Αποφάσεις, αποφάσεις: οι μέλισσες ψάχνοντας για νέο σπίτι, δουλεύουν σαν περίπλοκοι εγκέφαλοι

Ερευνητές αναφέρουν πως τα σήματα των ανιχνευτών μελισσών στην αναζήτηση νέας τοποθεσίας της φωλιάς παραλληλίζεται με τα σήματα των νευρώνων του εγκεφάλου των πιθήκων.

Riverside, Καλιφόρνια. Το ψάξιμο για καινούργιο σπίτι απαιτεί πολλές και δύσκολες αποφάσεις τόσο για εμάς όσο και για τις μέλισσες. Πού να μείνουμε είναι μια από τις πρώτες αποφάσεις που πρέπει εμείς και οι μέλισσες να πάρουμε. Ο κ. Kirk Visscher καθηγητής εντομολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Riverside, σε συνεργασία με τον κ. Thomas Seeley στο Πανεπιστήμιο Cornell στη Νέα Υόρκη, μελετούν εδώ και χρόνια πως οι μέλισσες παίρνουν τέτοιες αποφάσεις.

Ένα σμήνος μελισσών χωρίζεται από το υπόλοιπο μελίσσι και φεύγει για αναζήτηση τοποθεσίας σε φιλόξενα σημεία, όπως μια κουφάλα δέντρου, όπου θα είναι ασφαλής για την καινούργια φωλιά. Στη διαδικασία αυτή, οι μέλισσες επικοινωνούν μεταξύ τους χορεύοντας: μια ανιχνεύτρια μέλισσα που γυρίζει από μια καλή τοποθεσία χορεύει απανωτά σε ένα μοτίβο του «8» το οποίο δείχνει την κατεύθυνση και την απόσταση του σημείου. Αφού οι υπόλοιπες ανιχνεύτριες το καταλάβουν- μέσω του χορού, πηγαίνουν και αυτές στο καινούργιο σημείο.

Συνήθως οι ανιχνεύτριες βρίσκουν παρά πάνω από ένα σημείο και επειδή το μελίσσι χάνει χρόνο από την παραγωγή μελιού και επίσης είναι εκτεθειμένο, το σμήνος πρέπει να αποφασίσει γρήγορα. Η απόφαση, όμως, πρέπει να αποτελεί μια σωστή επένδυση για το μέλλον, γιατί η ευημερία του μελισσιού εξαρτάται από την καλή τοποθεσία.

Οι κ. Visscher και Seely, μαζί με συνάδελφους, αναφέρουν στο τεύχος 8 του Δεκεμβρίου 2011 του Science Express ότι βρήκαν ένα σήμα που είχαν παραβλέψει, το οποίο παίζει ρόλο στη διαδικασία ανίχνευσης – ένα σήμα παρόμοιο με αυτά που σχηματίζονται μεταξύ νευρώνων στους εγκέφαλους των πίθηκων την ώρα που παίρνουν κάποια απόφαση. Το σήμα είναι ένας σύντομος βόμβος που έρχεται από την αποστολέα ανιχνεύτρια μέλισσα, καθώς χτυπάει τη μέλισσα που χορεύει με το κεφάλι της. Το αποτέλεσμα είναι η συντόμευση και τελικά η παύση του χορού – δηλαδή πρόκειται για ένα σήμα στοπ.

«Φαίνεται ότι σήματα στοπ σε σμήνη μελισσών έχουν τον ίδιο σκοπό με τις ανασταλτικές συνδέσεις στους εγκεφάλους πιθήκων εκείνη την ώρα που αποφασίζουν πώς να κουνήσουν τα μάτια τους σε απάντηση οπτικών ερεθισμάτων», αναφέρει ο κ. Visscher. «Από τη μία είναι οι μέλισσες και από την άλλη είναι οι νευρώνες που καταστέλλουν τα επίπεδα δραστηριότητας μιας μονάδας – μέλισσες που χορεύουν ή κέντρα νεύρων. Η συμπεριφορά των μελισσών μπορεί να φωτίσει γενικά θέματα σχετικά με τη διαδικασία γύρω από τις αποφάσεις. Σίγουρα, οι μέλισσες είναι πιο μεγάλες από τους νευρώνες και μπορεί να είναι πιο εύκολες να τις μελετήσουμε

Για να μελετήσουν καλύτερα το σήμα στοπ, ο Seeley, ο Visscher, και ο Thomas Schlegel από το Πανεπιστήμιο του Bristol στην Αγγλία, τοποθετήσανε σμήνη σε διάφορα σημεία ενός νησιού κοντά στις ακτές του Maine (Βορειοανατολική ακτή των ΗΠΑ) χωρίς καμία καλή φυσική κοιλότητα για τις φωλιές των μελισσών. Οι ερευνητές τοποθέτησαν επίσης δυο ολόιδια κουτιά και σημαδέψανε τις ανιχνεύτριες μέλισσες που επισκεφτήκανε τα κουτιά με μπογιά δυο διαφορετικών χρωμάτων.

