Karl von Frisch

Karl Ritter von Frisch, ForMemRS (20 de noviembre de 1886 – 12 de junio de 1982) fue un etólogo germano-austríaco que recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1973, junto con Nikolaas Tinbergen y Konrad Lorenz.

Su trabajo se centró en las investigaciones de las percepciones sensoriales de la abeja melífera y fue uno de los primeros en traducir el significado de la danza del meneo. Su teoría, descrita en su libro de 1927 Aus dem Leben der Bienen (traducido al inglés como The Dancing Bees), fue cuestionada por otros científicos y recibida con escepticismo en ese momento. Solo mucho más tarde se demostró que era un análisis teórico preciso.

Primeros años

Karl Ritter von Frisch era hijo del cirujano y urólogo Anton von Frisch (1849–1917), por su matrimonio con Marie Exner. Karl era el menor de cuatro hijos, todos los cuales se convirtieron en profesores universitarios. Von Frisch era de ascendencia judía parcial. Su abuela, por parte de madre (Dusensy), era de origen judío.

Karl estudió en la Universidad de Viena con Hans Leo Przibram y en Múnich con Richard von Hertwig, inicialmente en el campo de la medicina, pero luego se dedicó a las ciencias naturales. Recibió su doctorado en 1910 y en el mismo año comenzó a trabajar como asistente en el departamento de zoología de la Universidad de Munich.

Carrera

En 1912, se convirtió en profesor de zoología y anatomía comparada allí; y en 1919 fue ascendido a profesor. Su estudiante Ingeborg Beling continuó su investigación sobre las abejas. En 1921 fue a la Universidad de Rostock como profesor de zoología y director de un instituto. En 1923 aceptó la oferta de una cátedra en la Universidad de Breslau, regresando en 1925 a la Universidad de Munich, donde se convirtió en director del instituto de zoología.

Von Frisch atrajo la atención negativa del régimen nazi, entre otras cosas por emplear asistentes judíos, incluidas muchas mujeres, y por practicar la "ciencia judía". Finalmente, Frisch se vio obligado a retirarse, pero la decisión se revirtió debido a su investigación sobre las infecciones por nosema en las abejas.

El instituto de zoología fue destruido en la Segunda Guerra Mundial y, en 1946, Frisch se fue a trabajar a la Universidad de Graz, donde permaneció hasta 1950, cuando regresó al reabierto instituto de Múnich. Se retiró en 1958 pero continuó con su investigación.

Vida privada

Karl Ritter von Frisch se casó con Margarete, de soltera Mohr, quien murió en 1964. Su hijo, Otto Ritter von Frisch, fue director del museo de historia natural de Brunswick entre 1977 y 1995.

Investigación

Frisch estudió aspectos del comportamiento animal, incluida la navegación animal, en la abeja melífera de Carniola (Apis mellifera carnica), una subespecie de la abeja melífera europea.

Abeja de miel carniolan en la cabeza de una flor dorada

Percepción de abeja

Frisch descubrió que las abejas pueden distinguir varias plantas en flor por su olor, y que cada abeja es "flor constante". Sorprendentemente, su sensibilidad a un "dulce" el gusto es solo un poco más fuerte que en los humanos. Pensó que era posible que el sentido espacial del olfato de una abeja surja del firme acoplamiento de su sentido olfativo con su sentido táctil. Frisch fue el segundo en demostrar que las abejas melíferas tenían visión del color, el primero fue Charles Henry Turner, que logró mediante el uso de condicionamiento clásico. Entrenó a las abejas para que se alimentaran de un plato de agua azucarada colocado en una tarjeta de color. Luego colocó la tarjeta de color en medio de un conjunto de tarjetas de tonos grises. Si las abejas ven la tarjeta de color como un tono de gris, entonces confundirán la tarjeta azul con al menos una de las tarjetas de tonos grises; las abejas que lleguen para alimentarse visitarán más de una tarjeta en la matriz. Por otro lado, si tienen visión de color, entonces las abejas visitan solo la tarjeta azul, ya que es visualmente distinta de las otras tarjetas. La percepción del color de una abeja es comparable a la de los humanos, pero con un cambio del rojo hacia la parte ultravioleta del espectro. Por eso las abejas no pueden distinguir el rojo del negro (incoloro), pero sí los colores blanco, amarillo, azul y violeta. Los pigmentos de color que reflejan la radiación UV amplían el espectro de colores que se pueden diferenciar. Por ejemplo, varias flores que a los humanos les pueden parecer del mismo color amarillo, a las abejas les parecerán tener diferentes colores (patrones multicolores) debido a sus diferentes proporciones de ultravioleta.

La investigación de Frisch sobre los poderes de orientación de una abeja fue significativa. Descubrió que las abejas pueden reconocer la dirección deseada de la brújula de tres maneras diferentes: por el sol, por el patrón de polarización del cielo azul y por el campo magnético de la tierra, en el que el sol se usa como la brújula principal, con las alternativas reservadas para las condiciones que surgen bajo cielos nublados o dentro de una colmena oscura.

