Därför hittar bina hem
För första gången kan forskare nu visa vad som sker i hjärnan hos ett bi när det flyger raka spåret hem igen efter att mitt i natten ha flugit långa, krångliga, krokiga sträckor genom tät vegetation i jakt på föda.
Bin och många andra djur använder så kallat optiskt flöde för att avgöra hur fort det går och hur långt de har förflyttat sig när de är i rörelse. I praktiken innebär det att de upplever att omgivningen rör sig och möter dem medan de själva står stilla. Tills nu har det varit okänt vad som faktiskt händer i biets hjärna när det hittar tillbaka till boet efter att ha flugit omkring och letat efter mat.
Studien är gjord på nattaktiva regnskogsbin. Resultaten innebär att forskarna för första gången kan visa vilka nervceller i hjärnan som gör att biet kan mäta hastighet och tillryggalagt avstånd. De har även hittat de nervceller som gör att biet kan använda polariserat ljus för att orientera sig om riktning.
Samarbetar för att skapa ett minne
– Vi visar hur ”hastighetsnervceller” och ”riktningsnervceller” arbetar var för sig, men också hur de samarbetar för att skapa ett minne som bina använder för att flyga raka spåret hem igen efter sina nattliga flygturer genom regnskogen, säger Stanley Heinze, biolog vid Naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet.
Det som bin och andra djur gör – även människor i viss mån, även om vi inte är särskilt bra på det – är att integrera och lägga samman olika rutter för att hitta raka spåret tillbaka. Detta sker utan att använda landmärken och andra detaljer i terrängen, en skillnad jämfört med vad som brukar kallas lokalsinne.
Modellen av biets navigationssystem testas i en specialbyggd robot:
I laboratoriemiljö har forskarna placerat elektroder i binas nervceller i hjärnan samtidigt som bina under virtuella flygturer har fått uppleva vad de upplever när de letar föda i regnskogen. Resultaten har använts i en beräkningsmodell och kompletterats med elektronmikroskopiska studier av nervcellerna.
– Sedan byggde vi en robot och testade vår modell i verkligheten. Vi skickade iväg den på en slumpmässig tur, och modellen av binas navigationssystem som vi implementerat i roboten gjorde att den tog raka spåret tillbaka till utgångspunkten, berättar Stanley Heinze.
Det virtuella biet hittar hem:
Han fascineras av att biet, vars hjärna är mindre än ett riskorn och har 100 000 gånger färre nervceller än människans hjärna, registrerar sina invecklade rutter, ofta några kilometer långa, och sedan utan problem flyger närmsta vägen hem igen.
– Vi vet ju att bekämpningsmedel försämrar binas orienteringsförmåga, vilket gör att det blir färre bin som pollinerar. Samtidigt är merparten av livsmedelsproduktionen i världen beroende av bin som pollinerar växter. Att förstå detaljerna om hur bin orienterar sig i världen kan visa sig avgörande för att kunna undvika faktorer som stör dem, säger Stanley Heinze.
Att bin har den förmågan kan visa sig ha existentiell betydelse för mänskligheten, enligt Stanley Heinze.
Resultaten är frukten av flera års forskning där Stanley Heinze har samarbetat med kollegor i Lund, Storbritannien och Australien. Resultaten har presenterats i en artikel i Current Biology.
Artikeln: An Anatomically Constrained Model for Path Integration in the Bee Brain
Kontakt: Stanley Heinze, forskare, Lunds universitet, biologiska institutionen, 046-222 14 17, 072-323 24 11, stanley.heinze@biol.lu.se
Navigationscentrum i ett bis hjärna:
