre casă. Impresiile optice obținute în timpul unui ocol sunt prelucrate de către sistemul nervos și astfel este obținută linia care unește punctul inițial și cel final (fapt denumit integrare).

S

A

B

Figura 24. O albină care cercetează mai întâi flori din punctul A, apoi din punctul B, știe să se întoarcă acasă, la stupul S, pe drumul BS.

Această abilitate ne apare cu atât mai remarcabilă cu cât în căutarea unei noi surse de cules albinele cercetașe parcurg drumuri foarte lungi în comparație cu dimensiunile corpului lor, compuse din numeroase segmente, având diferite lungimi.

Capacitatea de a integra direcția este demonstrată prin experimentele de detour, adică de ocolire, efectuate de către Karl von Frisch începând cu anul 1945, experimente al căror principiu este descris în rândurile următoare.

Experimentul de ocolire al lui Karl von Frisch. Un stup de observație (S) este amplasat în vecinătatea extremității unui masiv muntos înalt, după cum se vede în figura 25; muntele este reprezentat prin regiunea hașurată. O stație de hrănire, care oferă sirop de zahăr, este deplasată în pași mici, de câțiva metri, din vecinătatea stupului din ce în ce mai departe, până când se ajunge cu ea în punctul final A. Albinele care vizitează stația plasată în punctul A sunt marcate cu câte un punct pe torace.

Urmărind dansurile executate de către albinele marcate la întoarcerea în stup, Karl von Frisch a constatat că aceste dansuri indicau direcția SA, ca și cum albinele s-ar fi deplasat spre stația de hrănire printr-un tunel care străbătea masivul muntos. Așadar, deși albinele marcate parcurgeau drumul curb SUA, ele indicau direcția SA, adică direcția aeriană formată de extremitățile curbei urmate.

38

S

BA

Masiv muntos U

Figura 25. Experimentul de detur al lui Karl von Frisch. Un stup de observație, S, este amplasat în vecinătatea extremității unui masiv muntos înalt (regiunea hașurată). O stație de hrănire, care oferă sirop de zahăr, este deplasată în pași mici, de câțiva metri, din vecinătatea stupului din ce în ce mai departe, până când se ajunge cu ea în punctul A. Albinele care vizitează stația plasată în punctul A sunt marcate cu câte un punct pe torace. Urmărind dansurile executate de către aceste albine, se constată că aceste dansuri indică direcția SA, ca și cum albinele s-ar deplasa spre stația de hrănire printr-un tunel care străbate stânca. Dacă după un timp, stația de hrănire este deplasată mai departe, în punctul B, se constată că albinele vor indica prin dansurile lor direcția SB, deși ele ajung la stația de hrănire parcurgând drumul punctat SUAB.

Dacă, după un timp, stația de hrănire este deplasată mai departe (tot în pași mici) în punctul B și dacă albinele care o vizitează sunt marcate, se constată că acestea vor indica prin dansurile lor direcția SB, deși ele ajung la stația de hrănire parcurgând drumul punctat SUAB.

Karl von Frisch și-a pus următoarea întrebare firească: ce drum vor urma albinele recrutate prin dans de către albinele care au ajuns la stația de hrănire pe drumul ocolit SUAB? Se vor deplasa ele spre sursa din punctul Burmând curba SUAB sau vor căuta un drum peste vârful muntelui?

Pentru a afla răspunsul la această întrebare, Karl von Frisch a așezat sursa de hrană din B pe un suport având un anumit miros, obținut prin picurarea câtorva picături de ulei de mentă, de exemplu, pe o hârtie de filtru. După ce albinele s-au obișnuit cu mirosul asociat hranei, adică după ce au fost dresate la mirosul de mentă, von Frisch a trecut la faza de testare. Pentru aceasta, el a amplasat o hârtie de filtru având același miros ca acela al sursei de hrană din B pe vârful muntelui, în direcția SB (mai exact, în planul vertical care conține dreapta SB) și alte câteva de-a lungul curbei SUAB; lângă

39

fiecare dintre acestea era așezat un observator, care trebuia să noteze numărul de apariții de albine. Experimentul a arătat că la hârtia de filtru așezată pe vârful masivului muntos nu și-a făcut apariția nici măcar o albină marcată; în schimb, aceasta a fost vizitată de numărul cel mai mare de albine nemarcate, adică recrutate prin dans.

În concluzie, cele mai multe dintre albinele nemarcate (grosul) ajung la hârtia de filtru de pe vârful muntelui, ceea ce arată că drumul spre care se îndreaptă ele, albinele recrutate prin dans, spre sursa de hrană semnalizată este peste munte, nu ocolind muntele; abia mai târziu albinele recrutate prin dans de către cele marcate descoperă drumul SUAB, pe care îl urmează albinele marcate.

Acest experiment demonstrează că albinele au abilitatea extraordinară de a integra drumul parcurs, adică de a afla direcția care leagă punctul inițial de cel final al unei traiectorii curbilinii pe care o parcurg.

Faptul că observatorul plasat lângă sursa de miros de pe vârful muntelui nu a văzut nici măcar o singură albină marcată venită la aceasta, faptul că el nu a văzut venind decât albine nemarcate, deci albine recrutate prin dans, constituie o dovadă suplimentară în sprijinul afirmației că albinele care asistă la dans nu sunt conduse la sursa de hrană semnalizată, ci sunt trimise la aceasta. Albinele recrutate prin dans caută sursa de hrană în mod independent, pe baza informației conținute în dans; ele nu zboară în urma dansatoarelor.

În ceea ce privește distanța, albinele marcate indică prin dansul lor lungimea drumului ocolit SUAB până la sursa de hrană din B, nu lungimea segmentului aerian de dreaptă SB.

În concluzie, atunci când parcurg un ocol, albinele semnalizează direcția determinată de punctul inițial și cel final al ocolului, și o distanță egală că lungimea drumului parcurs. Semnalizarea direcției amintite demonstrează faptul că sistemul nervos al albinelor are capacitatea remarcabilă de a sesiza lungimile diferitelor porțiuni de drum parcurse și poziționarea relativă a acestora.

6) Dansuri pe faguri orientați orizontal. În rândurile precedente, am analizat caracteristicile dansurilor executate pe fagurii orientați în mod normal, adică vertical. Se constată uneori că albinele execută dansuri (circulare sau în formă de opt) pe scândura de zbor a stupului, care este orientată orizontal. Acest fapt se întâmplă la stupii foarte populați, ale căror albine stau în număr mare pe scândura de zbor și la urdiniș.

Plecând de la această observație, în anul 1947 Karl von Frisch a amplasat stupul de observație astfel încât fagurii săi să fie orientați orizontal, pentru a putea observa și studia după voie caracteristicile dansului balansat executat într-un plan orizontal.

La prima vedere, s-ar putea crede că dispunerea orizontală a fagurilor ar putea produce o perturbare gravă a vieții coloniei de albine. În realitate,

40

dispunerea orizontală a fagurilor care, în mod normal, au o poziție verticală, pare să nu afecteze deloc viața coloniei. În anul 1947, Karl von Frisch a ținut un stup de observație în poziție orizontală timp de 14 zile, pentru a vedea ce se întâmplă; el nu a constatat nici o disfuncționalitate în viața coloniei: albinele continuau să lucreze ca și cum nimic nu s-ar fi întâmplat. În anul 1960, Chauvin a arătat că o colonie de albine continuă să se dezvolte în mod normal chiar dacă este ținută luni de zile cu fagurii orientați orizontal: depunerea pontei, colectarea de nectar și polen decurg în mod normal, pe ambele fețe ale fagurilor.

