Včelí vrtivý tanec (waggle dance): definice a význam v komunikaci
Včelí vrtivý tanec (waggle dance): jak včely komunikují směr a vzdálenost k nektaru, pylu a vodě — vědecké vysvětlení a význam podle Karla von Frische.
Taneční pohyb je speciální osmičkový tanec, který včely medonosné tančí ve svém úlu. Dělnice jím ostatním sděluje, kde našla nektar. To prokázal rakouský etolog Karl von Frisch.
Jak tanec funguje
Tento tzv. vrtivý (waggle) tanec má tvar osmičky: včela při něm provede opakující se cykly, které se skládají z krátkého přímého běhu s výrazným vrtěním těla (waggle run) a z následného oblouku zpět do výchozí polohy. Směr waggle runu vůči svislé rovině plástu znamená směr k nalezenému zdroji vůči slunci. Pokud včela natáčí waggle run o určitý úhel doprava od svislice, znamená to, že zdroj leží ve stejném úhlu doprava od směru ke slunci. Vzdálenost k zdroji je kódována délkou a trváním waggle běhu — čím delší běh, tím vzdálenější zdroj (záleží na druhu a konkrétních podmínkách, ale obecně platí přibližně lineární vztah).
Další informace v tanci
Kromě směru a vzdálenosti může tanec nést i informace o kvalitě zdroje. Intenzita tance (rychlost, počet opakování) a doprovodné signály — jako vůně, kterou včela přináší ze zdroje, vibrace těla a zvuky křídel — pomáhají ostatním odhadnout, zda jde o bohatý zdroj nektaru nebo pylu. Včely si často vyměňují i malé vzorky potraviny, aby si ostatní mohly „ověřit“ vůni a chuť.
Sluneční kompas a vnitřní hodiny
Včely používají jako orientaci slunce a gravitaci (v tmavém úlu orientují tanec podle svislice plástu). Mají také schopnost kompenzovat denní pohyb slunce díky vnitřnímu časovému odhadu — při experimentech se ukázalo, že po umělém posunu vnitřních hodin takové včely ukazují jiný úhel, odpovídající nové poloze slunce podle jejich „hodin“. To dokládá, že tanec je založen na slunečním kompasu se zohledněním času.
Kulatý tanec vs. vrtivý tanec
Dřívější rozlišení na dva samostatné „náborové“ tance — kulatý tanec pro blízké zdroje a vrtivý tanec pro vzdálené — bylo zjednodušené. Dnes je známo, že kulatý tanec je v podstatě varianta vrtivého tance s velmi krátkým waggle během, tedy spíše kontinuitní spektrum podle vzdálenosti a podmínek zdroje (viz níže). Pro zdroje opravdu velmi blízko úlu stačí jednoduché otáčení a orientační signály bez výrazného waggle běhu.
Kdo tančí a kdo reaguje
Tančí především sběračky, které se vrátily z úspěšné výpravy. Ostatní včely (sledovačky) kolem tancující včely nasávají informace, sledují úhel a délku běhu, berou vzorky nektaru a vůně a poté se vydávají hledat doporučené místo. Někdy je třeba, aby několik včel následovalo tanec před tím, než se rozhodnou letět — sledují signál a přitom nabírají důvěru v informaci.
Praktický význam a ekologie
Waggle dance je pro společnost včel klíčovým nástrojem efektivního využití omezených zdrojů: díky sdílení informací mohou včely rychle nasměrovat pracovní síly tam, kde je potřeba, což zvyšuje šanci na přežití včelstva. Z hlediska ekosystému to znamená, že opylování a sběr nektaru jsou organizované a adaptivní. Vědci navíc umí dekódovat tance a mapovat tak oblasti, které včely využívají — to má uplatnění v ekologii, zemědělství i ochraně krajiny.
Historie a současný výzkum
Karl von Frisch objevil a popsал význam tance v první polovině 20. století a za tento výzkum získal Nobelovu cenu. Od té doby byly metody rozšířeny: vědci zkoumají jemné akustické a vibrační složky tance, variabilitu mezi poddruhy včel medonosných, vliv prostředí na přesnost signálu či roli landmarků v navigaci včel. Debata o tom, zda včely mají nějaký „mapový“ pojem krajiny, pokračuje — jasné je, že tanec je robustní a efektivní komunikační systém kombinující prostorovou informaci se smyslovými stopami (vůně, chuť, vibrace).
Souhrn
- Waggle dance je tvarově osmičkový tanec, který kóduje směr a vzdálenost ke zdroji potravin nebo vodě.
