Bienen folgen linearen Orientierungspunkten, um ihren Weg nach Hause zu finden, genau wie die ersten Piloten

Wissenschaftler haben gezeigt, dass Honigbienen die dominanten linearen Landschaftselemente in ihrem Heimatgebiet wie Kanäle, Straßen und Grenzen in Erinnerung behalten. Wenn sie in eine unbekannte Gegend transportiert werden, suchen sie nach lokalen Elementen dieser Art, vergleichen ihre Anordnung mit der Erinnerung und fliegen an ihnen entlang, um den Weg nach Hause zu finden. Diese Navigationsstrategie ähnelt der der ersten menschlichen Piloten.

In den frühesten Tagen des menschlichen Fliegens, vor der Erfindung der ersten Funkbaken und bodengestützten elektronischen Systeme und des modernen GPS, navigierten Piloten üblicherweise, indem sie Straßen und Schienen folgten – markante lineare Landschaftselemente auf Bodenhöhe, die zu einem interessanten Ziel führen .

Geben Sie die Honigbiene ein. Ein Jahrhundert Forschung hat gezeigt, dass Honigbienen Navigatoren par excellence sind. Sie können anhand ihres Geruchssinns, der Sonne, des Himmelsmusters aus polarisiertem Licht, vertikaler Orientierungspunkte, die sich vom Panorama abheben, und möglicherweise des Erdmagnetfelds navigieren. Sie sind auch schlaue Lerner, die in der Lage sind, Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Erinnerungen zu erkennen, um Regeln zu verallgemeinern.

Nun haben Wissenschaftler gezeigt, dass Honigbienen dazu neigen, ihren Heimweg zu suchen, indem sie sich wie die ersten Piloten an den dominanten linearen Landschaftselementen orientieren. Die Ergebnisse sind in dargestellt Grenzen in der Verhaltensneurowissenschaft.

Dr. Randolf Menzel, emeritierter Professor am Institut für Neurobiologie der Freien Universität Berlin und Erstautor der Studie, erklärt: „Hier zeigen wir, dass Honigbienen ein ‚Navigationsgedächtnis‘ verwenden, eine Art mentale Landkarte des Gebiets, das sie wissen, ihre Suchflüge zu lenken, wenn sie in einem neuen, unerforschten Gebiet nach ihrem Bienenstock suchen. Lineare Landschaftselemente wie Wasserkanäle, Straßen und Feldränder scheinen wichtige Bestandteile dieses Navigationsgedächtnisses zu sein.“

Winziger Transponder

Im Spätsommer 2010 und 2011 haben Menzel und Kollegen in der Nähe des Dorfes Klein Lüben in Brandenburg 50 erfahrene Sammelbienen gefangen und ihnen einen 10,5-mg-Transponder auf den Rücken geklebt. Sie ließen sie dann in einem neuen Testgebiet frei, das zu weit entfernt war, um den Bienen vertraut zu sein. Im Testgebiet befand sich ein Radar, das die Transponder in einer Entfernung von bis zu 900 Metern erkennen konnte. Der bemerkenswerteste Orientierungspunkt im Testgebiet war ein Paar paralleler Bewässerungskanäle, die von Südwesten nach Nordosten verliefen.

Wenn sich Honigbienen in unbekanntem Territorium befinden, fliegen sie in Erkundungsschleifen in verschiedene Richtungen und über verschiedene Entfernungen, zentriert auf den Freisetzungsort. Zwischen 20 Minuten und drei Stunden verfolgten die Forscher mit dem Radar das exakte Erkundungsflugmuster jeder Biene. Die Bienen flogen während des Experiments bis zu neun Meter über dem Boden.

Die Forscher hatten Sammelbienen aus fünf Bienenstöcken gesammelt: Das Heimatgebiet um die Bienenstöcke A und B ähnelte dem Testgebiet in Anzahl, Breite, Länge und Winkel linearer Landschaftselemente, insbesondere Bewässerungskanäle. Das Heimatgebiet um die Bienenstöcke D und E war in dieser Hinsicht sehr unähnlich, während das Heimatgebiet um Bienenstock C eine mittlere Ähnlichkeit mit dem Testgebiet aufwies. Andere Orientierungspunkte, an denen sich Honigbienen orientieren, wie strukturierte Horizonte oder auffällige vertikale Elemente, fehlten im Testgebiet.

Nicht zufälliges Suchmuster

Menzelet al. simulierte zunächst zwei Sätze von zufälligen Flugmustern, die auf den Auslösepunkt zentriert und mit unterschiedlichen Algorithmen generiert wurden. Da sich die beobachteten Flugmuster stark von diesen unterschieden, schlossen die Forscher, dass die Honigbienen nicht einfach zufällige Suchflüge durchführten.

Die Forscher verwendeten dann fortschrittliche Statistiken, um die Ausrichtung der Flüge und ihre Häufigkeit des Überfliegens jedes 100 x 100 Meter großen Blocks innerhalb des Testgebiets zu analysieren. Sie zeigten, dass die Honigbienen überproportional viel Zeit damit verbrachten, entlang der Bewässerungskanäle zu fliegen. Analysen zeigten, dass diese die Erkundungsflüge auch dann weiter leiteten, wenn die Bienen mehr als 30 Meter entfernt waren, die maximale Entfernung, aus der Honigbienen solche Landschaftselemente sehen können. Dies impliziert, dass die Bienen sie lange Zeit in ihrem Gedächtnis behielten.

„Unsere Daten zeigen, dass Ähnlichkeiten und Unterschiede in der Anordnung der linearen Landschaftselemente zwischen ihrem Heimatgebiet und dem neuen Gebiet von den Bienen genutzt werden, um zu erkunden, wo sich ihr Bienenstock befinden könnte“, sagte Menzel.

Navigationsgedächtnis

Wichtig ist, dass maschinelle Lernalgorithmen zeigten, dass die Bewässerungskanäle im Testgebiet am informativsten für die Vorhersage der Erkundungsflüge von Bienen aus den Bienenstöcken A und B waren, weniger für Bienen aus Bienenstock C und am wenigsten für Bienen aus Bienenstöcken D und E. Dies deutet darauf hin dass die Bienen ein auf linearen Landschaftselementen basierendes Navigationsgedächtnis ihres Heimatgebiets behielten und versuchten, das, was sie im Testgebiet sahen, auf sein Gedächtnis zu verallgemeinern, um ihren Weg nach Hause zu finden.

„Fliegende Tiere identifizieren solche ausgedehnten Bodenstrukturen in einer kartenähnlichen Luftaufnahme, was sie als Leitstrukturen sehr attraktiv macht. Es ist daher nicht verwunderlich, dass sowohl Fledermäuse als auch Vögel lineare Orientierungspunkte zur Navigation verwenden. Basierend auf den hier berichteten Daten schließen wir auf diesen langgestreckten Boden Strukturen sind auch hervorstechende Bestandteile des Navigationsgedächtnisses der Honigbienen“, schlossen die Autoren.