Agricultura Apicultura Estados Unidos

Investigadores descifran y codifican el lenguaje universal de las abejas


Para los investigadores de Virginia Tech, Margaret Couvillon y Roger Schürch, el mito de origen de la Torre de Babel, que pretende explicar la génesis de los muchos idiomas del mundo, tiene un gran significado.


Virginia Tech


Los dos profesores asistentes y sus equipos han decodificado el lenguaje de las abejas de miel de tal manera que permitirá a otros científicos de todo el mundo interpretar las comunicaciones altamente sofisticadas y complejas de los insectos.

En un artículo que aparece en la edición de abril de Animal Behavior , los investigadores presentan un extraordinario avance fundamental: una calibración universal, o para los aficionados a la ciencia ficción, un «pez babel», que traduce las comunicaciones de las abejas a través de subespecies y paisajes. Al descifrar los mensajes instructivos codificados en los movimientos de los insectos, llamados bailes automáticos, los equipos esperan entender mejor los forrajes preferidos de los insectos y la ubicación de estas fuentes de alimentos.

«Antes de que podamos alimentar a los polinizadores, necesitamos saber cuándo y dónde necesitan comida. Debemos descifrar las danzas», dijo Schürch, el autor principal del artículo. «Entonces, este es un primer paso fundamental».

Los investigadores analizaron los bailes de 85 abejas marcadas de tres colmenas.

Resulta que las transmisiones de las abejas de miel tienen repercusiones agrícolas, ambientales y económicas. El USDA estima que uno de cada tres bocados de alimentos en los Estados Unidos depende de las abejas y otros polinizadores. En términos monetarios, los polinizadores de insectos apoyan los rendimientos de los cultivos y los ecosistemas agrícolas y se cree que contribuyen anualmente con un estimado de $ 24 mil millones a la economía de los Estados Unidos.

El trabajo del equipo de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida es parte de una subvención más grande de la Fundación para la Investigación de Alimentos y Agricultura, una organización sin fines de lucro establecida a través del apoyo del Congreso bipartidista en la Ley de Agricultura 2014. Couvillon y Schürch, junto con la profesora asistente del Departamento de Entomología Sally Taylor y Megan O’Rourke, profesora asistente de la Escuela de Plantas y Ciencias Ambientales, están examinando el comportamiento de los polinizadores en diferentes paisajes para determinar dónde y cuándo plantar forraje adicional podría tener el Impacto más positivo en la nutrición y salud de los polinizadores.

Hace casi seis décadas, Karl von Frisch, un etólogo ganador del Premio Nobel, descubrió que el ángulo del cuerpo del bailarín en relación con la vertical codifica la dirección del forraje, y la distancia a la fuente de alimento se comunica por la duración de la abeja. danza.

Durante el baile de movimiento, un forager exitoso regresa a la colmena y comunica la distancia y la dirección de la colmena a la fuente de alimento mediante la realización de múltiples movimientos repetidos, similares a ocho, denominados carreras de movimiento.

Debido al desafío y al costo de crear una calibración original de duración a distancia, el modelo de calibración de von Frisch, que se basa en promedios en lugar de datos sobre abejas individuales, ha servido como el estándar de oro en la comunidad de investigación de abejas.

Sin embargo, según Couvillon y Schürch, las diferentes abejas que transportan el mismo lugar pueden variar sus carreras de movimiento, e incluso las abejas individuales que repiten una carrera pueden alterar su baile. Además, las abejas se inspiran para bailar solo cuando han localizado recursos alimenticios particularmente tentadores. Anomalías como estas, junto con una mayor comprensión de la cognición altamente desarrollada de las abejas, inspiraron al dúo de marido y mujer a desarrollar su propio sistema de calibración de duración a distancia hace seis años con abejas que eran predominantemente A. mellifera mellifera en Sussex, Estados Unidos. Reino.

«Hemos recopilado esta información de muchas abejas en dos paisajes diferentes separados por un océano y varios años», dijo Couvillon. «Sin embargo, todavía hay mucho que no sabemos sobre qué se alimentan las abejas. Así que imagínate descifrar muchas danzas y trazarlas en un mapa para ver a dónde van las abejas. Queríamos hacer esto por temporada para proporcionar una visión completa de lo que están buscando y dónde. De esta manera, también podemos ver cuándo es más difícil para ellos encontrar forraje y cuándo es más fácil «.

