Die Weitergabe von gemeinsamem Wissen von einer Generation zur nächsten ist ein Markenzeichen der Kultur und ermöglicht es Tieren, sich schnell an eine sich verändernde Umgebung anzupassen.
Während es bei Arten, die von menschlichen Säuglingen bis hin zu nackten Maulwurfsratten oder jungen Singvögeln reichen, weit verbreitet ist, wurde frühes soziales Lernen jetzt bei Insekten dokumentiert.
Veröffentlichung in der Zeitschrift Wissenschaft, ein Forscher der University of California in San Diego und seine Kollegen entdeckten Beweise dafür, dass soziales Lernen für Honigbienen von grundlegender Bedeutung ist. Professor James Nieh von der School of Biological Sciences und seine Mitarbeiter entdeckten, dass der „Wackeltanz“, der den Nestgenossen durch eine komplizierte Abfolge von Bewegungen die Position kritischer Ressourcen signalisiert, durch Lernen verbessert und kulturell weitergegeben werden kann. Die Studie demonstriert die Bedeutung des frühen Lernens sozialer Signale in einem der komplexesten bekannten Beispiele nichtmenschlicher räumlicher referenzieller Kommunikation.
„Wir beginnen zu verstehen, dass Tiere wie wir Informationen, die für ihr Überleben wichtig sind, durch Gemeinschaften und Familien weitergeben können. Unsere neue Forschung zeigt, dass wir dieses soziale Lernen jetzt auf Insekten ausdehnen können“, sagte Nieh, Professor an der Abteilung Ökologie, Verhalten und Evolution.
Honigbienen – wie Menschen, viele Singvögel und Nacktmulle – scheinen eine kritische Zeit für den Spracherwerb zu haben. Honigbienen kommunizieren den Standort von Ressourcen wie gutem Essen durch den Wackeltanz, eine Form der Tiersprache. Wenn junge Bienen anderen Wackeltänzern folgen können, die normalerweise älter und erfahrener sind, führen sie bei ihren ersten Tanzversuchen weniger genaue und ungeordnetere Tänze auf als Bienen, die „Lehrern“ folgen konnten. Mit Übung und Erfahrung konnten die Tänzer, die nicht sozial von anderen Bienen lernen konnten, wie man tanzt, einige Aspekte ihres Tanzens verbessern. Ihr „Dialekt“, die Art und Weise, wie sie die Entfernung zur Ressource in der Dauer der Wackelphase kodieren, blieb jedoch während ihres gesamten Erwachsenenlebens unverändert, was darauf hindeutet, dass einige Aspekte der Kommunikation nach einer kritischen Phase nicht mehr geändert werden können. Bildnachweis: Erstellt von James Nieh aus Videoclips, die von Dong Shihao gefilmt wurden.
Honigbienen, ein soziales Insekt mit einer hochgradig organisierten Gemeinschaftsstruktur, tragen dazu bei, das Überleben ihrer Kolonien zu sichern, indem sie einander die Lage der Nahrungsquellen durch einen Wackeltanz mitteilen, bei dem Bienen in Form einer Acht herumkreisen, während sie während der Zentrale mit ihren Körpern wackeln Teil des Tanzes.
Mit halsbrecherischer Geschwindigkeit (jede Biene bewegt sich in weniger als einer Sekunde um eine Körperlänge) übersetzen die Bewegungen innerhalb des Tanzes visuelle Informationen aus der Umgebung des Bienenstocks und den Standort der Sonne in die Entfernung, Richtung und sogar die Qualität der Ressource zu Nestgenossen. Die genaue Übertragung dieser Informationen ist eine bemerkenswerte Leistung, da sich Bienen schnell über eine oft unebene Bienenstockoberfläche bewegen müssen.
Nieh und seine Forscherkollegen Shihao Dong, Tao Lin und Ken Tan von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) führten Experimente durch, um die Details der Wackeltanzkommunikation zu testen. Sie gründeten Kolonien, um den Informationsübertragungsprozess zwischen erfahrenen Sammelbienen und ihren jüngeren, weniger erfahrenen Nestgenossen zu untersuchen.