Pentru observațiile și studiile sale, Karl von Frisch amplasa stupul în poziție orizontală doar pentru perioade scurte de timp, în care se făceau efectiv observațiile.

În cazul dansului balansat executat pe un fagure orizontal, caz în care presupunem că albina dansatoare vede întreaga cupolă a cerului de

deasupra9, segmentul median al optului descris este orientat direct spre sursa de hrană vizitată de albina dansatoare (figura 26). În zborul ei de la stupul (S) la sursa de hrană (H) albina a văzut soarele la stânga ei, unghiul dintre direcția soarelui și cea a traiectoriei urmate fiind α . Ea memorează

acest unghi α și îl reproduce pe fagurele orizontal pe care descrie figura în formă de opt. Mai exact, albina parcurge latura mediană a optului astfel încât să aibă soarele la stânga ei (la fel ca în timpul zborului spre sursa de hrană) și astfel încât axa longitudinală a corpului ei să facă cu direcția Soarelui același unghi α pe care l-a făcut în timpul zborului ei spre sursa de hrană.

Așadar, în cazul dansului pe un fagure orizontal albina se poziționează pe brațul median al optului față de soare exact la fel ca în timpul zborului ei de la stup spre sursa de hrană. Nu mai este nevoie deci de nici o transpunere a unghiului α pe care l-a făcut cu soarele în timpul zborului ei pe direcția verticală, ca în cazul dansului pe faguri verticali.

7) Dimpotrivă, în cazul dansului pe un fagure vertical, albina transpune (reproduce) unghiul α pe care l-a făcut cu soarele în timpul zborului ei spre sursa de hrană în direcția verticală. Soarele este reprezentat prin verticala locului, orientată în sus, iar unghiul α este reprodus în unghiul pe care îl face brațul median al optului descris în dansul balansat față de verticală.

9. După cum se poate arăta, este suficient ca albina aflată pe un fagure orizontal să vadă doar o porțiune oarecare a cerului albastru (un “petic” de cer), nu neapărat întreagaboltă a cerului, și nu neapărat soarele. Albina are capacitatea remarcabilă de a putea deduce din vizualizarea unei porțiuni a cerului albastru poziția soarelui pe cer și, ca urmare, poate executa dansuri care indică direcția corectă a sursei de hrană. Aceste fapte au fost descoperite de către Karl von Frisch; ele implică orientarea albinelor după lumina polarizată a cerului albastru.

41

Soare (L)

Fagure orizontal

Sursăde hrană (H)

Soare (L)

Sursăde hrană (H) α

α

a)

b)

Stup (S)

Figura 26. Dansul balansat al albinei pe un fagure orientat orizontal (albina vede întreaga boltă a cerului). a) Poziția albinei față de soare în timpul zborului ei de la stupul S spre sursa de hrană H (privire de sus). Direcția în care zboară albina face unghiul α cu direcția soarelui. b) Modul în care execută albina dansul balansat la revenirea în stup, pe fagurele orientat orizontal (privire de sus). Albina dansează astfel încât pe segmentul median al optului descris ea vede soarele la stânga sa, făcând unghiul α cu direcția axei longitudinale a corpului ei. Adică, în timpul dansului, albina se poziționează față de soare exact la fel ca în timpul zborului pe care l-a făcut spre sursa de hrană, adică cu același unghi α . Ea reproduce în timpul dansului

42

condițiile în care s-a situat în timpul zborului pe care l-a efectuat spre sursa de hrană. Segmentul median al dansului în formă de opt este îndreptat (pointează) spre sursa de hrană.

Această transpunere în direcția verticală a unghiului α presupune capacitatea albinelor de a depista verticala locului. Albinele determină direcția și orientarea forței gravitaționale terestre cu ajutorul simțului lor gravitațional, implementat prin intermediul a două formațiuni anatomice plasate între cap și torace, pe de o parte, și între torace și abdomen, pe de altă parte, numite organe gravitaționale. Fiecare dintre formațiunile amintite constă, la rândul ei, din două elemente pereche.

Faptul că organele amintite sunt implicate în depistarea direcției verticalei a fost demonstrat experimental de către Lindauer și Nedel în anul 1959 în modul următor: cei doi cercetători au arătat că albinele ai căror nervi la care se conectau organele gravitaționale erau secționați nu mai putea să indice corect direcția în dansurile lor pe fagurii verticali: dansurile lor deveneau disorientate, adică segmentele mediane ale figurilor în formă de opt descrise pointau în diferite direcții arbitrare. Pe de altă parte, în cazul dansurilor executate pe faguri orizontali, unde nu este nevoie de nici o transpunere în raport cu verticala, aceleași albine indicau corect direcția în care trebuia căutată sursa de hrană vizitată.

8) În ceea ce privește tempoul dansurilor, Karl von Frisch nu a sesizat nici o diferență între cazul în care dansul este efectuat pe faguri orientați vertical și cazul în care dansul este executat pe faguri așezați orizontal. Pentru o sursă de hrană așezată la o anumită distanță față de stupul de observație, tempoul dansului este același, fie că stupul este orientat vertical, fie că este orientat orizontal.

9) Albinele care revin în stup încărcate cu polen sau nectar, mai întâi descarcă încărcătura lor, apoi încep să danseze. Nectarul adus este cel mai adesea predat albinelor tinere de pe faguri: albina culegătoare regurgitează picătura de nectar, iar albinele tinere o preiau cu trompa. După aceea, albinele tinere împrăștie nectarul proaspăt pe o suprafață cât mai mare (în cât mai multe celule), ceea ce mărește considerabil viteza de evaporare a apei din nectar.

43

6. Orientarea albinelor

În ciuda unui creier de dimensiuni foarte mici, cât o gămălie de ac, albinele sunt în stare să se orienteze cu precizie în timp și spațiu. O albină cercetașă poate ajunge la 10-11 km față de stup (sau chiar mai departe), fără a se rătăci, cu toate că zborul ei este cel mai adesea sinuos, pentru că în activitatea ei de căutare ea se oprește din loc în loc pentru a cerceta diferite specii de plante. Având în vedere această constatare, se pune întrebarea următoare: cum reușesc albinele să se orienteze în zborurile lor, astfel încât să nu se rătăcească?

În orientarea în spațiu a albinelor, ca de altfel a multor alte insecte și păsări, un rol esențial îl are soarele. Pentru a naviga în spațiu, albinele folosesc astrul solar ca pe un fel de busolă: ceea ce este busola pentru navigatori este soarele pentru albine. Studiind dansul albinelor am văzut că, pentru a găsi sursa de hrană semnalizată prin dans, ele se orientează în zborurile lor cu ajutorul soarelui, adică mențin un anumit unghi față de direcția soarelui, unghi pe care îl citesc din caracteristicile dansului.