La luz dispersada en un cielo azul forma un patrón característico de luz parcialmente polarizada que depende de la posición del sol y es invisible para los ojos humanos. Con un receptor UV en cada una de las unidades de lentes de un ojo compuesto y un filtro UV orientado de manera diferente en cada una de estas unidades, una abeja puede detectar este patrón de polarización. Un pequeño trozo de cielo azul es suficiente para que una abeja reconozca los cambios de patrón que ocurren en el transcurso de un día. Esto proporciona no solo información direccional sino también temporal.

Frisch demostró que las variaciones en la posición del sol a lo largo del día proporcionaban a las abejas una herramienta de orientación. Utilizan esta capacidad para obtener información sobre la progresión del día en el interior de una colmena oscura comparable a lo que se conoce por la posición del sol. Esto hace posible que las abejas transmitan información direccional siempre actualizada durante su danza, sin tener que hacer una comparación con el sol durante las largas fases de la danza. Esto les proporciona no solo información direccional alternativa, sino también información temporal adicional.

Las abejas tienen un reloj interno con tres mecanismos diferentes de sincronización o cronometraje. Si una abeja conoce la dirección a un lugar de alimentación encontrado durante una excursión matutina, también puede encontrar el mismo lugar, así como la hora precisa en la que esta fuente proporciona alimento, en la tarde, según la posición del sol.

Según el campo magnético, la alineación del plano de un panal en construcción (por ejemplo, el nuevo panal de un enjambre) será la misma que la de la colmena de origen del enjambre, según Frisch. Por experimentación, incluso se pueden producir peines deformados doblados en un círculo.

La alineación vertical del panal es atribuida por Frisch a la capacidad de las abejas para identificar lo que es vertical con la ayuda de su cabeza usada como un péndulo junto con un anillo de células sensoriales en el cuello.

Danzas como lenguaje

El conocimiento sobre los lugares de alimentación se puede transmitir de abeja a abeja. El medio de comunicación es una danza especial de la que existen dos formas:

Baile redondo

El "baile redondo" proporciona la información de que existe un comedero en las inmediaciones de la colmena a una distancia entre 50 y 100 metros, sin que se dé la dirección concreta. Mediante el estrecho contacto entre las abejas también proporciona información sobre el tipo de alimento (aroma de flores).

La abeja forrajera... comienza a realizar una especie de "danza redonda". Por parte del peine donde está sentada comienza a girar alrededor en un círculo estrecho, cambiando constantemente su dirección, girando ahora a la derecha, ahora a la izquierda, bailando a la derecha y anti-a la vez, en rápida sucesión, describiendo entre uno y dos círculos en cada dirección. Este baile se realiza entre el más grueso bullicio de la colmena. Lo que lo hace tan particularmente llamativo y atractivo es la forma en que infecta a las abejas circundantes; los que se sientan al lado de la bailarina comienzan a tropezar después de ella, siempre tratando de mantener a sus señuelos estirados en estrecho contacto con la punta de su abdomen.... Ellos participan en cada una de sus maniobras para que la propia bailarina, en sus movimientos locos de rueda, parezca llevar detrás de ella una cola perpetua de cometa de abejas.

Baile de meneo

El baile de la risa

Interpretación de la danza de remolacha: la dirección relativa al sol se muestra por ángulo a la vertical; distancia por el tiempo tomado en el tramo central.

El "baile de meneo" se utiliza para transmitir información sobre fuentes de alimentos más distantes. Para hacer esto, la abeja danzante avanza una cierta distancia sobre el panal que cuelga verticalmente en la colmena, luego traza un semicírculo para regresar a su punto de partida, con lo cual la danza comienza nuevamente. En el tramo recto, la abeja "banea" con su trasero. La dirección del tramo recto contiene la información sobre la dirección de la fuente de alimentación, siendo el ángulo entre el tramo recto y la vertical precisamente el ángulo que forma la dirección de vuelo con la posición del sol. La distancia a la fuente de alimento se transmite por el tiempo que se tarda en recorrer el tramo recto, un segundo indica una distancia de aproximadamente un kilómetro (por lo que la velocidad de la danza está inversamente relacionada con la distancia real). Las otras abejas captan la información manteniéndose en estrecho contacto con la abeja danzante y reconstruyendo sus movimientos. También reciben información a través del olfato sobre lo que se encuentra en la fuente de alimento (tipo de alimento, polen, propóleos, agua) así como sus características específicas. La orientación funciona tan bien que las abejas pueden encontrar una fuente de alimento con la ayuda de la danza del meneo, incluso si hay obstáculos, deben desviarse como una montaña intermedia.

En cuanto al sentido del oído, Frisch no pudo identificar esta facultad perceptiva, pero se asumió que las vibraciones podían detectarse y utilizarse para la comunicación durante la danza del meneo. Más tarde, el Dr. Jürgen Tautz, investigador de abejas en el Biocentro de la Universidad de Würzburg, proporcionó la confirmación.

"Dialectos"

Los hallazgos lingüísticos descritos anteriormente se basaron en el trabajo de Frisch principalmente con la variedad de abejas Carnica. Las investigaciones con otras variedades llevaron al descubrimiento de que los elementos del lenguaje eran específicos de la variedad, por lo que la forma en que se transmite la información de distancia y dirección varía mucho.

