Baile de meneo

Danza del meneo es un término utilizado en apicultura y etología para una danza particular en forma de ocho de la abeja melífera. Al realizar esta danza, los recolectores exitosos pueden compartir información sobre la dirección y la distancia a los parches de flores que producen néctar y polen, a las fuentes de agua o a las nuevas ubicaciones de los nidos con otros miembros de la colonia.

La danza del meneo y la danza circular son dos formas de comportamiento de danza que forman parte de una transición continua. A medida que aumenta la distancia entre el recurso y la colmena, la danza circular se transforma en variaciones de una danza de transición que, cuando comunica recursos a distancias aún mayores, se convierte en la danza del meneo. En el caso de Apis mellifera ligustica la danza circular se realiza hasta que el recurso se encuentra a unos 10 metros de la colmena, las danzas de transición se realizan cuando el recurso se encuentra a una distancia de 20 a 30 metros de la colmena. la colmena, y finalmente, cuando se ubica a distancias mayores a los 40 metros de la colmena, se realiza la danza del meneo. Sin embargo, incluso cerca del nido, la danza circular puede contener elementos de la danza del meneo, como una porción de meneo. Por lo tanto, se ha sugerido que el término danza del meneo es mejor para describir tanto la danza del meneo como la danza circular.

El etólogo austriaco y el laureado Nobel Karl von Frisch fue uno de los primeros que tradujo el significado de la danza de la rencilla.

Descripción

Un baile de meneo consta de uno a 100 o más circuitos, cada uno de los cuales consta de dos fases: la fase de meneo y la fase de retorno. La danza del meneo de una abeja obrera implica correr a través de un pequeño patrón en forma de ocho: una carrera de meneo (también conocida como fase de meneo) seguida de un giro a la derecha para regresar al punto de partida (también conocido como fase de retorno), otra carrera de meneo , seguido de un giro y un círculo hacia la izquierda, y así sucesivamente en una alternancia regular entre giros a la derecha e izquierda después de carreras de movimiento. Las abejas que bailan producen y liberan dos alcanos, tricosano y pentacosano, y dos alquenos, (Z)-9-tricoseno y (Z)-9-pentacoseno, en su abdomen y en el aire.

La dirección y la duración de las carreras de meneo están estrechamente correlacionadas con la dirección y la distancia del recurso anunciado por la abeja danzante. En un experimento de captura y reubicación de abejas expuestas a una danza de meneo, las abejas siguieron el camino que las habría llevado a un comedero experimental si no hubieran sido desplazadas. El recurso puede incluir la ubicación de una fuente de alimento o un posible sitio de anidación. Para las abejas melíferas que anidan en cavidades, como la abeja melífera occidental (Apis mellifera) o Apis nigrocincta, las flores que se encuentran directamente en línea con el sol están representadas por meneos en una dirección hacia arriba en los peines verticales, y cualquier ángulo a la derecha o a la izquierda del sol está codificado por un ángulo correspondiente a la derecha o a la izquierda de la dirección hacia arriba. La distancia entre la colmena y el objetivo de reclutamiento está codificada en la duración de las carreras de movimiento. Cuanto más lejos esté el objetivo, más larga será la fase de movimiento. Cuanto más entusiasmada esté la abeja con el lugar, más rápidamente se moverá, por lo que captará la atención de las abejas observadoras y tratará de convencerlas. Si varias abejas están haciendo el baile de meneo, es una competencia para convencer a las abejas observadoras de que sigan su ejemplo, y las abejas que compiten pueden incluso perturbar el funcionamiento de otras abejas. bailan o se pelean entre sí. Además, algunas abejas que anidan al aire libre, como la abeja enana negra (Apis andreniformis), cuyos nidos cuelgan de ramitas o ramas, realizarán una danza horizontal en un escenario encima de su nido para señalar a los recursos.

Las abejas danzantes que han estado en el nido durante un tiempo prolongado ajustan los ángulos de sus danzas para adaptarse a la dirección cambiante del sol. Por lo tanto, las abejas que siguen el movimiento de la danza todavía son conducidas correctamente a la fuente de alimento aunque su ángulo con respecto al sol haya cambiado.