Έπειτα, βιντεοσκόπησαν τις ανιχνεύτριες καθώς χόρευαν και παρακολούθησαν τους χορούς που παρήγαγαν με ένα μικρόφωνο και βιντεοταινία για να εξακριβώσουν πότε έλαβαν οι μέλισσες το σήμα στοπ και από ποιες μέλισσες.

Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα σήματα στοπ δόθηκαν στις χορεύτριες που αναφέρανε ένα συγκεκριμένο σημείο από τις ανιχνεύτριες οι οποίες σημαδεύτηκαν στο άλλο σημείο.

«Το μήνυμα που στέλνει μια άλλη ανιχνεύτρια στη χορεύτρια, μεταφέρει την ιδέα ότι η χορεύτρια καλύτερα να συγκρατήσει τον ενθουσιασμό της επειδή υπάρχει ένα άλλο άξιο σημείο να λάβει υπόψη της», λέει ο Visscher. «Ένα τέτοιο ανασταλτικό σήμα δεν είναι αναγκαστικά εχθρικό. Απλώς έχει την εξής έννοια: “Περίμενε λιγάκι, υπάρχει κάτι άλλο να λάβουμε υπόψη και ίσως να μην φέρουμε όλες τις μέλισσες σε ένα σημείο που τελικά δεν είναι το καλύτερο”. Είναι το συμφέρον όλων των μελισσών να διαλέξουν το καλύτερο διαθέσιμο σημείο».

Ο Visscher εξήγησε ότι το είδος διασταυρούμενης αναστολής που παρατηρήθηκε με το σήμα στοπ μεταξύ ανιχνευτριών μελισσών καθρεφτίζει την αναστολή που παρατηρείται σε νευρικά συστήματα. Στο ερευνητικό άρθρο, τα θεωρητικά μοντέλα των μελών της ομάδας, Patrick Hogan και James Marshall από το Πανεπιστήμιο του Sheffield στην Αγγλία, αποδεικνύουν ότι η συγκεκριμένη αναστολή βοηθάει να εξασφαλιστεί ότι δεν θα φτάσουν οι μέλισσες σε αδιέξοδο μεταξύ δυο ισότιμων εναλλακτικών σημείων.

«Αυτό είναι κρίσιμο επειδή το σμήνος πρέπει να επιλέξει ένα σημείο για τη φωλιά, ακόμα και αν υπάρχουν δυο ισότιμα σημεία διαθέσιμα», είπε ο Visscher. «Η διασταυρούμενη αναστολή περιορίζει την παραγωγή χορών υπέρ ενός σημείου και επομένως περιορίζει την επιστράτευση μελισσών σε ένα άλλο ανταγωνιστικό σημείο». Με σκοπό να δημιουργηθεί ένα καινούργιο μελίσσι, ένα σμήνος μελισσών παράγεται όταν χιλιάδες εργάτριες αφήνουν ένα στριμωγμένο μελίσσι παίρνοντας μαζί την μητέρα -βασίλισσα. Οι μέλισσες του σμήνους μαζεύονται κοντά στο μελίσσι για μερικές μέρες, καθώς εκατοντάδες ανιχνεύτριες μέλισσες (οι πιο μεγάλες σε ηλικία) εντοπίζουν και διαφημίζουν υποψήφια σημεία και μετά επιλέγουν τα καλύτερα.

Για να διαφημίσει ένα σημείο, η χορεύτρια μέλισσα χορεύει σε ένα μοτίβο του σχήματος 8 και καθώς περνάει το μεσαίο τμήμα του 8 τρεμουλιάζει πέρα-δώθε. Η κλήση του σώματός της στη διάρκεια του χορού δείχνει στις άλλες μέλισσες τη κλίση με την οποία να πετάξουν. Η διάρκεια του τρεμουλιάσματος δείχνει στις άλλες μέλισσες πόσο μακριά είναι το υποψήφιο σημείο. Ο χορός είναι μια μικρή αναπαράσταση της πτήσης μέχρι το στόχο – όσο μεγαλύτερη είναι η πτήση τόσο μεγαλύτερος είναι ο χορός (σε διάρκεια). Η γωνία πτήσης σε σύγκριση με την κατεύθυνση του ηλίου είναι ίδια με τη γωνία του χορού σε σύγκριση με την κάθετη προς το σμήνος.

Για να επιλεχτεί ως μελλοντικό σπίτι ένα σημείο, πρέπει να ελκύσει μερικές ανιχνεύτριες μέλισσες. Υπάρχει όμως ανταγωνισμός μεταξύ των σημείων για την προσοχή των μελισσών. Από τη στιγμή που ένα σημείο ελκύει την απαρτία ανιχνευτριών, οι άλλες μέλισσες το καταλαβαίνουν και αλλάζουν τα σήματα που δίνουν στο σμήνος. Παράγουν ένα διαπεραστικό σήμα με τη δόνηση μυών των φτερών τους καθώς σπρώχνουν μια άλλη μέλισσα προς τα κάτω. Το σήμα αυτό προετοιμάζει τις υπόλοιπες μέλισσες του σμήνους (οι οποίες απλά κάθονται ήσυχα στη διάρκεια της διαδικασίας επιλογής) για την απογείωση προς την καινούργια τοποθεσία.