Otro trabajo

El trabajo con las abejas melíferas de Frisch incluyó el estudio de las feromonas que emiten la abeja reina y sus hijas, que mantienen el orden social muy complejo de la colmena. Fuera de la colmena, las feromonas hacen que las abejas macho, o zánganos, se sientan atraídas por una reina y se apareen con ella. Dentro de la colmena, los zánganos no se ven afectados por el olor.

Honores y condecoraciones

• Premio Lieben (1921)
• Pour le Mérite for Arts and Sciences (1952)
• Miembro de la Academia Americana de Artes y Ciencias (1952)
• Elegido miembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS) en 1954
• Anillo honorario de Viena (1956)
• Premio Kalinga para la Popularización de la Ciencia (1958)
• Orden de Mérito de Baviera (1959)
• Miembro de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos (1959)
• Medalla austriaca para la ciencia y el arte (1960)
• Premio Balzan de Biología "Por haber consagrado toda su vida a experimentar con miles de abejas, descubriendo así un verdadero lenguaje de gestos de comunicación y abriendo nuevas ideas sobre el conocimiento del comportamiento de los insectos" (motivación del Comité General del Premio Balzan). (1962)
• Premio Nobel de Fisiología o Medicina, con Konrad Lorenz y Nikolaas Tinbergen por sus logros en fisiología conductual comparativa y trabajo pionero en comunicación entre insectos. (1973)
• Gran Merit Cross con Star y Sash de la República Federal de Alemania (Großes Verdienstkreuz mit Stern und Schulterband) (1974)
• Orden Maximiliana de Baviera para la Ciencia y el Arte (1981)
• En su honor, la Medalla Karl Ritter von Frisch de la Sociedad Zoológica AlemanaDeutschen Zoologischen Gesellschaft, DZG), se otorga cada dos años a científicos cuyo trabajo se distingue por logros zoológicos extraordinarios que representan una integración de las ideas de varias disciplinas biológicas diferentes. Es el premio científico más importante de Alemania en zoología e incluye el premio de 10.000 euros.
• Miembro de la Academia Alemana de Ciencias Leopoldina – Academia Nacional de Ciencias
• Doctorados honorarios de varias universidades, miembros honorarios de numerosas academias y sociedades científicas

Publicaciones

En alemán

• Der Farben- und Formensinn der Bienen. In: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 35, 1–188, (1914–15)
• Über den Geruchssinn der Bienen und seine blütenbiologische Bedeutung. In: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 37, 1–238 (1919)
• Über die,Sprache' der Bienen. Eine tierpsychologische Untersuchung. In: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 40, 1–186 (1923)
• Aus dem Leben der Bienen. Springer Verlag Berlin (1927)
• Untersuchung über den Sitz des Gehörsinnes bei der Elritze. In: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 17, 686–801 (1932), it R. Stetter
• Über den Geschmacksinn der Bienen. In: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 21, 1–156 (1934)
• Du und das Leben – Eine moderne Biologie für Jedermann. (1936) [literalmente, Tú y la vida: una biología moderna para cada hombre]
• Über einen Schreckstoff der Fischhaut und seine biologische Bedeutung. In: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 29, 46–145 (1941)
• Die Tänze der Bienen. En: Österreichische Zoologische Zeitschrift 1, 1–48 (1946)
• Die Polarisation des Himmelslichtes als orientierender Faktor bei den Tänzen der Bienen. In: Experientia (Basel) 5, 142–148 (1949)
• Die Sonne als Kompaß im Leben der Bienen. En: Experientia (Basel) 6, 210-221 (1950)
• Das kleine Insektenbuch. Insel Verlag (1961)
• Tanzsprache und Orientierung der Bienen. Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/Nueva York (1965)
• Aus dem Leben der Bienen. Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/Nueva York (1927; 9. Auflage 1977), ISBN 3-540-08212-3
• Erinnerungen eines Biologen. Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1957 (Autobiographie)
• Die Tanzsprache der Bienen. Originaltonaufnahmen 1953-1962, hrsg. v. Klaus Sander. 2-CD-Set. supposé, Köln 2005. ISBN 978-3-932513-56-5
• Tiere als Baumeister. Frankfurt a.M., Ullstein, 1974. 309 Seiten. 105 Zeichnungen & 114 Photographien. ISBN 3-550-07028-4

En inglés

• Las abejas de baile: una cuenta de la vida y las sensaciones de la abeja de miel, Libros de la cosecha Nueva York (1953), una traducción de Aus dem Leben der Bienen, 5a edición revisada, Springer Verlag
• Acerca de Biología, Oliver & Boyd (1962), una traducción de Du Und Das Leben
• Arquitectura animal (publicado originalmente como Tiere Als Baumeister.) Nueva York, Helen y Kurt Wolff. (ISBN 0-15-107251-5) (1974 1a edición)
• The Dance Language and Orientation of Bees, Cambridge, Mass., Harvard University Press (1967), una traducción de Tanzsprache und Orientierung der Bienen