Investigadores descifran y codifican el lenguaje universal de las abejas
Los miembros del equipo pasan meses analizando los movimientos de cada bailarín para determinar una calibración de la distancia a la duración. Crédito: Virginia Tech

Los miembros del equipo pasan meses analizando los movimientos de cada bailarín para determinar una calibración de la distancia a la duración.

Después de llegar a Virginia Tech en 2016, la pareja trató de determinar si su sistema podría aplicarse a A. mellifera ligustica, una subespecie genética diferente en los Estados Unidos, y en un paisaje muy diferente. Guiados por el conocimiento empírico y una nueva hipótesis, también se tomaron en cuenta el ruido, es decir, la variación de la danza entre las abejas que visitan el mismo lugar, pero comunican esta información de manera un poco diferente, para mejorar las predicciones del modelo.

«Se necesita mucho tiempo, esfuerzo y gasto para realizar este tipo de estudio», dijo Couvillon. «Decodificamos bailes a mano».

Su meticuloso proceso de calibración requiere que cada abeja esté numerada y grabada en video. Los miembros del equipo pasan meses frente a las computadoras analizando los movimientos de cada bailarín para determinar una calibración de la distancia a la duración.

«Lo que también hace que nuestra investigación sea diferente es que entrenamos a muchas abejas y las seguimos a grandes distancias», dijo Schürch. «Se puede entrenar a las abejas para que vayan a un comedero y lo muevan más y más lejos».

Para el estudio de Virginia, los investigadores analizaron los bailes de 85 abejas marcadas de tres colmenas. Luego compararon su sistema con una calibración publicada anteriormente.

Su siguiente paso fue comparar y luego recopilar sus datos con todos los estudios de calibración publicados. Al hacerlo, el equipo descubrió que el ruido individual, o la variación entre las abejas, era tan alta que la diferencia entre la ubicación y la subespecie era biológicamente irrelevante.

«Si bien hubo diferencias entre las poblaciones en cuanto a cómo se comunican, no importa desde la perspectiva de las abejas», dijo Schürch. «No podemos diferenciarlos en términos de cómo traducen esta información. Hay una gran superposición. En efecto, una abeja de Inglaterra entendería a una abeja de Virginia y encontraría una fuente de alimento de la misma manera con una tasa de éxito similar».

Al combinar todos sus datos de calibración, Couvillon y Schürch han hecho que su trabajo sea universal para otros investigadores, proporcionando a los científicos de todo el mundo un códice para descifrar el lugar donde las abejas recolectan alimentos. Este conocimiento no solo sirve para informar las mejores prácticas para una siembra apta para las abejas, sino que también será crucial para mantener a sus poblaciones.

«Creemos que esta investigación puede permitir que las abejas se utilicen como bioindicadores», dijo Couvillon. «Las abejas pueden decirnos en alta resolución espacial y temporal dónde está disponible el forraje y en qué época del año. Entonces, si quieres construir un centro comercial, sabríamos si se destruiría el hábitat principal de los polinizadores. Y, dónde abejas forrajeras, otras especies también forrajeras. Los esfuerzos de conservación pueden seguir «.

En los próximos años, los investigadores esperan desmantelar aún más la Torre de Babel mediante la automatización del proceso de decodificación para realizar evaluaciones mejores y más rápidas de dónde van las abejas en tiempo real.

«Estamos a un año y medio del análisis de las abejas. Imagínate si lo obtuvieras instantáneamente», dijo Couvillon.

Más información: Roger Schürch et al. Desmantelamiento de Babel: creación de una calibración universal para la decodificación de la danza de las abejas melíferas, Animal Behavior (2019). DOI: 10.1016 / j.anbehav.2019.01.016 

Referencia del diario: Comportamiento animal  

Proporcionado por: Virginia Tech

Información de: phys.org


Leer más


LEAVE A RESPONSE

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com