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# La biologia# Comportamento e cognizione animale

Le api adattano i loro schemi di volo in ambienti complessi

La ricerca mostra come le api aggiustano il loro volo in base alle caratteristiche ambientali.

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Indice

Le api sono creature straordinarie che hanno la capacità di ricordare l'ambiente circostante, il che le aiuta a tornare a casa dopo aver raccolto cibo. Quando le api lasciano per la prima volta il loro nido, non vanno subito a raccogliere nettare o polline. Invece, fanno una serie di voli di prova dove si muovono in cerchio e guardano indietro al nido. Questo comportamento le aiuta a imparare com'è l'area intorno al nido, fondamentale per trovare la strada per tornare dopo aver foraggiato.

L'importanza dei Voli di apprendimento

I voli di apprendimento sono cruciali per le api perché aiutano a non perdere tempo a cercare il nido una volta terminate le ricerche. Dopo alcuni voli di prova, le api iniziano a volare più in alto e più lontano dal nido. Espandono gradualmente l'area che coprono durante questi voli. La maggior parte degli studi precedenti ha esaminato come le api imparano in ambienti semplici e aperti con pochi ostacoli. È stato scoperto che le api adattano l'orientamento del corpo verso punti di riferimento o direzioni specifiche mentre volano.

Tuttavia, in natura, i nidi delle api si trovano spesso in posti disordinati come campi, boschi o fattorie, dove ci sono molte cose che possono ostacolare la loro vista o causare collisioni con oggetti. Per le api che stanno ancora imparando a volare, questi spazi affollati rappresentano sfide aggiuntive. Devono affrontare ostacoli e la mancanza di segnalazioni visive chiare che le aiuterebbero a capire dove si trovano. Questo suggerisce che le api potrebbero avere bisogno di strategie diverse per imparare e trovare la strada di casa in questi ambienti più complicati.

Cosa abbiamo investigato

Abbiamo esaminato come le caratteristiche dell'ambiente influenzano il modo in cui le api volano quando lasciano il nido per la prima volta. Gli oggetti intorno al nido possono fungere da marcatori, aiutando le api a identificare dove si trova casa. Ma questi oggetti possono anche creare sfide, come bloccare la loro vista e aumentare le possibilità di schiantarsi contro qualcosa. Volevamo vedere come il numero e la disposizione di questi oggetti circostanti influenzassero quanto in alto e quanto lontano volassero le api dal loro nido.

In ambienti più densi, le api possono volare più lontano dal nido mentre rimangono più basse nell'aria. Questo le aiuta a muoversi tra gli ostacoli. Al contrario, potrebbero volare più in alto rimanendo vicino al nido per avere una visione migliore dell'ambiente circostante. Eravamo anche interessati a come le api guardassero indietro al nido e come questo fosse correlato alla loro altitudine e all'altezza degli oggetti vicini.

Impostazione dell'esperimento

Per studiare questo, abbiamo usato bombi da tre alveari sani. Dopo l'arrivo delle api, le abbiamo messe in una scatola acrilica che imitava le condizioni del loro nido sotterraneo. Avevano accesso al cibo e sono state contrassegnate con etichette per l'identificazione dopo il loro primo volo.

Abbiamo creato un'arena di volo dove le api potevano essere osservate. Questa arena era coperta con motivi che le api potevano riconoscere, e abbiamo impostato telecamere per monitorare i loro movimenti. L'arena era disposta con diversi numeri e tipi di oggetti per creare vari ambienti per i test.

Abbiamo creato quattro ambienti diversi per vedere come si comportavano le api in diverse condizioni:

  1. Ambiente Scarso: Solo tre oggetti vicini al nido.
  2. Ambiente a Densità Piena: 40 oggetti distribuiti attorno al nido.
  3. Ambiente a Densità Fetta: 20 oggetti.
  4. Ambiente con Anello Esterno: 30 oggetti disposti in un anello più lontano dal nido.

Osservazione delle api

Abbiamo testato ogni ape in tutti e quattro gli ambienti, permettendo loro di volare e raccogliere dati sui loro movimenti. Abbiamo analizzato quanto lontano volassero dal nido e quanto in alto volassero durante i loro voli di apprendimento iniziali.

