Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta Bakalářská práce

7. VIZUÁLNÍ PANORAMATICKÉ POHLEDY A OBLOHA JAKO KOMPAS PŘI NAVIGACI VČEL

Nové studie o chování včel ukazují, že si včela medonosná dokáže zapamatovat pohledy na krajinu v síti souřadnic určitého prostoru. Včela medonosná letící přes důvěrně známý terén je navigována pomocí zapamatovaných prostorových vodítek.

Při jednom specifickém úspěšném pokusu byl čtvercový stůl umístěn několik metrů na východ od úlu a na jeho jižní straně bylo umístěno krmítko. Včela letící za potravou se brzy naučila najít toto místo na jižní straně stolu. Druhý den ráno byl úl a stůl přeneseny do jiné oblasti tak, že prostor, který je obklopoval, byl jiný. Stůl byl umístěn v novém směru vzhledem k úlu, ale orientován jako předtím a na každé straně stolu bylo umístěno prázdné krmítko.

Když byl úl otevřen na tomto novém místě, včely snadno našly stůl a navzdory rozdílům mezi denním časem, obklopující krajinou a směrem přístupu z úlu, se shromažďovaly na krmítku na jižním rohu. Otázkou je, jaký mechanismus mohl zprostředkovat tento úspěch? Jednou z možností, kdy včela nevyžaduje přímé spojení mezi orientačními body a vzpomínkou na krajinu je ta, že se dívá na svět čelně v jejím preferovaném směru. Jestliže předpokládáme, že se včely orientují podle zafixovaného směru před přistáním na krmítko v jeho blízkosti a pamatují si pohled na stůl, tak v tomto případě by mohly najít jižní stranu stolu použitím jejich preferované orientace. Poté se přesunou tak, že jejich pohled na stůl bude srovnatelný s tím, který poprvé získaly. V souladu s touto možností je zjištění, že včela může najít cíl při přibližujícím se krmítku nebo při prohlížení panoramatických scén (Collet a Baron, 1994).

7.1. Směrová paměť včel v závislosti na Slunci

Towne a Moscrip cvičili včely medonosné létat z úlu ke krmítku přímou cestou, která byla opatřena orientačními mezníky. Kladli si otázku, zda se včely učí dozvídat o zdrojích potravy z vizuálních vodítek v krajině vzhledem ke kompasovým informacím. Když se nakrmené včely vrátily do úlu, předváděly vrtivý tanec, pomocí kterého ukázaly ostatním směr krmítka. Tento tanec byl použit jako ukazatel toho, že má včela směrovou paměť. Včely signalizují přesný směr potravního zdroje v rámci úhlu mezi slunečním azimutem a směrem potravy z úlu (von Frish, 1967).

Obr. 6: Signalizace směru letu pomocí kývavého tance

Nahoře: včela letící z úlu ke krmítku vidí Slunce pod různými úhly v průběhu dne.

Uprostřed: Osmičkový tanec, který včela předvádí na plástu v případě, kdy je zdroj potravy od úlu ve stejném směru, jako je Slunce.

Dole: Nákres signalizuje směr letu ke krmítku. Včela převádí úhel mezi Sluncem, úlem a krmítkem do úhlu mezi vertikálou a směru tanečních komponent při vrtivém tanečku. Získané signály z tance včely transformují do směru, kterým letí, vzhledem ke Slunci.

Upraveno podle: Towne and Moscrip, 2008

Protože včely svůj tanec předvádějí na plástu, který je ve vertikální poloze a v tmavém úlu, nemůžou signalizovat tento úhel přímo. Na potravu odkazují tak, že přímka, po které se pohybují, svírá s vertikálou stejný úhel, jako přímky spojující úl se Sluncem a s nalezištěm. Ostatní včely získají z tance informace o neznámém místě a odletí ve správném směru za potravním zdrojem (von Frish, 1967).

Pro včely je užitečné vědět, jak se přes den mění sluneční azimut, tuto znalost využívají při svých tancích. Jestliže se pouštní mravenec pohybuje k domovu po přímé cestě a řídí se slunečním kompasem, poté je chycen a držen na několik hodin ve tmě, po jeho uvolnění pokračuje ve stejném přímém směru určeném Sluncem. Mravenec proto musí vědět, že po vynuceném zpoždění musí jít novým směrem, který získá při pohledu na Slunce. Lindauer popsal, že při určitých podmínkách budou včely tančit po několik hodin bez opuštění úlu. Jestliže včely nevidí během těchto dlouhotrvajících tanců Slunce, úhel jejich těla vztažen k vertikále se pootáčí s měnícím se azimutem Slunce. Včely tedy musí mít vědomí o poloze Slunce, i když ho nevidí. Dá se konstatovat, že mají vnitřní hodiny (Lindauer, 1967).

7.2. Využití orientačních bodů při jasné a zatažené obloze

Towne a Moscrip (2008) chtěli prověřit pravdivost Dyerova (1987) experimentu a učili včely následovat okraj lesa z jejich úlu ke krmítku při jasné obloze (Obr.7A vlevo). Když se včely obeznámily s touto cestou, úl a krmítko byly přemístěny na jiný okraji zalesněné krajiny, která byla podobná, ale byla orientována jiným směrem (Obr.7A vpravo). Vycvičené včely vylétly z úlu a jejich let byl hned řízen v novém směru ke krmítku. Překvapení přišlo tehdy, když se obloha zatáhla a informace ze slunečních paprsků byly málo dostupné. Včely pak signalizovaly jiný směr, který ukazoval cestu v původním směru, ze kterého byly přesunuty (Obr.7A vpravo).