Faptul că insectele folosesc în orientarea lor soarele ca pe un reper

foarte important a fost demonstrat pentru prima dată de către Santschi10 în anul 1911. Studiind furnici care își duc viața în deșert, Santschi și-a pus următoarea întrebare: cum reușesc aceste furnici să întreprindă expediții lungi în deșert fără a se rătăci, deși în jurul lor nu există repere care să le ajute să se orienteze? Cum reușesc ele să se orienteze în peisajul monoton al

nisipului deșertului?11 Santschi a intuit că furnicile sale se orientau folosind soarele ca punct

de reper. Dacă în drumul spre sursa de hrană H furnica urmează o dreaptă care face un unghi α cu direcția soarelui, având soarele la stânga sa (figura 27), atunci la întoarcere este suficient ca furnica să urmeze tot o dreaptă, având acum soarele la dreapta și făcând cu direcția acestuia unghiul 180 α– . Procedând astfel, ele vor reveni în punctul de plecare, adică nu se vor rătăci. În figură, distanțele nu păstrează proporțiile; în cazul real, distanța LO de la soare (L) până la punctul inițial (de plecare) O este cu mult, mult mai mare în comparație cu distanța OH parcursă de furnici. La fel, distanța OH este nesemnificativă în raport cu LH. Ca urmare, unghiul γ sub care se vede segmentul OH dacă am privi din punctul L în care este situat soarele este

10. Santschi, F. - Observations et remarques critiques sur le mecanisme de l’orientation chez les fourmis (Observații și remarci critice asupra mecanismului de orientare la furnici), Rev. Suisse de Zoologie 19, 303-338 (1911)

11. Furnicile studiate de Santschi își marchează drumul cu feromoni (lasă pe nisip o dâră de feromoni, asemănătoare întrucâtva urmei pe care o lasă pe sol un melc), dar sub acțiunea razelor puternice ale soarelui feromonii se volatilizează rapid. Deci orientarea cu ajutorul dârelor de feromoni nu poate fi acceptată în acest caz.

44

extrem de mic, cu totul neglijabil. Ca urmare, unghiul γ din figură este egal

cu 180 α– β– 180 α–= .

α

O

Soare (L)

H

α

O

Soare (L)

H

β

γ γ 180 α– β 180 α–≅–=pentru că unghiul β este foarte mic

a)

b)

Figura 27. Orientarea după soare a unei furnici care trăiește în deșert. a) Furnica pleacă din punctul O și urmează o traiectorie rectilinie care face un unghi α cu direcția soarelui, soarele fiind în stânga sa (privire de sus). b) După ce ajunge în punctul H(punctul terminus), ea se întoarce și urmează un unghi egal cu 180 α– cu direcția soarelui, acesta fiind acum în dreapta ei. Procedând astfel, furnica reajunge în punctul din care a plecat, O.

45

Santschi și-a demonstrat ipoteza că furnicile sale foloseau în orientare soarele ca reper cu ajutorul unui experiment rămas celebru în istoria științei. Pentru a înțelege experimentul lui Santschi, să presupunem că o furnică urmează o traiectorie rectilinie care face unghiul α cu direcția soarelui, furnica fiind situată într-un punct A (figura 28); furnica se deplasează spre casă în direcția săgeții din figură. Să admitem că așezăm un paravan P în dreptul furnicii, astfel încât ea să nu mai vadă soarele. Pe de altă parte, cu ajutorul unei oglinzi (W), să reflectăm soarele spre furnică, din partea opusă. În modul acesta, soarele care îi apărea furnicii până acum în partea dreaptă îi apare acum, după reflexia cu ajutorul oglinzii, în stânga. Santschi a observat că, imediat după reflexie, traiectoria furnicii se modifica cu 180 de grade, adică furnica se întorcea și începea să se deplaseze pe aceeași dreaptă, dar în sensul opus.

Experimentul lui Santschi arată că furnicile se orientează în drumurile lor prin nisipul deșertului cu ajutorul soarelui. Furnica ia lumina reflectată de oglindă drept soare; ea se orientează astfel încât să aibă “soarele din oglindă” la dreapta sa și astfel încât să facă cu el același unghi α ca înainte de reflexie. Modificarea poziției soarelui cu 180 de grade a dus la modificarea traiectoriei cu același unghi.

În timpul călătoriilor nocturne, furnicile se orientează după lună, după cum se poate demonstra cu ajutorul unei oglinzi, într-un mod cu totul asemănător celui descris mai sus.

În concluzie, furnicile se orientează după soare. Dacă la plecarea din mușuroi ele fac un unghi α cu direcția soarelui, ele memorează acest unghi,

iar la întoarcere se vor deplasa urmând un unghi egal cu 180° α– față de direcția soarelui.

În jurul anului 1930, ca urmare a cercetărilor asupra orientării insectelor, a devenit clar că multe dintre acestea folosesc soarele ca punct fundamental de orientare în timpul zborurilor sau călătoriilor lor. În jurul anului 1960, devenise clar că soarele reprezintă astrul după care se orientează majoritatea animalelor.

46

A

α

Soare (L)

A

α

Soare (L)

paravan (P)

Oglind? (W)

a)

b)

Figura 28. Experimentul istoric al lui Santschi. a) O furnică se deplasează spre casă pe o traiectorie liniară, având soarele în dreapta. Unghiul dintre axa longitudinală a corpului furnicii și direcția soarelui este α (privire de sus). b) După montarea paravanului P în dreapta furnicii și reflexia razelor solare cu ajutorul oglinzii W, furnica se întoarce și începe să se deplaseze pe aceeași dreaptă, dar în sensul opus. Ca urmare a modificării poziției soarelui cu 180 de grade, traiectoria furnicii s-a modificat, de asemenea, cu 180 de grade. Prin experimentul său Santschi a demonstrat că furnicile sale se orientau cu ajutorul soarelui.

47

În cercetările sale asupra albinelor, von Frisch a completat concluziile obținute de cercetătorii de dinaintea sa. Pentru aceasta el a folosit un stup de observație așezat orizontal, deasupra căruia a montat o țeavă de burlan, cu diametrul de aproximativ 15 cm, țeavă care putea fi orientată după o direcție arbitrară a spațiului. Mai exact, țeava era prinsă de un dispozitiv ca acela reprezentat în figura 29, care permitea reglarea independentă a unghiurilor α

și θ ; unghiul α fixează azimutul, în timp ce unghiul θ înălțimea deasupra orizontului. Întregul stup de observație era acoperit cu o pânză deasă, astfel încât albinele primeau lumină numai prin gura de burlan (dansurile erau urmărite luminând fagurii cu lumină difuză).

.

O′

O

tub cilindric(bucată de burlan)

α

θA

B

C

Plan orizontal

Figura 29. Aparat care poate fi folosit pentru a demonstra că albinele se orientează după soare. Cadrul metalic AOBC se poate roti în jurul axei verticale OO′ . Un tub cilindric este fixatprintr-o articulație nereprezentată în figură de cadrul AOBC, astfel încât tubul cilindric poate fi orientat sub diferite unghiuri față de planul orizontal.

Albinele stupului de observație vizitau o sursă de sirop de zahăr, plasată la o distanță mai mare de 100 m față de stup; ca urmare, ele executau - în condițiile în care vedeau întreaga boltă a cerului - dansuri în formă de opt pe fagurii orizontali, dansuri ale căror laturi mediane indicau direcția în care trebuia căutată hrana.

Acoperind întregul stup de observație cu o pânză deasă, astfel încât albinele să primească lumină doar prin bucata de burlan, și orientând-o pe aceasta din urmă în direcția soarelui, von Frisch a arătat că dansurile

48

albinelor nu sufereau nici o modificare. Obturând apoi soarele cu un paravan și instalând în gura burlanului o lanternă, cercetătorul a observat că, de asemenea, dansurile nu sufereau nici o modificare, ele indicând în continuare direcția corectă. Din aceste prime observații, rezultă că înlocuirea luminii soarelui cu aceea a unei lanterne nu are nici un efect asupra dansurilor: albinele iau lumina lanternei ca fiind cea a soarelui, fapt numit efect de lampă. Experimentând cu diferite valori ale unghiului θ (azimutul fiind

păstrat constant, adică α fiind păstrat fix), von Frisch a observat, de asemenea, că dansurile nu sufereau nici o modificare. Von Frisch a tras concluzia că unghiul pe care îl fac razele luminoase cu planul orizontal (fie că este vorba de razele soarelui, fie că este vorba de razele emise de becul lanternei) nu afectează dansurile, acestea indicând direcția corectă în care trebuie căutată hrana. Deci înălțimea soarelui deasupra orizontului nu are nici o importanță.

