Werden Bienen auch in der frühkindlichen Bildung eingesetzt? Wissenschaftler sagen Ihnen

Bienen sind eine wichtige Art bestäubender Insekten. Sie bestäuben viele Blütenpflanzen und spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts. Bienen haben eine sehr enge Beziehung zum Menschen. Sie versorgen den Menschen nicht nur mit Produkten wie Honig, Blütenpollen und Gelée Royale, sondern, was noch wichtiger ist, sie sind bei der Bestäubung vieler Nutzpflanzen auf die Bienen angewiesen. Daher werden Bienen auch als „Flügel der Landwirtschaft“ bezeichnet. Gleichzeitig werden Bienen als soziales Modelltier auch häufig in der theoretischen Grundlagenforschung eingesetzt.

Viele Verhaltensweisen von Menschen und Tieren sind das Ergebnis der kombinierten Wirkung angeborener Instinkte und erworbener Kenntnisse. Lernverhalten kann in zwei Kategorien unterteilt werden: soziales Lernen und nicht-soziales Lernen. Unter sozialem Lernen versteht man das Lernen zwischen Tieren der gleichen Art durch Beobachtung oder Interaktion. Soziales Lernen ist bei höheren Tieren sehr verbreitet, insbesondere in der einzigartigen und vielfältigen Kultur des Menschen, wo es durch kontinuierliche Anhäufung ein beträchtliches Niveau erreicht hat.

Wissenschaftler fragen sich seit langem, ob Tiere wie Menschen die Fähigkeit besitzen, durch ihr Beispiel zu lehren. Studien haben ergeben, dass viele Wirbeltiere ihre Anpassungsfähigkeit an die Umwelt durch soziales Lernen verbessern können. Beispielsweise können junge Nacktmulle durch langfristige soziale Interaktionen einzigartige Gruppendialekte von älteren Individuen lernen. Obwohl dem sozialen Lernen bei Wirbellosen weniger Aufmerksamkeit geschenkt wurde, haben Wissenschaftler in den letzten Jahren entdeckt, dass die kleinen Gehirne von Insekten ihre komplexen Lernfähigkeiten nicht einschränken.

Ausgewählt als Titelartikel von Science

Die Biene in der Mitte führt einen Tanz auf, um Informationen über den Standort und die Qualität des Futters zu übermitteln. Die Studie zeigte, dass junge Bienen ihren Standort besser und genauer kommunizieren können, wenn sie erfahrenen Tänzern folgen und von ihnen lernen. Im Gegensatz dazu zeigten junge Bienen, die nicht von erfahrenen Tänzern lernten, schlechte Leistungen und waren nicht in der Lage, ihre Positionen genau mitzuteilen. Mit zunehmender Erfahrung verbesserte sich jedoch ihre Fähigkeit, Richtungen mitzuteilen, nicht jedoch ihre Fähigkeit, Entfernungen mitzuteilen.

Bienen sind typische soziale Insekten. Um eine optimale Aufgabenverteilung zu erreichen, ist ein genauer Informationsaustausch zwischen den einzelnen Bienen im Bienenvolk erforderlich. Die „Tanzsprache“ der Bienen steht im Fokus der Wissenschaftler. Dauer, Winkel und Anzahl der Schwünge im Schwänzeltanz der Biene kodieren Informationen wie Entfernung, Richtung und Qualität der Nahrung. Die Bienen im Nest empfangen die im Schwänzeltanz verschlüsselten Informationen und finden schließlich den Standort des Futters. Interessanterweise kommt es vor, dass einzelne Bienen bei der Nahrungssuche das Nest nie verlassen haben, aber dennoch in der Lage sind, Nahrung zu finden, indem sie die Informationen des Schwänzeltanzes interpretieren. Nachdem sie erfolgreich Nahrung gesammelt haben, übermitteln sie durch Tanzaufführungen weiterhin Informationen an andere Bienen. Gibt es den Tanz der Bienen als „Lehre durch Wort und Tat“?

Das Team von Tan Ken im Tropischen Botanischen Garten Xishuangbanna der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat ein starkes Forschungsinteresse an der wissenschaftlichen Frage entwickelt, ob die Interaktion zwischen jungen und erwachsenen Bienen die Tanzfähigkeiten junger Bienen verbessern kann. Ihre neuesten in Science veröffentlichten Forschungsergebnisse zeigen, dass soziales Lernen die Ausdrucksfähigkeit der Bienen in der „Tanzsprache“ verbessert und dass der Mangel an frühkindlicher Bildung die Genauigkeit der Tanzinformationen der Bienen beeinträchtigt. Diese Studie bietet ein neues Modell für die Untersuchung des sozialen Lernens von Insekten.