Se ha demostrado que el consumo de etanol por parte de las abejas recolectoras reduce la actividad de la danza del meneo y aumenta la aparición de la danza del temblor.

Kevin Abbott y Reuven Dukas de la Universidad McMaster en Hamilton, Ontario, Canadá, descubrieron que si se coloca una abeja occidental muerta sobre una flor, las abejas realizaban muchos menos bailes de meneo al regresar a la colmena. Los científicos explican que las abejas asocian la abeja muerta con la presencia de un depredador en la fuente de alimento. La reducción de la frecuencia de repetición de la danza, por lo tanto, indica que las abejas danzantes realizan y comunican una forma de análisis de riesgo/beneficio.

Aunque Karl von Frisch lo descifró por primera vez, el comportamiento de baile de las abejas se había observado y descrito varias veces antes. Unos 100 años antes del descubrimiento de Frisch, Nicholas Unhoch describió el comportamiento de las abejas bailando como un capricho "de ciertos placeres y alegrías". Admitió ignorancia sobre el propósito del baile. 35 años antes de las observaciones de Unhoch, Ernst Spitzner observó abejas bailando e interpretó que esto transmitía olores de recursos forrajeros a otros compañeros de nido. Aristóteles, además de describir el comportamiento de constancia de las flores, sospechaba que se producía alguna forma de comunicación entre las recolectoras dentro de un nido:

"En cada viaje la abeja no vuela de una flor de un tipo a una flor de otro, pero vuela de un violeta, digamos, a otro violeta, y nunca se mezcle con otra flor hasta que haya regresado a la colmena; al llegar a la colmena ellos tiran de su carga, y cada abeja a su regreso es seguido por tres o cuatro compañeros. Lo que es que se reúnen es difícil de ver, y cómo lo hacen no se ha observado".

Jürgen Tautz también escribe sobre esto en su libro El rumor de las abejas (2008):

Muchos elementos de la comunicación utilizados para reclutar miniswarms a sitios de alimentación también se observan en el comportamiento "verdadero" de enjambre. Miniswarms of foragers are not placed under the same selection pressure as are true swarms, because the fate of the entire colony is not at stake. Una colonia verdaderamente enjambre tiene que ser rápidamente llevado a un nuevo hogar, o perecerá. El comportamiento utilizado para reclutar a fuentes de alimentos posiblemente desarrollado por el comportamiento "verdadero".

Mecanismo

Las abejas acumulan una carga eléctrica durante el vuelo y cuando mueven o frotan partes de su cuerpo. Las abejas emiten campos eléctricos constantes y modulados durante la danza del meneo. Tanto los componentes de baja como de alta frecuencia emitidos por las abejas danzantes inducen movimientos antenales pasivos en las abejas estacionarias según la ley de Coulomb. Los flagelos cargados eléctricamente de las células mecanorreceptoras se mueven mediante campos eléctricos y con mayor fuerza si el sonido y los campos eléctricos interactúan. Los registros de los axones del órgano de Johnston indican su sensibilidad a los campos eléctricos. Por lo tanto, se ha sugerido que los campos eléctricos que emanan de la carga superficial de las abejas estimulan los mecanorreceptores y pueden desempeñar un papel en la comunicación social durante la danza del meneo.

Controversia

El lenguaje de la danza versus la danza del meneo

Según lo define von Frisch, Tanzsprache (en alemán, 'lenguaje de danza') es la información sobre la dirección, la distancia y la calidad de un recurso (como alimento o sitios de anidación). ) contenido dentro de la danza del meneo. Hay pruebas que respaldan la danza del meneo y el "Tanzsprache" en Apis dorsalata. Al igual que otras abejas, utilizan el lenguaje de la danza para indicar información crítica sobre los recursos alimentarios. El cuerpo del bailarín apunta en dirección a la fuente de alimento y el sonido producido durante la danza indica la rentabilidad del alimento. Aunque existe cierta evidencia de una conexión directa entre el Tanzsprache y la ejecución de la danza del meneo, las críticas recientes sostienen que los recolectores potenciales no necesitan traducir correctamente el lenguaje de la danza de la danza del meneo para buscar comida con éxito. En un experimento con la abeja Apis mellifera, la mayoría de los individuos que siguieron minuciosamente una danza de meneo ignoraron la dirección del recurso y la información de ubicación. En cambio, el 93% de los recolectores regresaron a áreas de alimentación que conocían previamente.