Die Experimentatoren schufen Kolonien, in denen Bienen Wackeltänzer niemals beobachten oder ihnen folgen konnten, bevor sie zum ersten Mal tanzten. Diese Kolonien bestanden aus jungen Bienen, die alle im gleichen Alter waren. Bienen beginnen zu tanzen, wenn sie das richtige Alter erreicht haben, und folgen immer erfahrenen Tänzern, bevor sie zum ersten Mal versuchen zu tanzen. In diesen experimentellen Kolonien konnten Bienen daher nie von erfahreneren Tänzern lernen.
„Bienen ohne die Möglichkeit, Tänzern zu folgen, bevor sie zum ersten Mal tanzten, produzierten deutlich mehr ungeordnete Tänze mit größeren Schwankungswinkel-Divergenzfehlern und falsch kodierter Entfernung“, stellten die Forscher in der Studie fest.
Im Gegensatz dazu litten Bienen, die andere Tänze in Kontrollkolonien beschatteten, nicht unter solchen Problemen. Wie Menschen, für die eine frühzeitige Sprachentwicklung unerlässlich ist, erwarben die Bienen soziale Hinweise, die verschlüsselt wurden und lebenslang (etwa 38 Tage) bei ihnen blieben.
Wer nicht früh den richtigen Wackeltanz erlernte, konnte sich durch anschließendes Beobachten anderer Tänzer und durch Üben zwar verbessern, konnte aber Distanzen nie richtig kodieren. Diese Distanzcodierung erzeugt die unterschiedlichen „Dialekte“ verschiedener Honigbienenarten. Mit anderen Worten, die Bienen, die andere Tänzer während ihrer kritischen frühen Lernphase nie beobachten konnten, entwickelten einen neuen Dialekt, den sie für den Rest ihres Lebens beibehielten.
„Wissenschaftler glauben, dass Bienendialekte von ihrer lokalen Umgebung geprägt sind. Wenn dem so ist, ist es sinnvoll, dass ein Volk einen Dialekt weitergibt, der gut an diese Umgebung angepasst ist“, sagt Nieh. Die Ergebnisse lieferten daher Hinweise darauf, dass soziales Lernen die Signalgebung von Honigbienen ebenso prägt wie die frühe Kommunikation bei vielen Wirbeltierarten, die ebenfalls vom Lernen profitieren.
Mit ihren neuen Ergebnissen möchten Nieh und seine Kollegen nun die Rolle der Umwelt bei der Gestaltung der Bienensprache verstehen. In Zukunft möchten sie herausfinden, ob ältere, erfahrenere Bienen im Volk, die die Verteilung der Nahrungsquellen in ihrer Umgebung kennen, möglicherweise einen optimierten Dialekt an die nächste Generation weitergeben können.
Sie sind auch besorgt, dass externe Bedrohungen dieses frühe Sprachenlernen stören könnten. Mehrere Studien, darunter die von Nieh und seinen Mitarbeitern, zeigten den Schaden, den häufig verwendete Pestizide Bienen zufügen können.
„Wir wissen, dass Bienen ziemlich intelligent sind und die Fähigkeit haben, bemerkenswerte Dinge zu tun“, sagte Nieh. „Mehrere Arbeiten und Studien haben gezeigt, dass Pestizide die Kognition und das Lernen von Honigbienen beeinträchtigen können, und daher könnten Pestizide ihre Fähigkeit beeinträchtigen, zu lernen, wie man kommuniziert, und möglicherweise sogar neu gestalten, wie diese Kommunikation an die nächste Generation von Bienen in einer Kolonie weitergegeben wird.“
Mehr Informationen:
Shihao Dong et al, Soziales Signallernen des Wackeltanzes bei Honigbienen, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.ade1702. www.science.org/doi/10.1126/science.ade1702