Ceea ce contează, ceea ce este esențial, este azimutul soarelui (unghiul α), socotit în raport cu un plan de referință oarecare. Von Frisch a demonstrat acest lucru într-un mod convingător astfel: menținând lanterna în gura burlanului, el l-a rotit pe acesta spre dreapta (respectiv stânga), dând unghiului azimutal α diferite valori. Pentru fiecare deplasare spre dreapta

(respectiv stânga) cu un anumit unghi, să zicem δ , direcția pe care o indicau dansurile se modifica, de asemenea, rotindu-se spre dreapta (respectiv stânga) cu același unghi δ . Explicația este următoarea: în zborurile lor de la stup la sursa de hrană, albinele iau act de azimutul direcției de zbor urmate în raport soarele, mai exact în raport cu planul vertical determinat de poziția

stupului și cea a soarelui12; întoarse în stup, ele dansează pe fagurele orizontal având grijă ca direcția în care se deplasează pe segmentul median al optului descris să aibă același azimut față de soare ca în timpul zborului. Cum ele confundă lanterna cu lumina soarelui, odată cu modificarea azimutului burlanului în care este amplasată lanterna se modifică și direcția indicată de albine, pentru că acestea păstrează mereu și mereu același unghi azimutal față lanternă, luată drept soare.

Faptul că albinele se orienteză cu ajutorul soarelui a fost dovedit și cu ajutorul unor experimente cu stupi plasați în locuri în care soarele ajunge la anumite momente de timp la zenit, adică pe verticala locului. (Când soarele este la zenit, azimutul său este nedeterminat; planul vertical determinat de soare este nedeterminat). Observând dansurile orientate ale albinelor atunci când soarele este la zenit s-a observat că acestea sunt neorientate, în sensul că ele pointează în diferite direcții arbitrare. Abia când soarele se depărtează la mai mult de 3 grade față de verticală, dansurile redevin orientate.

12. Acest plan vertical este planul SLL1, unde S reprezintă poziția stupului, L poziția soarelui, iar L1 proiecția ortogonală a poziției soarelui pe planul orizontal care trece prin S.

49

În concluzie, în navigația lor prin oceanul aerian, albinele se ghidează după soare. Ochii lor compuși au capacitatea remarcabilă de a afla azimutul soarelui. În deplasarea spre o sursă de hrană, albinele mențin un anumit unghi α față de soare, unghi pe care îl memorează; altfel spus, planul vertical

al direcției lor de zbor face un anumit unghi α cu planul vertical în care se

află soarele, adică albinele zboară într-un plan care are azimutul α față de

planul vertical al soarelui. La întoarcere, ele alterează unghiul memorat α ; acum ele zboară astfel încât direcția lor de zbor față de cea a soarelui să fie 180° α– . Dacă la ducere au avut soarele în stânga, la întoarcere îl vor avea în dreapta, și viceversa. În dansurile balansate pe un fagure orizontal, albinele păstrează pe segmentul balansat același unghi azimutal față de planul vertical al soarelui (sau față de cel al unei lanterne pe care ele o confundă cu soarele) pe care l-au văzut în timpul zborului spre sursa de hrană, indicându-le astfel suratelor direcția (azimutul direcției) în care trebuie să caute hrana. Înălțimea soarelui deasupra orizontului nu are nici o importanță pentru albine; contează doar azimutul soarelui (în dansurile lor albinele indică azimutul direcției în care trebuie zburat pentru a găsi sursa de hrană, azimut precizat în raport cu planul vertical al soarelui (planul vertical în care se află stupul și soarele).

Am văzut mai sus că albinele se orientează în expedițiile lor cu ajutorul soarelui. Se pune atunci următoarea întrebare: cum se orientează albinele în timp ce cerul este înnourat, astfel încât soarele nu este vizibil? Răspunsul este următorul.

În cazul în care soarele este acoperit de o perdea nu foarte deasă de nori, astfel încât el, soarele, este invizibil pentru ochiul uman, albinele percep încă distinct poziția sa pe cer prin intermediul radiațiilor ultravioleteemise de soare, radiații care străbat perdeaua de nori și pe care albinele le percep cu mare acuitate (spre deosebire de ochiul omului, care este complet orb față de ultraviolete). Deci când cerul este înnorat, albinele continuă să se orienteze cu ajutorul soarelui, a cărui poziție pe cer o pot detecta grație vederii lor în ultraviolet. Albinele pot deci să navigheze foarte bine când cerul este înnourat, la fel ca o navă aeriană modernă, ele văzând soarele care pentru noi, oamenii, este invizibil.

Când însă norii devin foarte deși, dansurile albinelor executate pe faguri orizontali devin neorientate (în sensul că ele pointează în diferite direcții arbitrare), semn că albinele nu mai pot detecta poziția soarelui pe cer. În acest caz, albinele pot lua - în mod greșit - diferite zone mai luminoase ale cerului ca fiind poziția în care se află soarele.

Deci albinele se orientează în zborurile lor cu ajutorul soarelui, fie că acesta strălucește pe cer, fie că este ascuns după o perdea nu foarte deasă de

50

nori. Ce se întâmplă însă atunci când cerul este albastru, soarele nefiind vizibil?

Menționăm că albinele se pot orienta cu ușurință și precizie în cazul în care ele văd bolta cerului albastru, soarele fiind însă invizibil. Mai mult, ele se pot orienta atunci când văd doar o porțiune a cerului albastru; de exemplu, se pot orienta după cerul albastru în umbra unui masiv muntos. Această abilitate de orientare se datorează faptului că albinele pot să analizeze lumina polarizată a cerului, mai exact ele pot să determine planul de polarizare a luminii emise din diferitele direcții ale bolții cerești. Din modul în care se prezintă lumina polarizată (planul ei de polarizare) în diferitele puncte ale bolții cerești, albina este în stare să determine poziția soarelui pe cer, poziție după care se orientează după cum am văzut în rândurile precedente.

Am arătat mai înainte ce rol important joacă în orientarea și deci în viața albinelor astrul solar. Trebuie să menționăm că, alături de acesta, uneori albinele se ghidează după repere proeminente, cum ar fi un copac foarte înalt, o stâncă, marginea unei păduri, un drum, malul unui lac, cursul unui râu, etc. Acest fapt rezultă din experimente ale lui von Frisch care antrenau deplasarea sursei de sirop de zahăr din ce în ce mai departe față de stupul de observație. Pentru a se ajunge cu sursa se sirop într-un anumit loc (punctul terminus) aceasta era deplasată în pași mici (pe distanțe mici de câțiva metri) din ce în ce mai departe de stup, inițial ea fiind chiar în vecinătatea acestuia, pentru ca albinele să ia act cât mai repede de prezența siropului. Von Frisch a observat că atunci când se ajungea cu sursa de sirop în vecinătatea unui reper important, de exemplu în vecinătatea unui indicator rutier, de aici încolo albinele puteau fi atrase cu greu în alte poziții, ele tinzând să caute hrana cu obstinație în vecinătatea reperului amintit (se învârteau mereu și mereu în jurul acestuia, încetând să caute siropul în hrănitorul plasat ceva mai încolo).

În ceea ce privește orientarea albinelor în imediata vecinătate a locului în care este amplasat stupul, trebuie spus că aici albinele se orientează după micile detalii ale solului, firelor de iarbă, pietricelelor, etc. din vecinătatea urdinișului. Aceasta explică de ce deplasarea urdinișului stupului cu 50 cm spre dreapta sau stânga produce o mare confuzie în rândul albinelor care se întorc acasă: albinele se învârt mult timp în jurul vechiului loc, abia după un timp intrând în stup prin noua poziție a urdinișului.