Obr. 7A: Důkaz, že včely spojují směr letu s panoramatickými vzpomínkami. (T- krmítko)

Levá strana: Včely, které se naučily cestu podél okraje zalesněné krajiny, signalizují svůj směr správně.

Pravá strana: Včely, které byly přemístěny na místo s podobným pohledem na krajinu, ale orientovány v jiném směru, následovaly nový směr ke krmítku. Při zatažené obloze signalizovaly opačný směr letu vzhledem k prvnímu, kterým letěly, ale korespondující s cestou na originálním umístění.

Upraveno podle: Towne and Moscrip, 2008

To může znamenat, že si včela pamatuje směr, kterým má letět k okraji zalesněné krajiny a na rozpoznaném okraji může znovu získat signál ze své paměti a použije ho společně se slunečným azimutem k tomu, aby nasměrovala svůj tanec (Towne a Moscrip, 2008).

7.3. Let bez využití známých orientačních bodů při zatažené obloze

Mohla by včela tančit zapamatovaný směr jediné cesty, bez jakéhokoliv spojení mezi informacemi ze Slunce a vizuálními detaily z důvěrně známého okraje zalesněné krajiny?

Aby měli ještě větší jistotu, zopakovali Towne a Moscrip Dyerův experiment. Včely měly zprávu od jiné včely, navíc byly navedeny k tomu, aby se naučily novou cestu k novému umístění úlu. Trénování začalo úlem umístěným podél okraje zalesněné krajiny a zároveň byla jistota, že všechny včely, které byly testovány, se narodily na tomto místě, protože na toto místo byl úl přesunut několik týdnů před začátkem experimentu. Krmítko s vonící sacharózou bylo umístěno méně než metr od úlu (Obr.7B vlevo) a krmící se včely neměly naučenou žádnou trasu ke zdroji. Tyto experimentální včely byly jednotlivě značené po několik dnů a byly obeznámeny s krajinou v blízkosti úlu.



Obr. 7B: Důkaz, že včely spojují směr letu s panoramatickými vzpomínkami.

Levá strana: Včely jsou trénovány k tomu, aby se krmily blízko u úlu, asi jeden metr. Nemají naučenou žádnou trasu k jinému zdroji. Tyto experimentální včely byly jednotlivě značeny po několik dnů a byly obeznámeny s krajinou v blízkosti úlu.

Pravá strana: Včely jsou přemístěny na místo, ze kterého mají jiný pohled na krajinu a pod zataženou oblohou se snaží osvojit si novou cestu, která je shodná s původní trasou ke zdroji (1) nebo kolmá (2) k okraji zalesněné krajiny. Směr signalizovaný tancem je opačný ke směru, kterým letěla ke zdroji, ačkoli měla včela naučenou novou cestu na původním umístění.

Upraveno podle: Towne and Moscrip, 2008

Další den, kdy bylo zatažené ráno, byl úl přemístěn k dalšímu okraji zalesněné krajiny a pootočen o 180˚ od původního umístění (Obr.7B vpravo). Označené včely, které navštěvovaly krmítko blízko úlu v jeho obvyklém umístění, byly rychle vycvičeny k novému umístění krmítka (asi 100 m od úlu), na trase, která byla shodná s otočeným okrajem zalesněné krajiny.

Zde se dozvíme, jak budou včely reagovat na změnu umístění úlu při zatažené obloze. Ačkoli se včely musely naučit novou cestu v nové oblasti a za nepřítomnosti slunečních paprsků, byl jejich tanec správně orientován. Tance v Dyersově experimentu signalizovaly směr orientovaný o 180˚ od aktuální cesty, takže včely letěly podél okraje zalesněné krajiny v originálním umístění úlu (Obr. 7B, krmítko 1).

Test byl opakován druhé zatažené ráno se značenými včelami, nyní nově vycvičenými k letu kolmému k okraji zalesněné krajiny (Obr. 7B, krmítko 2). Tento test vyšel s obdobným výsledkem. Nejjednodušší výklad tohoto pokusu je ten, že označené včely nejdříve nerozpoznaly nové místo od původního. To znamená, že si uložily nově naučenou trasu ke krmítku a sdělily její směr v síti souřadnic, která byla spojena s vizuálním celkovým pohledem z jejich rodného místa.

Otázkou je, jak si včely dokážou zapamatovat krajinu vizuálně. Towne a Moscrip (2008) navrhli přijatelnou možnost, že se včely naučily rysy vzdáleného obzoru, který viděly z pozice nedaleko úlu. Jestli to je tak, jak mají obzor zakódovaný? Učí se včely dozvědět se co nejvíce detailů o obzoru nebo redukují tyto detaily jen na několika parametrů, stejně tak množství osvětlení v dané oblasti, které může být spojeno se směrem, na který odkazují? Jsou horizontální polohy zaznamenaných scén zakódované v určitých pravidelných časech, v jednom nebo několika směrech? Mohly by tyto významné body mít vliv na směr, ve kterém včela letí nebo by mohl být let včely určen vnějšími vlivy, jako např. magnetickým signálem?

Výsledky Townea a Moscripa (2008) objasňují, že včely medonosné užívají přímé spojení mezi vizuální scénou a postavením Slunce při komunikaci pomocí tanečků. Spojení mezi zapamatovaným směrem a vizuální scénou mají mnoho potenciálních použití pro navigaci hmyzu.