- Směr je udán úhlem waggle běhu vůči svislici plástu (tedy vzhledem ke slunci), vzdálenost délkou trvání waggle fáze.
- Kromě směru a vzdálenosti poskytuje tanec informace o kvalitě zdroje a předává chemické signály (vůně).
- Tanec má zásadní význam pro účinné vyhledávání zdrojů, je předmětem rozsáhlého vědeckého výzkumu a má ekologické i praktické dopady.
Taneční pohyb - úhel od Slunce ukazuje směr, délka tanečního pohybu ukazuje vzdálenost.
Popis
Tanec waggle se skládá z jednoho až 100 nebo více okruhů. Každý okruh má dvě fáze. Těmito fázemi jsou fáze kroužení a fáze návratu. Když se včela vrací do úlu poté, co našla dobrý zdroj potravy, provede tanec. Včela proběhne malým vlnovitým vzorem (waggle run nebo waggle phase). Poté se otočí doprava a krouží zpět do výchozího bodu (návratová fáze). Poté provede další běh a pak se otočí doleva a zakrouží zpět na začátek. Fáze waggle je nejpozoruhodnější a nejinformativnější částí tance.
Směr a doba trvání kývavých pohybů ukazují směr a vzdálenost ke květům. Květy, které se nacházejí přímo v linii se sluncem, jsou na svislých hřebenech znázorněny kmitáním směrem nahoru. Pokud se květy nacházejí v úhlu vpravo nebo vlevo od slunce, provádí se kmitání ve stejném úhlu ve směru nahoru. Vzdálenost mezi úlem a květy je znázorněna délkou trvání kývání. Čím dále jsou květy od úlu, tím delší je fáze vrtění. Na každých 100 metrů vzdálenosti květů od úlu trvá fáze waggle přibližně 75 milisekund.
Aplikace v operačním výzkumu
Lidé studují inteligenci sociálních hmyzů a živočichů, jako jsou ryby, ptáci a mravenci. Nedávno byl proveden výzkum využití chování včel při tanečním kmitání pro směrování odolné proti poruchám. Z abstraktu Wedde, Farooq a Zhang (2004).
Další technika založená na včelách se nazývá optimalizace včelí kolonie. Používá se k lepší komunikaci internetových serverů.
Další čtení
- Gould JL 1975. Nábor včel medonosných: spor o tanec a jazyk. Science 189:685-693.
- Riley JR, Greggers U, Smith AD, Reynolds DR, Menzel R 2005. The flight paths of honeybees recruited by the waggle dance" (Letové dráhy včel, které se rekrutují pomocí tance vrtění). Nature 435:205-207.
- Seeley TD 1995. Moudrost včelstva. Cambridge, MA: Harvard University Press.
- von Frisch K 1967. The dance language and orientation of bees (Taneční řeč a orientace včel). Cambridge, MA: Harvard University Press.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to tanec "waggle dance"?
Odpověď: Tanec "waggle dance" je speciální osmičkový tanec, kterým včela medonosná v úlu sděluje ostatním včelám směr a vzdálenost ke květům s nektarem, pylem nebo vodou.
Otázka: Kdo objevil tanec kývání u včel?
Odpověď: Tanec kmitání objevil rakouský etolog Karl von Frisch.
Otázka: Proč včely medonosné předvádějí tanec vrtění?
Odpověď: Medonosné včely tančí krouživý tanec, aby ostatním včelám sdělily směr a vzdálenost ke květům s nektarem nebo pylem, případně obojím. Slouží také k tomu, aby včely věděly, kde se nachází voda.
Otázka: V čem je pro včely tanec kmitání užitečný?
Odpověď: Taneček je pro včely užitečný, protože jim pomáhá shromažďovat zdroje pro úl. Tento tanec slouží včelám k tomu, aby přiměly ostatní, aby jim pomohli sbírat zdroje.
Otázka: Jaký je rozdíl mezi kulatým tancem a krouživým tancem?
Odpověď: Kruhový tanec je pouze tanec s velmi krátkým "pohybem". Kulaté tance se používají pro komunikaci o věcech, které jsou blízko, a tance waggle jsou pro věci vzdálenější.
Otázka: Jak pomáhá včelám najít zdroje?
Odpověď: Taneční pohyb pomáhá včelám najít zdroje tím, že jim poskytuje informace o směru a vzdálenosti ke květům, které mají nektar nebo pyl, případně obojí. Pomáhá také včelám najít zdroje vody.
Otázka: Slouží tanec kmitání ke komunikaci mezi všemi včelami v úlu?
Odpověď: Ano, tanec kmitání je druh komunikace včel a používá se pro komunikaci mezi všemi včelami v úlu.
Vyhledávání