51

7. Ghemul de iarnă

În timpul iernii, albinele se înghesuie unele în altele, formând o sferă (bilă), numită ghem de iernare. În spațiile dintre faguri, albinele stau lipite unele de altele; o parte dintre albine stau cu corpul introdus integral în celulele fagurilor. Având în vedere subțirimea pereților celulelor, putem considera că albinele formează efectiv o sferă.

În felul acesta, pierderea de căldură a coloniei este minimizată (și deci și consumul de miere din timpul iernii este minimizat.)

Colonia de albine se comportă deci ca și cum ar ști că, la un volum dat, suprafața exterioară a unui corp este minimă atunci când corpul ia forma unei bile. Deci colonia se comportă ca și cum ar ști o teoremă foarte importantă a matematicii (o teoremă din categoria teoremelor izoperimetrice).

ghemullbinelor

fagure

suport

52

8. Geometria fagurilor albinelor

“De mii de ani ele clãdesc fagurii aceºtia uimitori cãrora nu ai putea sã le adaugi nimic ºi nici sã le iei ceva ºi în care se unesc, într-o desãvârºitã mãsurã, ºtiinþa chimistului cu aceea a geometrului, ingeniozitatea arhitectului cu

aceea a inginerului.” (Maurice Maeterlinck - Viaþa albinelor)

Albinele sunt arhitecți remarcabili, dublați de ingineri constructori foarte subtili.

Fagurii de albine au celule (alveole) pe ambele fețe. O celulă de pe o față nu corespunde unei celule de pe fața opusă, ci unui grup de trei celule de pe fața opusă (figura 30).

Figura 30. O celulă de pe o față corespunde unui grup de celule adiacente de pe fața opusă.

Fundul unei celule este alcătuit din trei romburi egale (figura 31). În figura 32 sunt date detaliile constructive ale unei celule de albine. Aceasta provine dintr-o prismă hexagonală dreaptă, intersectată la un capăt de trei plane egal înclinate față de axa de simetrie a prismei. Aceste plane determină cele trei romburi egale care formează fundul celulei. Cele trei romburi au un vârf comun - vârful V.

53

gura celulei

fundul

Figura 31. Aspectul unei celule de albine. Fundul este alcătuit din trei romburi egale.

gura celulei

fundul celulei (alctuit din

axa de

trei romburi egale)V

A′

A

B C

D

EF

B1

C′

D1

E′

F1

simetrie aprismei

Figura 32. Celula din figura precedentă rotită cu 90 de grade.

54

Să ne imaginăm acum că punctul V ar putea lua diferite poziții pe axa

OO′ a celulei (gura ABCDEF a celulei rămânând fixă în acest proces13).

Pentru diferite poziții ale punctului V pe axa OO′ a celulei (figura 33), se obțin diferite configurații spațiale posibile ale celulei, de fiecare dată însă fundul celulei fiind alcătuit din trei romburi congruente (care, evident, variază ca formă și dimensiuni odată cu poziția lui V). În plus, se observă că oricare ar fi poziția lui V, volumul celulei (adică al corpului VA′ B1C′ D1E′ F1A′ ABCDEF ) este egal cu cel al prismei

ABCDEFA′ B′ C′ D′ E′ F′ . Așadar, făcând punctul V variabil, obținem diferite forme posibile ale celulei de albine, toate având același volum, dar arii totale diferite.

Așa stând lucrurile, se pune următoarea problemă interesantă: pentru ce poziție a punctului V pe axa OO′ configurația spațială obținută așa cum s-a explicat mai înainte are suprafața totală de arie minimă? Cu alte cuvinte, pentru ce poziție a vârfului V celula obținută necesită cantitatea minimă de ceară pentru a fi construită? Pentru care poziție a vârfului V economia de ceară folosită la construcția celulei este maximă?

Utilizând aparatul analizei matematice, se poate demonstra că minimul ariei suprafeței celulei se atinge atunci când punctul V are o anumită poziție bine determinată, pentru care romburile care formează fundul celulei au unghiul mare de 109° 28′ 16′ ′ , iar cel mic de 70° 31′ 44′ ′ . În mod foarte surprinzător, valoarea obținută prin calcul matematic, valoare care face minimă suprafața celulei, coincide - în limita erorilor de măsurare - cu

valoarea obținută prin măsurarea celulelor fagurilor de albine. 14

13. Gura celulei este predeterminată de secțiunea transversală aproximativ circulară a corpului albinei.

14. În rândurile precedente am admis că o celulă de albine provine dintr-o prismă hexagonală dreaptă, a cărei axă ar fi orizontală. Raționamentul schițat mai sus rămâne valabil și în cazul celulelor reale ale albinelor, care au axa înclinată cu aproximativ 5 grade în sus față de orizontală.

55

A

B C

D

EF

V

A′

B′ C′

D′

E′F′

O

O′

B1

x=VO′

G

Figura 33.

Aceasta arată că albinele își construiesc fagurii de parcă ar ști că forma aleasă pentru celulele lor ar conferi economia maximă de ceară (și, în mod plauzibil, de efort). Conștient sau nu, albinele rezolvă o problemă dificilă de optimizare, în care ele găsesc forma care permite consumul optim (aici minim posibil) de materiale.

Problema amintită mai înainte, pe care - după cum am văzut - albinele o rezolvă într-un mod magistral, care nu se poate să nu ne stârnească admirația, a fost pusă pentru prima dată de către Réaumur (1683-1757) matematicianului Koenig în următoarea formă: dintre toate celulele hexagonale având același volum și fundul compus din trei romburi egale care este aceea care poate fi construită cu mai puține materiale? Problema aceasta, rezolvată mai întâi de Koenig (care a găsit unghiurile romburilor ca fiind de 109° 26′ și respectiv de 70° 34′ ) a fost reluată de mari nume ale matematicii secolului al XVIII-lea, dintre care amintim pe Cramer(1704-1752) și Mac-Laurin (1698-1746), apoi reconsiderată mereu și mereu până în zilele noastre.

56

În concluzie, albinele adoptă pentru celulele lor o formă care conferă - la un același volum - economia maximă de ceară. Nu trebuie trecută cu vederea nici împachetarea ingenioasă a celor două straturi de celule de pe

cele două fețe ale fagurelui15, în așa fel încât nu rămâne nicăieri nici un loc liber. În această împachetare, fundul unei celule de pe o față corespunde unui grup de trei celule de pe fața opusă.

***

De la Darwin încoace, s-a vehiculat mereu și mereu ideea preconcepută conform căreia comunicarea între animale s-ar reduce la câteva mijloace foarte simple, care exprimă furie, teamă sau dorință sexuală. O serie de filosofi și lingviști au ridicat o barieră de netrecut între om și celelalte specii de animale, susținând că numai omul poate folosi simboluri abstracte (sunete sau ansambluri de sunete, adică cuvinte) pentru a transmite mesaje congenerilor săi. Odată cu începutul secolului al XX-lea, o serie de studii efectuate de către savantul german Karl von Frisch asupra albinelor și de către alți cercetători asupra primatelor (Jane Goodall, Birute Galdikas,

Dianne Fosey16, Peter Marler), aveau să demonstreze faptul surprinzător că aceste animale folosesc, de asemenea, o serie de simboluri abstracte pentru a comunica informații vitale pentru existența familiei sau grupului din care fac parte. Dacă luăm ca definiție a limbajului folosirea unor simboluri abstracte în scopul desemnării de obiecte concrete, ființe, noțiuni, idei, sentimente, etc. atunci albinele folosesc un limbaj, chiar unul elaborat, pentru a comunica unele cu altele. Simbolurile folosite de albine sunt anumite secvențe de mișcări bine determinate, care descriu diferite forme geometrice, precum și anumite secvențe de sunete.

