Published January 15, 2019
| Version v1
Publication
Open
Guidance of Navigating Honeybees by Learned Elongated Ground Structures
Creators
- 1. Freie Universität Berlin
- 2. Goethe University Frankfurt
- 3. University of Auckland
- 4. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 5. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 6. University of Buenos Aires
Description
Elongated landscape features like forest edges, rivers, roads or boundaries of fields are particularly salient landmarks for navigating animals. Here, we ask how honeybees learn such structures and how they are used during their homing flights after being released at an unexpected location (catch-and-release paradigm). The experiments were performed in two landscapes that differed with respect to their overall structure: a rather feature-less landscape, and one rich in close and far distant landmarks. We tested three different forms of learning: learning during orientation flights, learning during training to a feeding site, and learning during homing flights after release at an unexpected site within the explored area. We found that bees use elongated ground structures, e.g., a field boundary separating two pastures close to the hive (Experiment 1), an irrigation channel (Experiment 2), a hedgerow along which the bees were trained (Experiment 3), a gravel road close to the hive and the feeder (Experiment 4), a path along an irrigation channel with its vegetation close to the feeder (Experiment 5) and a gravel road along which bees performed their homing flights (Experiment 6). Discrimination and generalization between the learned linear landmarks and similar ones in the test area depend on their object properties (irrigation channel, gravel road, hedgerow) and their compass orientation. We conclude that elongated ground structures are embedded into multiple landscape features indicating that memory of these linear structures is one component of bee navigation. Elongated structures interact and compete with other references. Object identification is an important part of this process. The objects are characterized not only by their appearance but also by their alignment in the compass. Their salience is highest if both components are close to what had been learned. High similarity in appearance can compensate for (partial) compass misalignment, and vice versa.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد معالم المناظر الطبيعية المطولة مثل حواف الغابات أو الأنهار أو الطرق أو حدود الحقول من المعالم البارزة بشكل خاص للتنقل بين الحيوانات. هنا، نسأل كيف يتعلم نحل العسل مثل هذه الهياكل وكيف يتم استخدامها أثناء رحلاته الجوية الموجهة بعد إطلاقها في موقع غير متوقع (نموذج الصيد والإفراج). تم إجراء التجارب في منطقتين مختلفتين فيما يتعلق بهيكلهما العام: منظر طبيعي أقل ميزة إلى حد ما، وواحد غني بالمعالم القريبة والبعيدة. اختبرنا ثلاثة أشكال مختلفة من التعلم: التعلم أثناء الرحلات التوجيهية، والتعلم أثناء التدريب إلى موقع التغذية، والتعلم أثناء الرحلات الجوية الموجهة بعد الإطلاق في موقع غير متوقع داخل المنطقة المستكشفة. وجدنا أن النحل يستخدم هياكل أرضية ممدودة، على سبيل المثال، حدود ميدانية تفصل بين مرعىين قريبين من الخلية (التجربة 1)، وقناة ري (التجربة 2)، وحاجز تم تدريب النحل عليه (التجربة 3)، وطريق حصى بالقرب من الخلية والمغذي (التجربة 4)، ومسار على طول قناة الري بغطائها النباتي بالقرب من المغذي (التجربة 5) وطريق حصى قام النحل على طوله برحلاته الجوية (التجربة 6). يعتمد التمييز والتعميم بين المعالم الخطية المستفادة والمعالم المماثلة في منطقة الاختبار على خصائصها (قناة الري، الطريق الحصى، السياج) واتجاه البوصلة. نستنتج أن الهياكل الأرضية المطولة مدمجة في ميزات المناظر الطبيعية المتعددة التي تشير إلى أن ذاكرة هذه الهياكل الخطية هي أحد مكونات ملاحة النحل. تتفاعل الهياكل المطولة وتتنافس مع المراجع الأخرى. يعد تحديد الكائن جزءًا مهمًا من هذه العملية. تتميز الأشياء ليس فقط بمظهرها ولكن أيضًا بمحاذاتها في البوصلة. يكون بروزها أعلى إذا كان كلا المكونين قريبين مما تم تعلمه. يمكن أن يعوض التشابه العالي في المظهر عن اختلال البوصلة (الجزئي)، والعكس صحيح.Translated Description (French)
Les caractéristiques paysagères allongées comme les lisières de forêts, les rivières, les routes ou les limites des champs sont des points de repère particulièrement saillants pour la navigation des animaux. Ici, nous demandons comment les abeilles apprennent de telles structures et comment elles sont utilisées lors de leurs vols de retour après avoir été relâchées à un endroit inattendu (paradigme de capture et de libération). Les expériences ont été réalisées dans deux paysages qui différaient par leur structure globale : un paysage plutôt dépourvu de caractéristiques et un paysage riche en points de repère proches et lointains. Nous avons testé trois formes d'apprentissage différentes : l'apprentissage pendant les vols d'orientation, l'apprentissage pendant la formation sur un site d'alimentation et l'apprentissage pendant les vols de retour après la libération sur un site inattendu dans la zone explorée. Nous avons constaté que les abeilles utilisent des structures de sol allongées, par exemple, une limite de champ séparant deux pâturages à proximité de la ruche (Expérience 1), un canal d'irrigation (Expérience 2), une haie le long de laquelle les abeilles ont été entraînées (Expérience 3), une route de gravier à proximité de la ruche et de la mangeoire (Expérience 4), un chemin le long d'un canal d'irrigation avec sa végétation à proximité de la mangeoire (Expérience 5) et une route de gravier le long de laquelle les abeilles ont effectué leurs vols de retour (Expérience 6). La