Las abejas que siguen una danza de meneo pueden buscar alimento con éxito sin decodificar la información del lenguaje de la danza de varias maneras:

• El seguidor de baile puede utilizar información olfativa de la bailarina y encontrar el mismo recurso o otro diferente con un olor similar.
• Seguir un baile puede simplemente desencadenar el comportamiento de forraje. Un forager puede buscar aleatoriamente recursos.
• Seguir un baile puede reactivar el conocimiento privado de un recurso. Después de la reactivación, el forager puede regresar al recurso conocido.
• El uso de la información comunicada en el baile de rezago es más útil para los forrajeros cuando falta información privada sobre los recursos.

El lenguaje de la danza como lenguaje

El uso de la palabra idioma puede llevar a tergiversaciones del baile de rencilla. El lingüista suizo Ferdinand de Saussure propuso un sistema de lenguaje donde se compone de dos componentes principales. El significador es la representación física o fonética de un signo. El significado es el componente conceptual. Si el lenguaje de baile seguía el modelo diádico Saussuriano de la semiótica, el significador sería el baile de waggle y el significado sería la ubicación del recurso de forraje. Aunque el lenguaje de baile puede o no seguir este tipo de patrón, no se considera un lenguaje con gramática sintáctica o un conjunto de símbolos.

Eficiencia y adaptación

El baile del meneo puede ser menos eficiente de lo que se pensaba. Algunas abejas observan más de 50 recorridos de meneo sin conseguir alimento, mientras que otras lo harán con éxito después de observar 5 recorridos. Del mismo modo, los estudios han encontrado que las abejas rara vez hacen uso de la información comunicada en la danza del meneo y parecen hacerlo sólo alrededor del diez por ciento del tiempo. Puede haber un conflicto entre la información privada basada en experiencias individuales y la información social transmitida a través de la comunicación mediante la danza. Esencialmente, los recolectores a menudo prefieren usar información recordada sobre sitios de alimentos previamente gratificantes que han visitado y usarán esta información incluso cuando reciban información de baile sobre nuevas fuentes de alimentos. Esto arroja luz sobre el hecho de que seguir información social es más costoso energéticamente que buscar comida de forma independiente y no siempre es ventajoso. Utilizando señales olfativas y la memoria de abundantes sitios de alimentación, las abejas pueden buscar alimento de forma independiente sin gastar la energía potencialmente extensa que se necesita para procesar y ejecutar las instrucciones comunicadas por sus compañeros recolectores. Sin embargo, los recolectores que siguen los bailes de meneo eventualmente cambiarán a usar información pública, la información de ubicación de los alimentos proporcionada por el bailarín de meneo, cuando su información privada ya no sea útil.

La danza del meneo es beneficiosa en algunos entornos y no en otros, lo que proporciona una explicación plausible de por qué la información proporcionada por la danza del meneo sólo se utiliza con moderación. Dependiendo del clima, otros competidores y las características de la fuente de alimentos, la información transmitida puede degradarse rápidamente y volverse obsoleta. Como resultado, se ha informado que los recolectores están apegados a sus sitios de alimentación y continúan visitando un solo parche muchas veces después de que ya no es rentable. Por ejemplo, la danza del meneo juega un papel significativamente mayor en la búsqueda de alimento cuando las fuentes de alimento no son tan abundantes. En hábitats templados, por ejemplo, las colonias de abejas melíferas realizan de forma rutinaria la danza del meneo, pero aun así pudieron buscar alimento con éxito cuando la información de ubicación proporcionada por la danza se ocultó experimentalmente. Sin embargo, en los hábitats tropicales, la búsqueda de alimento de las abejas melíferas se ve gravemente afectada si se evita el movimiento de las abejas. Se cree que esta diferencia se debe a la fragmentación de los recursos en los ambientes tropicales frente a la homogeneidad de los recursos en los ambientes templados. En los trópicos, los recursos alimentarios pueden venir en forma de árboles en flor que son ricos en néctar pero que están escasamente dispersos y florecen sólo brevemente. Por lo tanto, en las zonas tropicales la información sobre la ubicación del forraje podría ser más valiosa que en las zonas templadas.

