Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta Bakalářská práce

5.2. Dorozumívání feromony

Včely hledají zdroj snůšky podle získaných informací, ale také podle vůně vonných žláz. Létavky vydatný zdroj snůšky označují výměškem vonných žláz, a tím mobilizují družky prostřednictvím feromonů.

Feromony jsou chemické látky, které mají důležitou úlohu při řízení činnosti a při komunikaci živočichů. Feromony hmyzu vznikají ve specifických žlázách hmyzu. Jedinci je vylučují na povrch těla nebo mimo své tělo jako těkavou nebo tekutou látku a další příslušníci téhož druhu je přijímají svými smysly a specifickým způsobem na ně reagují. Již v nepatrném množství ovlivňují chování nebo fyziologické pochody příjemců. Zabezpečují u sociálního hmyzu harmonický soulad mezi početnými jedinci společenství. Dlouho byly považovány za hormony, ale o hormonech je známo, že vznikají ve žlázách s vnitřní sekrecí a působí v organismu jedince, který je vytvořil. Podle účelu můžeme feromony včel rozdělit do následujících skupin (Veselý, 2007).

Pohlavní feromony

Tvoří je každý druh hmyzu odděleně podle pohlaví. Řadíme je mezi atraktanty nebo-li lákadla, což jsou chemické látky lákající druhé pohlaví k páření. Pohlavní feromon včelí matky se nazývá mateří látka, jejíž funkcí je vábení říjných trubců na trubčí shromaždiště. Mateří látka je cítit na velkou vzdálenost. Mateří látka působí inhibičně na rozvoj vaječníků u dělnic. Kladně působí na soudržnost včelstva a ovlivňuje celou řadu pudů ve včelstvu.

Poplašné feromony

Známé jsou dva druhy poplašných feromonů. V kusadlových žlázách dělnic vzniká heptanon, jenž vyvolává vzrušení včel a skupina buněk na žihadlové destičce vylučuje izopentelacetát, který včely silně vydražďuje a během několika sekund u nich vyvolává hromadnou útočnost.

Povrchové feromony

Povrchové feromony způsobují charakteristickou vůni včelstva. Jsou to vonné látky vázané na povrchovou vrstvičku včelího těla. Včely jsou schopny je vnímat jen na krátkou vzdálenost. Podle specifické vůně každého včelstva rozeznávají strážkyně na česně jednotlivé přilétávající včely.

Značkovací feromony

Značkovací feromony používají především včely létavky pro označování nalezeného zdroje snůšky a také česna úlu, aby snadno nalezly vchod. Za hlavní značkovací feromon je považován produkt vonné (Nasonovovy) žlázy. Hlavními složkami značkovacích feromonů jsou geraniol, citral a nerolová kyselina. Značkovací feromony u matek a dělnic produkují drobné chodidlové žlázy.

Feromony včelího plodu

Feromony včelího plodu působí podobně jako mateří kašička.

6. METODA VÝZKUMU POROZUMĚNÍ VČELÍ ŘEČI

6.1. Model elektronické včely

Stále zůstávalo záhadou, jakým způsobem ostatní včely „čtou“ počínání tanečnice, která je verbuje na potravu. Jakou roli hrají bzučivé zvuky a skutečnost, že tanečnice dává po tanci ostatním ochutnat donesenou potravu? K definitivnímu důkazu o tom, jak se včely dorozumívají, bylo potřeba uměle napodobit včelí taneček.

Teprve s rozvojem mikroelektronických obvodů se podařilo sestrojit miniaturní elektronickou včelu, která používá stejné komunikační prostředky, jako včela pátračka a navádí ostatní včely na vzdálená naleziště potravy. Tato včela umí taneček v podobě osmičky, poskytnout vzorky potravy a správným způsobem produkovat zvuky. Svým tanečkem opravdu naverbovala živé včely a vyslala je určeným směrem na konkrétní místo. Musela ovšem rozdávat ochutnávky nektaru.

Vědci umístili na plást v zatměném úlu umělou včelu a zjistili, že jejím prostřednictvím komunikují s ostatními včelami.

Umělá včela je mosazná, anatomicky nepřesná a s řídícím počítačem ji spojuje tenká kovová tyčka. Dále je vybavena tenkou trubičkou, která končí nad její hlavou, z níž kape sladká voda, vonící peprmintem. Včely se dožadují vzorků nektaru přineseného z nového naleziště. Její křídlo je spojeno tenkým drátkem s elektromagnetem, což má zajistit vibrace.

Díky zatemnění úlu včely nevidí žádné z těchto zařízení. Umělá včela byla natřena voskem a ponechána v úlu přes noc, aby absorbovala pachy z úlu, ve kterém měla být testována. Včely totiž napadají vetřelce z cizích úlů.

Vibrace křídel a vrtění zadečkem je součást tance, který včela předvádí na plástu a navádí tak ostatní létavky na nově objevené naleziště potravy. Předvádí osmičkový tanec, čímž do detailů informuje o poloze naleziště. Hned ji obklopuje několik včel, které ji pozorně sledují, zatímco ona tanec opakuje. Jakmile její vzkaz včely pochopí, odletí a na jejich místo přiletí další.