Studiind grupuri de maimuțe africane17, Peter Marler de la Universitatea Rockefeller din SUA a ajuns la concluzia că acestea emit sunete de alarmă când zăresc un prădător, fiecare sunet purtând în plus o referire exactă la tipul prădătorului. De exemplu, când zărește un șarpe în iarbă, o maimuță emite un anumit strigăt de alarmă, la auzul căruia celelalte maimuțe ale grupului se ridică în picioare și privesc cu atenție iarba din jur. La vederea unei păsări de pradă, maimuța emite un alt tip de sunet, la auzul

15. Unele insecte înrudite cu albina, cum ar fi viespea, își clădesc fagurii cu un singur strat de celule, nu cu două. Trecerea de la un singur rând de celule la fagurii cu două rânduri pare să fie un progres remarcabil, care conferă o economie însemnată de spațiu, ceară și energie consumată cu încălzirea puietului.

16. Dianne Fosey, care a studiat și protejat gorilele din Rwanda, a fost ucisă de către braconieri.

17. Mai exact, maimuțe vervet, care aparțin speciilor Cercopithecus aetiops și Cercopithecus pygerythrus. Au buzunare la obraz, sunt arboricole, suple, iar cozile - mai lungi decât corpul - nu sunt prehensile. Fața, bărbia, palmele și labele picioarelor raselor din Cercopithecus aetiops sunt de culoare neagră.

57

căruia ceilalți indivizi ai grupului se ridică în picioare și privesc cu atenție cerul, etc. Deci, strigătele acestor maimuțe nu înseamnă numai “alarmă”, ci sunt mult mai specifice, ele însemnând “atenție, un șarpe!”, “atenție, o pasăre de pradă!”, “atenție, un leopard!”, etc. Mai mult, într-un grup de maimuțe vervet se stabilește în mod gradat - în urma unor confruntări agresive în care participă grupuri de indivizi - o anumită ordine ierarhică, ce nu poate fi schimbată decât prin noi certuri și lupte între indivizi. La izbucnirea unei confruntări între doi indivizi ai grupului, individul atacat emite un strigăt de alarmă, care până nu demult era considerat a fi o exteriorizare a unei emoții sau un comportament de îmbunare a atacatorului. În realitate, strigătul emis de individul atacat conține informații care permit grupului să identifice atât individul atacat, cât și atacatorul; la auzirea strigătului, unii indivizi se vor alătura celui atacat, alții atacatorului. Se vede deci că maimuțele vervet și-au elaborat un limbaj abstract, similar celui uman, diferența fiind doar în planul complexității.

Descoperirea dansului albinelor a reprezentat o contribuție majoră la studiul vieții albinelor, un progres remarcabil înregistrat în ultimele două sute de ani de studiu al acestei extraordinare insecte care este albina. Pentru descoperirea sa, Karl von Frish a primit premiul Nobel în anul 1973. Descoperirea dansului albinelor are o semnificație mult mai largă decât cea legată de viața coloniei de albine. Într-adevăr, experimentele lui von Frisch și concluziile sale au arătat că lumea animală poate să comunice prin mijloace de expresie esențial deosebite de cele folosite de om, care s-a autoconsiderat și se consideră încă un etalon; cu toate că aceste mijloace de expresie sunt diferite (de fapt, total diferite), ele nu trebuie considerate cu nimic mai prejos decât limbajul uman, ele sunt doar altceva. Von Frisch, prin subtila sa descoperire, a ridicat puțin vălul care acoperă de milenii secretele coloniei de albine și, în general, ale vieții insectelor coloniale. Von Frisch a deschis un nou orizont, a creat o nouă viziune asupra vieții insectelor coloniale.

Limbajul albinelor și cel al maimuțelor arată fără putință de tăgadă că omul nu este singular în dezvoltarea și folosirea unui limbaj de comunicare. Diferența față de alte animale stă doar în complexitatea limbajului folosit, limbajul uman cunoscând probabil cea mai mare dezvoltare, nuanțare.

58

9. Capacitatea de învățare a bondarilor

Până acum am vorbit despre sarcini care apar în mod natural în cadrul coloniei de albine, cum ar fi construcția fagurilor, polenizarea florilor, racolarea la cules prin intermediul dansurilor ș.a.m.d.

În această secțiune vom investiga dacă bondarii au capacitatea de a rezolva sarcini care nu intervin în mod natural în cadrul coloniei de albine. Descriem mai jos experimentele făcute de curând pe bondari (Bombus

terrestris) de Sylvain Alem, Clint Perry și colaboratorii.18 Inițial bondarii au fost dresați să culeagă sirop de zahăr din niște “flori”

artificiale, care constau dintr-un disc de culoare albastră, în mijlocul căruia se găsea un mic dop cu sirop (faza 0 a dresajului sau antrenamentului). De fiecare disc este legată o sfoară de bumbac, lungă de câțiva centimetri (figura 34). În această fază, bondarii învață să asocieze florile cu recompensa din centrul lor - siropul.

disc albastru

căpăcel cu sirop

sfoarăde bumbac

Figura 34. Faza 0 a dresajului. Bondarii pot suge sirop de zahăr din niște flori artificiale de culoare albastră, care au în centru un mic cilindru cu sirop.

18. Sylvain Alem, Clint J. Perry, Xingfu Zhu, Olli J. Loukola, Thomas Ingraham, Eirik Sovik, Lars Chittka - Associative Mechanisms Allow for Social Learning and Cultural Transmission of String Pulling in an Insect, PLOS Biology, Published: October 4, 2016, http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.1002564

59

Experimentul își propune să răspundă la următoarea întrebare (figura 35): pot să învețe bondarii să scoată florile artificiale de sub o placă de plexiglas (sub care ei nu încap) trăgând de firul de bumbac pentru a obține în final sucul din centrul florii (recompensa)?

placă de plexiglas

d

suport (masă)

Figura 35. Scopul experimentului: vor fi în stare bondarii să tragă de sfoară pentru a scoate discul albastru de sub placa de plexiglas ca să obțină sucul din centru?

Experimentele au arătat că, puși în fața acestei probleme (după faza de antrenare 0) nici un bondar nu a reușit să scoată discul de sub placa de plexiglas trăgând de sfoară. 291 de bondari au fost testați rând pe rând (câte unul odată), fiecare având alocat un interval de timp de 5 minute; nici unul nu a reușit să obțină sucul din centrul discului. Acești bondari încercau să obțină recompensa învârtindu-se pe placa de plexiglas în zona de deasupra florii. Cei 291 de bondari testați făceau parte din 11 colonii. Într-un alt experiment, 50 de bondari au fost puși în fața aceleiași sarcini și nici unul dintre ei nu a reușit să obțină recompensa în primele 5 minute; 25 dintre acești bondari au fost apoi testați din nou, având la dispoziție o nouă perioadă de 5 minute. Doi din cei 25 de bondari testați a doua oară au reușit să obțină sucul din centrul florii trăgând de fir. Acest experiment arată că există “inovatori” care, puși în fața sarcinii, o rezolvă - poate din întâmplare, sau poate fiindcă sunt foarte explorativi; în același timp, apariția acestor inovatori este un eveniment foarte rar.

Concluzia este deci că după faza 0 de antrenament, bondarii nu pot să rezolve problema scoaterii florii de sub plexiglas prin manipularea firului (decât accidental).