Evolución

Los antepasados de las abejas modernas probablemente realizaban movimientos excitatorios para animar a otros compañeros de nido a buscar alimento. Estos movimientos excitadores incluyen sacudidas, zigzagueos, zumbidos y choques contra sus compañeros de nido. Se observa un comportamiento similar en otros himenópteros, incluidas las abejas sin aguijón, las avispas, los abejorros y las hormigas.

Una teoría prometedora para la evolución de la danza del meneo, propuesta por primera vez por Martin Lindauer, es que la danza del meneo originalmente ayudó en la comunicación de información sobre un nuevo sitio de anidación, en lugar de información espacial sobre los sitios de alimentación.

Se ha observado que las abejas con los rasgos más derivados realizan las danzas de meneo más derivadas. Las abejas melíferas se pueden clasificar en tres grupos principales: las abejas enanas (2 especies), las abejas gigantes (3 especies), las cuales construyen un solo panal en un nido abierto, mientras que las 6 especies restantes anidan en cavidades. Se ha confirmado que las abejas melíferas enanas son basales y las abejas melíferas gigantes y que anidan en cavidades son monofiléticas. Las danzas de meneo de cada especie de abejas varían en diferentes grados, y el comportamiento de anidación juega un papel clave en los rasgos de la danza de meneo. Por ejemplo, la variedad de abejas que anidan en espacios abiertos depende de señales celestiales para orientar su danza, mientras que las abejas que anidan en cavidades pueden utilizar la gravedad y orientar sus danzas en sus nidos oscuros. Las abejas que anidan al aire libre no tienen por qué utilizar la gravedad porque no necesitan realizar sus danzas en la oscuridad. Además, las abejas que anidan en cavidades han incorporado un elemento sonoro a sus danzas. Utilizando la vibración de sus alas, estas abejas utilizan la acústica para ayudar en la señalización y proporcionar más información sobre la distancia, dirección y calidad del sitio de alimento/anidación. Se sospecha que esto también evolucionó en respuesta a que las abejas que anidaban en cavidades tenían que realizar su danza de meneo en la oscuridad. La orientación de la danza también ha evolucionado, ancestralmente se realizaba en un plano horizontal, los que anidan cavidades han evolucionado para realizar la danza en un plano vertical. El baile horizontal produce más errores en el baile, por lo que es ventajoso bailar verticalmente (con mayor precisión) como lo hacen las especies que anidan en cavidades.

Las observaciones han sugerido que diferentes especies de abejas tienen diferentes "dialectos" de la danza del meneo, cada especie o subespecie baila variando según la curva o la duración. Un estudio de 2008 demostró que una colonia mixta de abejas asiáticas (Apis cerana cerana) y europeas (Apis mellifera ligustica) fueron gradualmente capaces de comprender los 'dialectos&#34 de las demás ; de danza del meneo.

Aplicaciones a la investigación de operaciones

En línea con trabajos recientes en la investigación de inteligencia de enjambre que involucran algoritmos de optimización inspirados en el comportamiento de insectos sociales (incluidas abejas, hormigas y termitas) y vertebrados como peces y aves, recientemente se han realizado investigaciones sobre el uso del comportamiento de danza del meneo de las abejas. para un enrutamiento eficiente y tolerante a fallas. Del resumen de Wedde, Farooq y Zhang (2004):

En este trabajo presentamos un nuevo algoritmo de enrutamiento, BeeHive, inspirado en los métodos comunicativos y evaluadores y procedimientos de abejas de miel. En este algoritmo, los agentes de abeja viajan a través de las regiones de red llamadas zonas de forraje. En su camino su información sobre el estado de la red se entrega para actualizar las tablas locales de enrutamiento. BeeHive es tolerante a la culpa, escalable y depende completamente de información local o regional, respectivamente. Demostramos a través de extensas simulaciones que BeeHive logra un rendimiento similar o mejor en comparación con algoritmos de última generación.

En la optimización de servidores de Internet se emplea otra técnica computacional estigmergica inspirada en las abejas, llamada optimización de colonias de abejas.

El protocolo Zigbee RF lleva el nombre del baile del meneo.