Hvordan bier finder vej hjem

Hvordan kan en bi flyve direkte hjem midt om natten efter en kompliceret rute gennem tyk vegetation på jagt efter føde? For første gang, forskere har kunnet vise, hvad der sker i biens hjerne.

Bier og mange andre dyr bruger det, der er kendt som optisk flow til at bestemme, hvor hurtigt de kører, og hvor langt de har bevæget sig gennem deres miljø. Når man ignorerer alle andre sanser, det betyder, at de oplever, at deres omgivelser bevæger sig hen imod dem, mens de selv ser ud til at stå stille.

Indtil nu, forskere har ikke vidst, hvad der egentlig sker i hjernen på en bi, når den finder tilbage til bikuben efter at have fløjet rundt og ledt efter mad.

Studiet, involverer natlige regnskovsbier, identificerer, hvilke neuroner i hjernen, der tillader bien at måle hastighed og tilbagelagt distance. Den identificerer også de neuroner, der bruger polariseret lys til at bestemme biens kompasretning.

"Vi viser, hvordan 'hastighedsneuroner' og 'retningsneuroner' fungerer hver for sig, men også hvordan de sandsynligvis samarbejder om at skabe et minde, som bien bruger til at flyve direkte hjem efter sine natlige ture i regnskoven, " forklarer Stanley Heinze, biolog ved Lunds Universitet i Sverige.

Hvilke bier og mange andre dyr, inklusive mennesker, kan gøre, er at integrere og samle alle dele af deres fourageringstur for at finde den direkte vej hjem. Dette kan gøres uden brug af vartegn og andre detaljer i terrænet, i modsætning til det, vi intuitivt refererer til, når vi tænker på vores retningssans.

I et laboratoriemiljø, forskerne placerede elektroder i individuelle nerveceller i biernes hjerner, mens de foretog virtuelle flyvninger, simulerer deres oplevelse af at lede efter mad i regnskoven. Resultaterne, suppleret med mikroskopiske undersøgelser af de registrerede nerveceller, blev brugt i en beregningsmodel af biens hjerne.

"Derefter byggede vi en robot og testede vores model i virkeligheden. Vi sendte den ud på en tilfældig rute, og modellen af ​​biens navigationssystem, som vi implementerede i robotten, gjorde det muligt for den at finde den direkte vej tilbage til sit udgangspunkt. siger Stanley Heinze.

Han er fascineret af, at disse insekter, hvis hjerner er omtrent på størrelse med et riskorn og har 100.000 gange færre neuroner end menneskelige hjerner, registrere deres snørklede ruter, ofte flere kilometer lange, og så har ingen problemer med at flyve den mest direkte vej hjem igen, en opgave, som vi mennesker kun kan mestre ved hjælp af GPS-enheder, trods vores store hjerner.

At bier har denne evne kan endda vise sig at være af eksistentiel betydning for menneskeheden, ifølge Stanley Heinze.

"Trods alt, vi ved, at pesticider er skadelige for biernes retningssans, hvilket betyder, at færre af dem vil kunne vende tilbage til deres stade efter at have bestøvet planter i vores moderne landbrugslandskaber. I mellemtiden størstedelen af ​​fødevareproduktionen i verden er afhængig af bier, der bestøver afgrødeplanter. At forstå detaljerne i biens interne navigationssystem kan derfor vise sig at være afgørende, når man forsøger at designe strategier for at undgå at forstyrre dem, siger Stanley Heinze.