60

Dar atunci poate că, printr-un antrenament pas cu pas, bondarii ar putea să învețe să manipuleze firul pentru a putea obține recompensa din centrul florii. Cercetătorii amintiți au imaginat un program de antrenare în mai multe faze, în fiecare dintre acestea floarea fiind introdusă sub placa de plexiglas din ce în ce mai mult (figurile 36 - 39, plus explicațiile). Situația este similară cu aceea a unui copil care nu poate să rezolve o anumită problemă, dar care, dacă este îndrumat corespunzător de către cineva, în final găsește soluția.

placă de plexiglas

suport (masă)

Figura 36. Faza 1 a dresajului. Florile artificiale sunt introduse sub o placă de plexiglas: 50% din diametrul lor se află sub placa de plexiglas. Bondarii pot să sugă siropul din centru fără să fie nevoie de mișcarea florii.

Figura 37. Faza a 2-a a dresajului. Florile artificiale sunt introduse mai mult sub placa de plexiglas: 75% din diametrul lor se află sub placa de plexiglas. Pentru a putea ajunge la siropul din centrul florii artificiale, bondarii trebuie să tragă floarea afară de sub placa de plexiglas.

61

Figura 38. Faza a 3-a a etapei de antrenare: florile sunt introduse total sub placa de plexiglas, marginea lor fiind situată chiar la marginea plăcii de plexiglas. Pentru a putea ajunge la siropul din centrul florii, bondarul trebuie să tragă floarea afară de sub placa de plexiglas, fie acționând cu picioarele direct asupra discului, fie trăgând de sfoară.

Figura 39. Faza a 4-a a etapei de antrenare. Floarea artificială este introdusă total sub placa de plexiglas, între marginea ei și cea a plăcii de plexiglas fiind o distanță de 2cm. Pentru a putea ajunge la siropul din centrul florii, bondarul trebuie să tragă de firul de bumbac legat de aceasta, fie cu mandibulele, fie cu picioarele.

62

Urmând cele 4 etape descrise în figurile precedente, cercetătorii au reușit să antreneze 23 din 40 de indivizi să tragă de fir pentru a obține siropul din floarea de sub placa de plexiglas. Cu alte cuvinte, 23 de bondari dintr-un total de 40 de indivizi, au învățat cum să procedeze pentru a obține siropul din floarea artificială introdusă sub placa de plexiglas.

În concluzie, fără perioada de antrenare (fazele 1-4), bondarii nu reușesc să scoată nici o floare de sub placa de plexiglas (nici un bondar nu reușește să obțină nectarul din floare trăgând de fir). Cu antrenament (fazele 1-4), 23 din 40 de indivizi, adică 57.5% învață să obțină recompensa prin manipularea firului. Mai mult, timpul de obținere a recompensei scade pe măsură ce experiența individului devine din ce în ce mai bogată. Bondarii experimentați aterizează direct pe fir (fără nici o ezitare) și încep să tragă de el cu picioarele și mandibula, până când discul iese de sub placa de plexiglas în proporție de 50%, când siropul devine accesibil.

Mai departe, cercetătorii citați și-au pus următoarea întrebare: pot oare bondarii care au trecut prin faza 0 de antrenament să învețe să scoată discul de sub plexiglas prin manipularea firului dacă privesc la bondarii care știu deja cum să procedeze? Cu alte cuvinte, pot bondarii să învețe să scoată discul de sub plexiglas doar privind la cei care știu cum să facă acest lucru? Pot ei să “fure meseria”?

Pentru a răspunde la această întrebare, un bondar care a trecut doar prin faza 0 de antrenament este pus într-o cușcă, plasată între două mese cu flori artificiale așezate sub plăci de plexiglas, așa cum se vede în figura 40. Bondarul închis în cușcă - observatorul - nu are nici un contact cu bondarii care vin să se hrănească și care au învățat să scoată florile de sub plăcile de plexiglas prin manipularea firului; acești bondari pot fi numiți demonstratori. Cușca are toți pereții opaci, mai puțin pereții din dreapta și stânga, care sunt transparenți. Astfel, observatorul poate privi la mesele din stânga și dreapta sa.

cușcă

Figura 40. Bondarul închis în cușcă are oportunitatea de a vedea cum un bondar experimentat trage de fir pentru a scoate discul albastru de sub placa de plexiglas. Discul are o picătură de sirop în centru.

Condițiile experimentale sunt astfel determinate încât demonstratorul obține mai întâi sucul din una dintre cele două flori, apoi - fiindcă nu s-a

63

săturat - trece la cealaltă floare. În felul acesta, observatorul are ocazia să vadă cum acționează demonstratorul (asupra firului în vederea obținerii sucului din centrul florii de sub placa de plexiglas), prinvind dinspre stânga, respectiv dinspre dreapta. În condițiile experimentului, fiecare observator are ocazia să asiste la 10 manipulări ale discului floral, 5 privite dinspre stânga, și alte 5 privite dinspre dreapta, manipulări făcute de demonstrator.

Imediat după ce un observator a asistat la 10 demonstrații făcute de demonstrator, el este testat, adică este pus în fața sarcinii de a scoate o floare de sub placa de plexiglas prin tragerea firului. Timpul pus la dispoziție este de 5 minute.

Au fost testați, rând pe rând, 25 de bondari observatori, care înainte trecuseră doar prin faza 0 a antrenamentului. Dintre acești 25 de observatori, 15, adică 60%, au reușit să scoată discul cu sirop de sub placa de plexiglas prin manipularea firului. Așadar, observatorii, deși nu au avut nici un fel de contact direct cu demonstratorii, fiind lăsați doar să privească, au reușit să învețe cum să obțină sucul, recompensa. (După cum am arătat mai înainte, bondarii care au trecut doar prin faza 0 de antrenament, fără a privi la demonstratori, nu au reușit să scoată discul prin manipularea firului, când timpul de testare a fost de 5 minute).

Am văzut până acum că bondarii pot fi antrenați să învețe să execute o sarcină artificială (în sensul că ei nu se confundă niciodată în viața reală cu o asemenea sarcină) și că, prin simpla observare a celor care știu să rezolve această sarcină, alți bondari, neinstruiți (neantrenați, adică netrecuți prin fazele 1-4, ci doar prin faza 0) ajung și ei să învețe cum să rezolve problema.

Ultima parte a concluziei precedente sugerează faptul că de îndată ce un individ al coloniei de bondari învață să rezolve o anumită problemă, modul de rezolvare se transmite încetul cu încetul la toți indivizii coloniei.

Cercetătorii amintiți au introdus un individ antrenat să manipuleze firul în vederea scoaterii florii de sub placa de plexiglas într-o colonie; altfel spus, colonia a fost “însămânțată” cu un individ care știa “trucul”, care știa să rezolve problema. După un timp, indivizii coloniei au fost testați, pentru a se afla dacă au învățat să scoată discul cu sirop prin tragerea firului atașat. Experimentul a fost făcut cu trei colonii (având respectiv 49, 29 și 28 indivizi), fiecare însămânțată cu un individ care învățase înainte să manipuleze firul. După un timp, în prima colonie au învățat să manipuleze firul 25 de indivizi, în a doua 17, în a treia 12. Testarea a fost reluată, pentru primele două colonii, după un interval adițional de timp. S-a constatat că numărul indivizilor care au învățat să obțină recompensa a crescut respectiv la 34 și 18 (comparativ cu 25 și 17). În coloniile martor (sau de control), în care nu s-a introdus nici un individ care să cunoască rezolvarea problemei, nici un individ nu a fost în stare să obțină sucul prin tragerea sforii.