Zjistilo se, že při pozorování včel v zatměném úlu, osvětleném pouze červeným světlem, které je neruší, nemohou ostatní včely vidět tanec, který je předváděn.

Zvuk vnímají Johnstonovým orgánem na tykadlech, ale nepoužívají ho k dorozumívání mezi sebou. Johnstonovy orgány reagují na otřesy zvukových vln při letu a orientují letící včelu, aby v letu nenarazila, dále informuje včelu o tom, je-li v blízkosti jiný příslušník téhož rodu, vydávající zvuk stejné frekvence.

Třepotavé pohyby křídel včely pátračky vyvolávají silné proudění vzduchu. Do těsné blízkosti plástu byly umístěny sondy zakončené jemnými mikrofony vzdálenými od sebe jen pár milimetrů, které slouží k nahrávání a měření jemných oscilací vzduchových částic. Vzduchové vlny rychle slábnou, proto musí být včely hodně blízko, aby je cítily. Rychle pohlcovaný zvuk má tu výhodu, že neruší ostatní obyvatele úlu a ti mohou sledovat tanec jiný. Na měření vibrací byl navíc použit laser. Zjistilo se, že naslouchající včely se dožadují vzorku potravy tím, že svým trupem krátce zabubnují na plást. Vzruchy se plástem šíří a tančící včela je cítí nohama (Obr. 4).

Obr. 4: Tančící včela vibruje křídly a vytváří vzduchové vlny, které ostatní včely zachycují tykadly. Naslouchající včely se dožadují vzorku potravy přitlačením trupu na plást a krátkou vibrací. Vibrace se přenáší na plást a tančící včela ji ucítí nohama.

Přejato z: www.n-vcelari.sk/sal/VCELY48.html

Jako křídla posloužil kousek žiletky, který byl přilepen k osičce. Osička byla upevněna ve dvou čepech, které připomínají včelí oči. Na žiletku byl upevněn drátek, který ji spojoval s elektromagnetem. Tak se zajistila vibrace a imitace zvuků. Hlavní spojení s motory zajišťovala kovová tyčka. Celý systém byl řízen počítačem, který každých 10 minut automaticky zaměřoval úhel tance v závislosti na pohybu Slunce po obloze.
Jemné mikrofony, umístěné blízko robota a připojené na osciloskop kontrolovaly, zda model vydává správné zvuky.

Živé včely robota pilně poslouchaly. Dále se zjišťovalo, zda se pohybují přesně podle jeho pokynů, a proto bylo nutné je sledovat i poté, co vylétly z úlu.

Experiment byl uskutečněn na místě, které poskytovalo málo přírodních zdrojů obživy a neodvádělo pozornost jinam. Návnada byla v pravidelných intervalech posouvána po přímce až do vzdálenosti 1500 metrů, aby se prověřila schopnost včel odhadovat vzdálenost. U druhého pokusu byla vzdálenost zachována, ale měnil se úhel a prověřovala se schopnost orientace.




Obr. 5: Uprostřed natřásavého tance včela vrtí zadečkem, vibruje křídly a pohybuje se určitým směrem. Přímka, po které se pohybuje, svírá s vertikálou stejný úhel, jako přímky spojující úl se Sluncem a s nalezištěm. Na obrázku jsou ve stejné vzdálenosti od úlu tři naleziště (A, B, C). K nalezišti A, které je vlevo a od Slunce odkloněno ve skutečnosti 45˚, navádí včela tím, že tancuje figuru v podobě osmičky pootočenou o 45˚ od vertikály směrem vlevo. K nalezišti B, které je ve směru Slunce, navádí tancem přímým. K nalezišti C navádí tancem pootočeným o 90˚ vpravo, což je úhel, který svírají přímky b a c. Z intenzity tance, nabídnutých vzorků a z pachů ulpívajících na těle včely, se dá zjistit druh potravy a její kvalita. Čím delší dobu včela vrtí zadečkem, tím je naleziště vzdálenější.

Přejato z: http://www.cals.ncsu.edu/entomology/apiculture/PDF%20files/1.11.pdf

Během pokusu přiletělo 200 až 300 včel na místo, kam je naváděla živá včela, zatímco včel naváděných robotem bylo 20 až 100. Méně než 10 včel našlo naleziště v případě, kdy robot netancoval, jen nabízel vzorky potravy.

Vědci postupně vyřazovali jednotlivé složky tance a sledovali, zda zjednodušené verzi tance ostatní včely porozumí. Někdy robot stál na místě, jindy nevydával zvuky nebo odmítal vydat sladký vzorek. Potvrdilo se, že o směru zdroje potravy skutečně rozhoduje úhel v natřásavém tanci a svislé osy plástu. O poloze potravního zdroje tanečnice přitom informuje vibrací křídel - včely směr pohybu vlastně slyší. Závěrečná ochutnávka už jenom upřesňuje, jak kvalitní je slibovaná potrava (Kirchner a Towne, 1994).