discrimination et la généralisation entre les repères linéaires appris et similaires dans la zone de test dépendent de leurs propriétés d'objet (canal d'irrigation, route de gravier, haie) et de leur orientation de boussole. Nous concluons que les structures de sol allongées sont intégrées dans de multiples caractéristiques du paysage, ce qui indique que la mémoire de ces structures linéaires est une composante de la navigation des abeilles. Les structures allongées interagissent et rivalisent avec d'autres références. L'identification des objets est une partie importante de ce processus. Les objets se caractérisent non seulement par leur apparence mais aussi par leur alignement dans la boussole. Leur importance est la plus élevée si les deux composantes sont proches de ce qui avait été appris. Une forte similitude d'apparence peut compenser le désalignement (partiel) de la boussole, et vice versa.Translated Description (Spanish)
Las características alargadas del paisaje, como los bordes de los bosques, los ríos, las carreteras o los límites de los campos, son puntos de referencia particularmente destacados para la navegación de los animales. Aquí, preguntamos cómo las abejas aprenden tales estructuras y cómo se utilizan durante sus vuelos de retorno después de ser liberadas en un lugar inesperado (paradigma de captura y liberación). Los experimentos se realizaron en dos paisajes que diferían con respecto a su estructura general: un paisaje bastante sin características y uno rico en puntos de referencia cercanos y lejanos. Probamos tres formas diferentes de aprendizaje: aprender durante los vuelos de orientación, aprender durante el entrenamiento a un sitio de alimentación y aprender durante los vuelos de retorno después de la liberación en un sitio inesperado dentro del área explorada. Encontramos que las abejas usan estructuras de suelo alargadas, por ejemplo, un límite de campo que separa dos pastos cerca de la colmena (Experimento 1), un canal de riego (Experimento 2), un seto a lo largo del cual se entrenaron las abejas (Experimento 3), un camino de grava cerca de la colmena y el alimentador (Experimento 4), un camino a lo largo de un canal de riego con su vegetación cerca del alimentador (Experimento 5) y un camino de grava a lo largo del cual las abejas realizaron sus vuelos de retorno (Experimento 6). La discriminación y generalización entre los puntos de referencia lineales aprendidos y los similares en el área de prueba dependen de sus propiedades de objeto (canal de riego, camino de grava, seto) y su orientación de brújula. Concluimos que las estructuras de suelo alargadas están incrustadas en múltiples características del paisaje, lo que indica que la memoria de estas estructuras lineales es un componente de la navegación de las abejas. Las estructuras alargadas interactúan y compiten con otras referencias. La identificación de objetos es una parte importante de este proceso. Los objetos se caracterizan no solo por su apariencia sino también por su alineación en la brújula. Su prominencia es mayor si ambos componentes están cerca de lo que se había aprendido. Una alta similitud en la apariencia puede compensar la desalineación (parcial) de la brújula, y viceversa.Files
pdf.pdf
Files
(10.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c9689a8b896935bd933aa5654aa3768f
|
10.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إرشادات للتنقل بين نحل العسل من خلال الهياكل الأرضية المستطيلة المكتسبة
- Translated title (French)
- Guidage de la navigation des abeilles par des structures au sol allongées apprises
- Translated title (Spanish)
- Guía de navegación de las abejas melíferas por estructuras de tierra alargadas aprendidas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2909874273
- DOI
- 10.3389/fnbeh.2018.00322
References
- https://openalex.org/W1503270516
- https://openalex.org/W1507999177
- https://openalex.org/W1542668493
- https://openalex.org/W1905714835
- https://openalex.org/W1968533788
- https://openalex.org/W1981816508
- https://openalex.org/W1983154931
- https://openalex.org/W1993150071
- https://openalex.org/W1993488927
- https://openalex.org/W2000417868
- https://openalex.org/W2013708792
- https://openalex.org/W2014913292
- https://openalex.org/W2017455752
- https://openalex.org/W2024180439
- https://openalex.org/W2044552471
- https://openalex.org/W2051874627
- https://openalex.org/W2056219686
- https://openalex.org/W2058199146
- https://openalex.org/W2058731211
- https://openalex.org/W2059041259
- https://openalex.org/W2064609720
- https://openalex.org/W2068415479
- https://openalex.org/W2070505623
- https://openalex.org/W2082149624
- https://openalex.org/W2088100549
- https://openalex.org/W2090591548
- https://openalex.org/W2093228241
- https://openalex.org/W2097856174
- https://openalex.org/W2106801064
- https://openalex.org/W2116191958
- https://openalex.org/W2119371273
- https://openalex.org/W2123505191
- https://openalex.org/W2134760511
- https://openalex.org/W2134991939
- https://openalex.org/W2142537864
- https://openalex.org/W2143818972
- https://openalex.org/W2145023731
- https://openalex.org/W2156035230
- https://openalex.org/W2159199795
- https://openalex.org/W2163782217
- https://openalex.org/W2171792512
- https://openalex.org/W2272552872
- https://openalex.org/W2419387315
- https://openalex.org/W2525529498
- https://openalex.org/W2756404775
- https://openalex.org/W2900892904
- https://openalex.org/W4240553073
- https://openalex.org/W4240948173
- https://openalex.org/W4250533120