Молодые пчелы научились танцевать у опытных

Исследователи из Китая и США показали, что правильный виляющий танец пчел зависит от социального обучения. В эксперименте пчелы, которые не наблюдали, как танцуют более опытные особи, танцевали менее упорядоченно и совершали ошибки: неправильно кодировали направление и расстояние до источника пищи. Со временем такие пчелы начинали танцевать лучше, но информацию о расстоянии все равно передавали некорректно. Исследование опубликовано в Science.

Многие животные учатся чему-то, наблюдая за сородичами; ученые называют это социальным обучением. Детский лепет благодаря социальному обучению становится человеческой речью, то же самое происходит и с «подпевками» молодых певчих птиц. Знания и навыки могут передаваться от родителей детям или от более опытной особи к менее, и просто между взрослыми особями. Социальное обучение встречается у приматов, китообразных, копытных, грызунов, птиц и многих других животных.

Для эусоциальных насекомых — муравьев, пчел, ос, — тоже характерно социальное обучение. Например, шмели наблюдают за тем, их сородичи решают задачу, и впоследствии эффективнее решают такие же и даже адаптируют решение. Бумажные осы (Polistes fuscatus) используют социальное подслушивание: наблюдают за конфликтами других ос и оценивают агрессивность потенциальных врагов.

Медоносные пчелы используют сложную форму пространственной коммуникации — танец. Так они сообщают соседям по улью о том, где расположен источник питания, сколько до него лететь и сколько в нем пыльцы или нектара. Генетический компонент в пчелиных танцах очень велик, и до сих пор не было известно, могут ли пчелы учиться танцевать друг у друга.

Шихао Дун (Shihao Dong) из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна при Китайской академии наук с коллегами решили это проверить. Они изучили, как развивается виляющий танец медоносных пчел. Пчелы-разведчицы или фуражиры танцуют в глубине улья на вертикально расположенных сотах — так они сообщают остальным рабочим пчелам в колонии, где искать нектар. Пчела во время танца двигается по траектории восьмерки, покачивая (виляя) брюшком посередине. Угол между вертикалью и осью танца соответствует углу между солнцем и источником пищи. Продолжительность виляния и его амплитуда кодируют расстояние до места расположения нектара. Качество пищи определяется количеством и скоростью виляний: чем больше, тем лучше.

В теории молодые рабочие пчелы могут учиться танцу у более опытных: они становятся фуражирами постепенно. На 8 день жизни они начинают наблюдать за танцами опытных фуражиров, летают туда, куда их направляют, и только на 12 день начинают танцевать сами. При этом большинство молодых пчел следуют за пчелами постарше, которые уже танцевали прежде. Поэтому ученые предположили, что если вырастить пчел в среде, где у них не будет возможности учиться у других пчел, в их первых танцах будет больше ошибок.

Они взяли когорту пчел, которым исполнился один день, и сформировали из нее пять колоний. Все пчелы полы помечены, а кормушка с сахарозой находилась в 150 метрах от улья. Затем ученые наблюдали за взрослением пчел до их первого танца, а потом сравнили его с танцем этих же пчел 20 дней спустя, когда у них было больше опыта. Наивные танцоры не могли учиться у старших, потому что старших в колониях просто не было, однако они могли смотреть друг на друга. Для контроля авторы сформировали другие пять колоний, в которых были пчелы всех возрастов; в них молодые особи могли наблюдать за более взрослыми.

Пчелы из контрольных колоний, которые могли наблюдать за соседями по улью, практически не ошибались даже в первых танцах. А первые танцы пчел из экспериментальных колоний были менее упорядоченными по сравнению с их же танцами спустя 20 дней (p < 0,05). К тому же пчелы из экспериментальных колоний во время первых танцев ошибались с углами — и это коррелировало с увеличением беспорядка. Спустя 20 дней таких ошибок стало меньше (p < 0,05).

Расстояние пчелы из экспериментальных колоний тоже кодировали хуже, чем контрольные: продолжительность виляний была выше. Спустя 20 дней ситуация немного улучшилась, но экспериментальные пчелы все равно были не так точны, как контрольные.

Исследователи пришли к выводу, что молодым медоносным пчелам, которые готовятся стать собирателями, важно наблюдать за танцами более опытных пчел, чтобы избежать ошибок во время первых танцев и в будущем. Те, кто не мог этого делать, так и не научились кодировать расстояние без ошибок, несмотря на тренировки и опыт. В то же время пчелам из контрольных колоний хватило наблюдений за старшими сородичами. Таким образом, пишут авторы, речь может идти о культурной модификации и передаче сигналов у эусоциальных насекомых.

Однажды мы писали о том, что ученые обнаружили у пчел звуковой сигнал, схожий с нашим восклицанием «ой!», — пчелы издают его, когда сталкиваются друг с другом в улье.