Nell'ambiente scarso con solo tre oggetti, si è visto che le api volavano più lontano dal nido rispetto a quanto in alto volassero. Al contrario, nell'ambiente a densità piena, le api tendevano ad aumentare la loro altezza più della distanza dal nido. Più oggetti c'erano, più spesso le api guadagnavano altitudine invece di allontanarsi semplicemente dal nido.

Effetti dell'ambiente sull'orientamento

Abbiamo anche osservato come le api orientassero i loro corpi mentre volavano. Nell'ambiente con tre oggetti, le api puntavano più verso il nido indipendentemente da quanto in alto stessero volando. Tuttavia, in ambienti più affollati, la loro orientazione corporea diventava più variabile. Avevano difficoltà a puntare verso il nido quando l'area era ingombra, il che potrebbe significare che dovevano concentrarsi di più sull'evitare gli ostacoli piuttosto che cercare continuamente casa.

Fissare il nido

Per capire dove guardassero le api durante i loro voli, abbiamo esaminato i momenti in cui fissavano l'ingresso del nido. Nell'ambiente scarso, le api fissavano il nido sia dall'interno che sopra l'ingombro. Tuttavia, nell'ambiente a densità piena, guardavano principalmente il nido quando volavano sopra l'ingombro.

Abbiamo scoperto che le api fissavano più spesso il nido quando si trovavano in posizioni più elevate. Questo suggerisce che volare sopra l'ingombro permetteva loro una visione più chiara della loro casa, aiutandole a formare migliori memorie visive.

Conclusione

In generale, la nostra ricerca ha dimostrato che i bombi sono molto adattabili nel modo in cui navigano nell'ambiente. Cambiavano i loro schemi di volo in base alle caratteristiche del loro ambiente. In aree dense, davano priorità a volare più in alto, il che li aiutava a capire meglio l'ambiente circostante mantenendo comunque in mente dove si trovava il loro nido.

Questi risultati evidenziano l'importanza di studiare come le api e altri insetti volanti navigano in tre dimensioni, specialmente in ambienti più complessi. Comprendere questi comportamenti può migliorare la nostra conoscenza della navigazione degli insetti e potrebbe aiutare negli sforzi per proteggere questi impollinatori essenziali.

Direzioni Future

Gli studi futuri potrebbero concentrarsi su come questi comportamenti di volo si sviluppano nel tempo. Osservare come le api adattano i loro schemi di volo nei viaggi successivi potrebbe fornire ulteriori spunti. Inoltre, esaminare i costi energetici di diverse strategie di volo in vari ambienti potrebbe aiutarci a capire quanto siano efficienti queste adattazioni nella navigazione.

Capire come le api imparano e navigano in ambienti ingombri offre spunti cruciali sulla loro sopravvivenza e sulla loro capacità di foraggiare efficacemente. Questa conoscenza evidenzia anche l'importanza di preservare habitat diversificati dove questi impollinatori prosperano.

Fonte originale

Titolo: Bumblebees increase their learning flight altitude in dense environments

Estratto: Bumblebees rely on visual memories acquired during the first outbound flights to relocate their nest. While these learning flights have been extensively studied in sparse environments with few objects, little is known about how bees adapt their flight in more dense, cluttered, settings that better mimic their natural habitats. Here we investigated how environmental complexity influences the first outbound flights of bumblebees. In a large arena we tracked the bees 3D positions to examine the flight patterns, body orientations, and nest fixations across environmental conditions characterised by different object constellations around the nest entrance. In cluttered environments, bees prioritised altitude gain over horizontal distance, suggesting a strategy to overcome obstacles and visual clutter. Body orientation patterns became more diverse in dense environments, indicating a balance between nest-oriented learning and obstacle avoidance. Notably, bees consistently preferred to fixate the location of the nest entrance from elevated positions above the dense environment across all conditions. Our results reveal significant changes in 3D flight structure, body orientations, and nest fixation behaviours as object density increases. This highlights the importance of considering three-dimensional space and environmental complexity in understanding insect navigation. Summary StatementDense environments influence bumblebees first flights, during which they develop visual memories of their nest entrance. Manipulating nest-surrounding objects showed bees prioritise altitude gain over horizontal distance in cluttered environments.

Autori: Annkathrin Sonntag, M. Lihoreau, O. J. N. Bertrand, M. Egelhaaf

Ultimo aggiornamento: 2024-10-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.618154

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.618154.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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