Το διαπεραστικό σήμα συσχετίζεται επίσης με μια αλλαγή στη συμπεριφορά του σήματος στοπ. Αφού ξεκινήσει το διαπεραστικό σήμα, τα σήματα στοπ δεν άλληλο-παραδίδονται. Αντί αυτού, οι χορεύτριες αρχίζουν να δέχονται σήματα στοπ από ανιχνεύτριες που είχαν επισκεφτεί το ίδιο σημείο, καθώς επίσης και από ανιχνεύτριες που είχαν επισκεφτεί το εναλλακτικό σημείο.

«Προφανώς εδώ το μήνυμα του σήματος στοπ αλλάζει και εκφράζει την εξής ιδέα: “Πάψε να χορεύεις και ετοιμάσου να πετάξει το σμήνος”», εξηγεί ο Visscher. «Είναι σημαντικό να είναι οι ανιχνεύτριες μαζί με το σμήνος όταν φεύγει επειδή είναι αυτές υπεύθυνες να καθοδηγήσουν την πτήση στο σημείο της νέας φωλιάς».

Σχόλιο από εμάς:

Στο τεύχος του Καλοκαιριού του 2010, είχαμε αναφερθεί σε ακόμη ένα αποκωδικοποιημένο σήμα ΣΤΟΠ των μελισσών. Εκείνο αφορούσε σήμα ΣΤΟΠ, όταν ένα μελίσσι δεχόταν επιθετικό ανταγωνισμό τροφής. Το τωρινό αφορά την εύρεση νέας κατοικίας. Τα σήματα ΣΤΟΠ στην λειτουργία ενός εγκεφάλου αποτελούν πολύ σημαντική διαδικασία και μάλιστα μεγάλης σοβαρότητας, γιατί τις πιο πολλές φορές πρέπει να διαδοθούν και να δράσουν με μεγάλη ταχύτητα, ώστε να αποφευχθεί ένα μοιραίο συμβάν. Μπορούμε να το φανταστούμε με ένα παράδειγμα πάνω στην ανθρώπινη ζωή. Το σήμα «πείνας» ή «δίψας» στον ανθρώπινο εγκέφαλο είναι ένα σήμα με ταχύτητα συνειδητοποίησης διαφορετική από άνθρωπο σε άνθρωπο, αλλά σίγουρα όχι άμεση και επιτακτική στις πρώτες του στιγμές. Σκεφτόμαστε ότι «πεινάμε» ή «διψάμε» και συνήθως δίνουμε και έχουμε χρόνο μέχρι να καταστείλουμε την πείνα μας ή τη δίψα μας. Ακόμη και όταν λέμε σε ένα φίλο μας «πεθαίνω της πείνας» ή «πεθαίνω της δίψας», στην πραγματικότητα έχουμε μερικές μέρες ζωής πριν να πεθάνουμε από πείνα ή δίψα. Στα σήματα ΣΤΟΠ τα πράγματα είναι διαφορετικά. Όταν ήμαστε πολύ πεινασμένοι και το χέρι μας πλησιάζει μια καυτή κατσαρόλα που μέσα έχει μια Βισισουάζ με πατάτες και πράσα, το χέρι μας σταματά και δεν την αγγίζει, παρ’ όλη την πείνα μας. Όταν ήμαστε πολύ διψασμένοι και μπροστά μας είναι ένα καυτό ρόφημα, θα το «φυσήξουμε» πρώτα και μετά σιγά-σιγά θα το πιούμε. Δρα δηλαδή και στις δυο περιπτώσεις ένα σήμα ΣΤΟΠ που μας προστατεύει από κάτι πολύ δυσάρεστο ή και θανάσιμο σε άλλες περιπτώσεις. Στην επιστημονική ορολογία τα σήματα ΣΤΟΠ αναφέρονται σαν «αρνητική αντίδραση» (negative feedback), η οποία υφίσταται όταν μια δράση οδηγεί στην παύση μιας άλλης δράσης. Οι μέλισσες είναι ένα καλός οργανισμός για μελέτη και παρατήρηση τέτοιων σημάτων, γιατί αποτελούν απλούς οργανισμούς με ύπαρξη βασικής συμπεριφοράς. Η επιστήμη προχωρά, ώστε να δώσει απαντήσεις σε ερωτήματα που τίθενται και που λίγο ή πολύ αλληλοσυνδέονται και ας μην φαίνεται εκ πρώτης όψεως.

 

Advertisements

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.