64

Concluziile experimentelor precedente sunt următoarele:- insectele sunt capabile să învețe să rezolve probleme nenaturale,

artificiale, care nu apar în viața lor de toate zilele. Este adevărat că albinele ()și bondarii sunt familiarizate cu operațiuni de tragere și împingere (de exemplu, albinele bătucesc cu capul polenul depozitat în faguri, manevrează cu mandibulele pereții celulelor, apucă și trag afară cadavrele albinelor moarte sau ale micilor insecte pătrunse în stup, ș.a.m.d), dar niciodată în natură ele nu sunt constrânse să tragă de fire pentru a obține sucuri dulci. Capacitatea de învățare este întâlnită peste tot în regnul animal, chiar și la cele mai “simple” animale.

- insectele sunt în stare să învețe ceva nou prin simpla observare a celor care știu deja să rezolve o problemă.

- o inovație introdusă de un individ într-o colonie trece de la un individ la altul, încetul cu încetul o fracțiune importantă dintre indivizii coloniei învățând noul mecanism. Această însușire de către o fracțiune a populației a unui comportament specific (în vederea rezolvării unei anumite probleme) poartă numele de cultură, prin analogie cu cultura civilizației umane. Un anumit tip nou de comportament se răspândește în rândurile unui organism supraindividual, putând să dăinuiască mai multe generații, chiar dacă individul care a introdus noul tip de comportament a dispărut între timp. În cazul bondarilor, însămânțarea unei colonii cu un individ care a învățat să manipuleze firul este, de fapt, însămânțarea coloniei cu un grăunte de cunoaștere; această cunoaștere va fi însușită de o anumită fracțiune a populației.

Observație. Ne putem întreba: ce anume învață insecta care privește cum un bondar experimentat manipulează discul floral prin intermediul firului atașat? Întrebarea aceasta este mult mai complicată decât pare. Cercetătorii amintiți mai sus au arătat că bondarii nu înțeleg legătura dintre fir și discul albastru. Pentru aceasta ei au înlocuit firul rectiliniu cu un fir care forma mai multe bucle. În această situație, nici unul dintre bondarii care au privit demonstratorii nu a reușit să scoată discul cu sirop de sub plexiglas (în acest caz, acțiunea asupra firului cu bucle nu antrena neapărat mișcarea discului albastru). Bondarii nu au înțeles deci legătura cauzală dintre fir și disc.

65

10. Capacitatea albinelor de a opera cu concepte relaționale

Conceptele relaționale - cum ar fi “același cu”, “diferit de”, “deasupra lui”, “dedesubtul lui”, “la stânga/dreapta lui” - antrenează procese cognitive mult mai subtile decât conceptele nerelaționale. Într-adevăr, formarea unui concept nerelațional, cum ar fi, de exemplu, conceptul de floare sau automobil, presupune evaluarea de către intelect a unor calități senzoriale care au o anumită similaritate, chiar dacă aceasta este vagă uneori. Dimpotrivă, în formarea unui concept relațional cum ar fi “diferit de” intelectul trebuie să codifice cumva diferențele, indiferent de natura obiectelor avute în vedere, natură care poate fi cu totul diferită.

Pentru a vedea dacă albinele pot opera cu conceptele relaționale “același cu”/ “diferit de” a fost folosită o cameră în forma literei Y (numită

labirint), care avea la intrare (pe peretele exterior) o anumită figură19. Pe pereții interiori ai bifurcației, existau de asemenea două figuri, una identică cu aceea de la intrare (și poziționată la fel), cealaltă diferită (figura 41).

intrarea înlabirint

Figura 41. Labirint în formă de Y. Pe unul dintre pereții interiori se află o figură identică cu aceea de pe peretele prin care are loc intrarea în labirint. Pe celălalt perete se află o figură diferită.

19. Giurfa M., Zhang S., Jenett A., Menzel R., Srinivasan MV. 2001. The concepts of “sameness” and “difference” in an insect, Nature 410, 930-933 (doi:10.1038/35073582)

Avargues-Weber A., Giurfa M. 2013 - Conceptual learning by miniature brains. Proc. R. Soc. B 280:2013907. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2013.1907

66

Figura 42.

Un anumit număr n de albine erau antrenate, rând pe rând, să se îndrepte către peretele similar cu cel de la intrare, unde ele găseau o picătură de sirop de zahăr. Aceasta acționa ca o recompensă, obținută în cazul alegerii corecte. În timpul antrenamentului, figurile de pe cele două brațe ale camerei în formă de Y erau alternativ schimbate între ele, pentru ca albinele să nu se obișnuiască cu o anumită așezare spațială. În procesul de antrenament erau folosite mai multe tipuri de figuri, de exemplu cercuri care constau din benzi albe și negre, alternante (figurile 41 și 42). După ce albinele învățau să caute siropul pe peretele pe care se afla o figură identică (și așezată la fel) cu aceea de la intrare, urma faza de testare.

În această fază de testare, figurile din timpul antrenamentului erau înlocuite cu figuri cu totul noi, de exemplu cu imagini constând din discuri colorate (figura 43). S-a constatat că 75% dintre albine căutau picătura de sirop pe peretele având o figură identică cu aceea de la intrare.

Acest experiment arată că albinele sunt capabile să abstragă conceptul relațional de “identic cu”.

Tehnica folosită în experimentul amintit mai sus se numește potrivire întârziată cu mostra (delayed matching to sample - DMTS), aici rolul mostrei fiind jucat de imaginea de la intrarea în labirint. Potrivirea este “întârziată” pentru că există un decalaj temporal (care poate fi controlat experimental) între momentul intrării în labirint - când albina vede desenul de la intrare, deci mostra - și momentul în care are loc “potrivirea” unuia dintre desenele din labirint cu această mostră.

67

Figura 43. În faza de testare, imaginile din faza de antrenament (discuri cu benzi alternative albe și negre) sunt înlocuite cu discuri colorate, deci cu figuri cu totul noi. Trei sferturi dintre albinele antrenate în faza precedentă a experimentului se îndreaptă către figura identică cu aceea de la intrarea în labirint.

***

Omul, autointitulat cel înțelept (Homo sapiens), a privit și continuă să privească de pe o poziție de superioritate toate celelalte specii, poziție care - la cea mai sumară analiză - nu este justificată de absolut nimic, căci omul nu cunoaște, nu înțelege celelalte specii sau, în orice caz, cunoașterea sa în această direcție este foarte superficială. Prin întregul său comportament față de mediul înconjurător, omul dă deci dovadă de o infatuare prostească și agresivă, ale cărei urmări dezastruoase se văd cu prisosință în prezent. Tot mai multe cercetări legate de viața animalelor arată că acestea au capacități cognitive cu totul surprinzătoare, la care nu s-ar fi gândit nimeni cu câteva decenii în urmă. Dramele ecologice ale prezentului impun o schimbare radicală a atitudinii omului față de toate celelalte specii, cu care împarte același habitat. Numai astfel omul ca specie își va putea recăpăta demnitatea pierdută cu mult timp în urmă.

Autor: Eleodor BistriceanuNotă: Prezentul material conține fragmente și imagini din lucrarea

Apicultură de Eleodor Bistriceanu (Editura Eledra, București, 2011). O serie de indicații bibliografice au fost date în text.

68

Cuprins

Componența familiei de albine 3Roirea 4Polenizarea realizată de albine 5Vederea în culori a albinelor. Experimentul istoric al lui von Frisch

asupra vederii în culori a albinelor 6Dansul albinelor 14

Dansul circular 15Dansul în formă de opt (dansul balansat) 20

Caracteristici generale 20Codificarea direcției în dansul balansat 24Codificarea distanței în dansul balansat 31Completări 33

Orientarea albinelor 44Ghemul de iarnă 52Geometria fagurilor albinelor 53Capacitatea de învățare a bondarilor 59Capacitatea albinelor de a opera cu concepte relaționale 66

69

70