Die Winkelbeziehung zwischen Sonne, Bienenstock und Nektarquelle und die Darstellung des Bienentanzes

1. Erstellen Sie ein neues Bienenvolkmodell: ein experimentelles Bienenvolk mit ausschließlich Larven

Die Forscher nutzten ein völlig neues Versuchsmodell und schufen zunächst ein Bienenvolk, das ausschließlich aus frisch geschlüpften Jungbienen bestand. Im Vergleich zu Bienen, die in natürlichen Bienenvölkern aufwachsen, verlieren Bienen in jungen Bienenvölkern die Möglichkeit, während ihres Wachstums von erfahrenen Futterbienen Tänze zu lernen, genauso wie Säuglinge und Kleinkinder in ihren frühen Wachstumsphasen die Möglichkeit verlieren, von erwachsenen Bienen zu lernen und mit ihnen zu interagieren. Während des Experiments trainierten die Forscher zunächst junge Bienenvölker und Futterbienen aus natürlichen Bienenvölkern, die im Begriff waren, das Nest zu verlassen, und markierten sie einzeln, wenn sie Futterstellen besuchten, die 150 Meter vom Bienenstock entfernt waren. Wenn diese markierten Futterbienen zum Bienenstock zurückkehren und zu tanzen beginnen, wird ihr Tanz mit einer Kamera aufgezeichnet und es werden Daten anhand mehrerer Indikatoren wie Dauer, Winkel und Anzahl der Schwünge des Tanzes gesammelt und analysiert. Durch den Vergleich verschiedener Tanzindikatoren gleichaltriger Bienen in jungen Bienenvölkern und natürlichen Bienenvölkern machte die Studie wichtige Entdeckungen.

Markieren Sie Futterbienen und fotografieren Sie ihren Tanz nach der Rückkehr zum Nest

2. Mangelnde frühkindliche Bildung wirkt sich lebenslang auf die Genauigkeit des Bienentanzes aus

Die Ergebnisse zeigten, dass die Tänze junger Bienenvölker, denen die Möglichkeit fehlt, mit erfahrenen Bienen zu interagieren und von ihnen zu lernen, offensichtliche Mängel und Fehler aufwiesen. Obwohl der Bienentanz ein angeborenes Verhalten ist, verringert sich der Fehler im Schwungwinkel des Tanzes (der die Richtung anzeigt) mit zunehmender Sammelerfahrung, der Fehler in der Schwungzeit (der die Entfernung anzeigt) wird sich jedoch nie verbessern. Mit anderen Worten: Soziales Lernen spielt eine wichtige Rolle bei der Vererbung der „Tanzsprache“ der Bienen. Der Mangel an frühkindlicher Bildung führt zur Entwicklung neuer „Dialekte“ des Bienentanzes, die ein Leben lang beibehalten werden.

Ergebnisse von experimentellen Bienenvölkern (E1 sind 9 Tage alte Jungbienen, E2 sind 30 Tage alte erwachsene Bienen) und natürlichen Bienenvölkern (C1 sind 9 Tage alte Jungbienen, C2 sind 30 Tage alte erwachsene Bienen) zu den Indikatoren Tanzrichtungsgenauigkeit A (Richtungsgenauigkeit), Nektarquellenentfernung B (Nahrungsentfernung), Tanzqualität D (Tanzqualität) und Tanzstörungsverhältnis (Divergenzwinkelfehler vs. Störung)

3. Die erste Entdeckung und Bestätigung, dass der Tanz erwachsener Bienen eine Lehrfunktion hat

Die Studie ergab erstmals, dass der Tanz erwachsener Bienen eine lehrreiche Funktion hat. Durch das Lernen von erwachsenen Bienen kann die Genauigkeit des Tanzverhaltens junger Bienen verbessert werden. Soziales Lernen prägt die Tanzsprache der Bienen. Der Bienentanz ähnelt der sprachlichen Kommunikation von Wirbeltieren wie Menschen und Vögeln. Neueinsteiger können sich Fähigkeiten besser aneignen, indem sie von erfahrenen Personen lernen, als indem sie es sich selbst überlegen. Die Studie bestätigte auch, dass Wirbellose mit sehr geringer Gehirnkapazität ebenfalls die Fähigkeit besitzen, „durch Worte und Taten zu lehren“, und dass gegenseitige Kommunikation und Lernen die Eckpfeiler des Erfolgs der Bienengesellschaft sind. Diese Forschung hat wichtige wissenschaftliche Auswirkungen auf die Erforschung des Ursprungs und der Evolution der menschlichen und tierischen Sprache.