Četiri esencijalna saznanja o pčelama: Rojevi kao inspiracija za robote, i kako pčele “kuhaju” patogene na smrt?

Sa prvim cvjetanjem proljetnog i ljetnog cvijeća, pčele izlaze iz hibernacije i počinju da lete od cvijeta do cvijeta. Ovi vrijedni insekti igraju bitnu ulogu u oprašivanju biljaka, ali su zanimljivi i iz mnogih drugih razloga. Naučnici proučavaju pčele kako bi naučili o njihovim zamršenim društvenim mrežama, obrascima učenja i adaptivnim ponašanjima. Ove četiri priče nude različite pogleda na život u košnici

 

 Ženke su budućnost

Opstanak pčelinjih zajednica ovisi o ženskim pčelama, iako imaju različite uloge zavisno o vrsti. Kod društvenih vrsta pčela, ženke pronalaze mjesta za gniježđenje kako bi uspostavile nove kolonije i tamo položile stotine jaja.

Druge vrste su solitarne, što znači da svaka pčela živi sama. Ženke stvaraju segmentirana gnijezda, polažu jaje u svaki segment, talože kuglicu polena da nahrane larvu, a zatim umiru.

Pčelama je potrebna podrška, posebno početkom godine kada su mogućnosti za ishranu male, napominje naučnica Lila Westreich.

“Najbolje bi bilo pčelinjacima pružiti mnogo ranog proljetnog cvijeća – one se oslanjaju na nektar iz cvijeća kako bi potaknule potragu za mjestom za gniježđenje. Sadnja ranocvjetnih biljaka poput vrba, topola, trešanja i drugih proljetnih cvjetova osigurava nektar za matice”, piše ona.

 Neke pčele su radoznale, druge su fokusirane

Sve pčele se hrane, ali to rade na različite načine. Neke postaju veoma fokusirane na miris, boje i lokacije poznatih izvora hrane i vraćaju se tom cvijeću iznova i iznova. Druge su spremnije za istraživanje i promijenit će svoje ponašanje kada nauče o novim izvorima hrane.

Kao dio eksperimenta, biolog sa Univerziteta Marquette Chelsea Cook i njene kolege uzgajale su populacije pčela koje su genetski programirane da budu radoznale ili fokusirane, i koloniju koja je pomiješala ova dva stila zajedno. Zatim su pčelama ponudili poznati izvor hrane i nove izvore.

Naravno, fokusirana kolonija se koncentrisala na poznati izvor, a znatiželjna kolonija je posjetila i poznate i nove izvore hrane.

U mješovitoj koloniji, pčele su se vremenom više koncentrisale na poznati izvor nego na nove. Zašto?

Istraživači su posmatrali kako pčele komuniciraju kroz svoj “ples”, koji govori drugim pčelama gdje da pronađu hranu, i vidjeli su da su fokusirane pčele “plesale” brže. Ovo je prenijelo njihovu poruku intenzivnije od signala sporijih pčela.

“Budući da su znatiželjne pčele zainteresovane za sve, ukljućujući i nove informacije o mogućim lokacijama hrane, one su savršeni slušatelji i lako se uvjeravaju da posjete lokaciju koja im je nepoznata u nadi da će pronaći nove i bogatije izvore hrane”, primjećuje Cook.

 

 Potrebna je kolonija

Pčele međusobno komuniciraju o mnogim stravima, a ne samo o hrani. Na primjer, pčele koriste ples kako bi uvjerile svoju koloniju da se presele na novo mjesto za gnijezdo, pišu biologinja sa Providence koledža, Rachel Bonoan i biolog sa Univerziteta Tufts, Phil Starks.

A pčele rade zajedno kako bi odbranile svoje kolonije od vanjskih prijetnji. Bonoan i Starks analizirali su kako se pčelinje kolonije različitih veličina štite od bolesti krečnjačkog legla. Da bi to saznali, istraživači su zarazili kolonije gljivicama i pratili reakcije pčela termalnim slikama.

Patogenu su potrebne niske temperature da bi zarazio pčele, tako da pčele reaguju toplotom.

“Kada se otkrije ovaj pathogen, pčele radilice štite ranjive mlade tako što skupljaju svoje velike mišiće za letenje kako bi proizveli toplotu. Ovo podiže temperaturu u zoni legla u košnici taman toliko da ubije patogena”, objašnjavaju biolozi.

Pčele radilice također uklanjaju bolesne i uginule mlade iz kolonije, što smanjuje mogućnost širenja infekcije.

 Čudo zvano “roj”

Informatičarka Orit Peleg sa Univerziteta Kolorado Boulder proučavao je još jedan način na koji pčele rade zajedno za dobrobit grupe. Peleg i njene kolege analizirale su rojeve koje evropske pčele formiraju kada kolonija postane toliko velika da će se podijeliti u dvije nove grupe.

Grupa koja se premiješta formira roj koji može da visi sa grana drveća i može da promijeni svoj oblik, pri čemu se svaka pčela u suštini drži za nožice pčele pored nje.

Naučnici su koristili motor da protresu drvenu dasku sa rojem od 10.000 pčela koje su visile sa donje strane. Gledajući kako je roj reagovao na podrhtavanje u različitim smjerovima, nadali su se da će steći uvid koji bi mogao pomoći pri sakupljanju podataka koji bi se iskoristili za stvaranje adaptivnih struktura sastavljenih od robota povezanih zajedno.

“Koristeći računarski model, pokazali smo da se veze između pčela koje se nalaze na mjestu gdje se roj pričvršćuje za dasku protežu više nego veze između pčela na udaljenom vrhu roja. Pčele su mogle osjetiti ove različite količine istezanja i koristiti ih kao smjerni signal za kretanje prema gore i širenje roja”, kaže Peleg.

Drugim riječima, pčele su se kretale s lokacija gdje su se veze manje rastezale na mjesta gdje su se više rastezale.

“Ova reakcija u ponašanju poboljšava kolektivnu stabilnost roja u cjelini na račun povećanja prosječnog opterećenja pojedinačne pčele”, zaključuje Peleg.

Otkrili su da, kada su protresli dasku vodoravno, pčele su se širile u stabilniji roj. Ali bio je manje sposoban da reaguje na vertikalno podrhtavanje i na kraju se raspao. To je zato što vertikalno protresanje nije poremetilo veze između pojedinačnih pčela koliko horizontalno, tako da roj nije reagovao na vertikalno protresanje promjenom svog oblika.