Naarmate bijen foerageerervaring opdoen, verfijnen ze voortdurend zowel de volgorde waarin ze bloemen bezoeken als de vliegroutes die ze tussen bloemen nemen om steeds betere routes te genereren, volgens onderzoekers van de Queen Mary University of London.

Ondanks dit, bijen kunnen worden misleid om verleidelijke kortere wegen tussen bloemen te nemen, zelfs als dit ten koste gaat van de totale afstand die ze moeten vliegen.

Dieren die tussen meerdere bestemmingen reizen en terugkeren naar een thuisbasis - zoals bijen, vogels, primaten en mensen - worden geconfronteerd met een hachelijke situatie die bij wiskundigen bekend staat als het Travelling Salesman-probleem.

De uitdaging is om een ​​route te vinden die elke bestemming aandoet en de kortst mogelijke afstand aflegt. Vorig onderzoek, alleen kijken naar de volgorde waarin dieren op elke bestemming aankomen, heeft aangetoond dat dieren vaak een goed, of zelfs optimaal, oplossing, maar er is weinig bekend over hoe ze die oplossing vinden.

Hoofdauteur Joseph Woodgate, van de Queen Mary's School of Biological and Chemical Sciences, zei:"Dieren kunnen niet eenvoudigweg een kaart inspecteren om erachter te komen waar de beste voedselbronnen zijn of plannen hoe ze ertussen kunnen komen."

Hommels weten aanvankelijk niets van het terrein of waar ze voedsel kunnen vinden, dus moeten ze het landschap verkennen, locaties één voor één ontdekken en vervolgens de uitdaging aangaan om hun ruimtelijke herinneringen te integreren in een efficiënte route.

"Alleen door elke beweging die ze maken te volgen terwijl ze verkennen en proberen een betere route te genereren, kunnen we begrijpen hoe ze deze uitdaging aanpakken", Dr Woodgate toegevoegd.

De onderzoekers lieten hommelverzamelaars zich voeden met een reeks kunstbloemen en gebruikten harmonische radartechnologie om individuen continu te volgen tijdens elke foerageertocht die ze maakten, terwijl ze geleidelijk oplossingen ontwikkelden voor het probleem hoe ze allemaal te bezoeken.

Het resultaat was een van de grootste en meest complete datasets over bijenvlucht ooit geregistreerd en gaf voor het eerst een diepgaand inzicht in de ontwikkeling van routes. Ze ontdekten dat door zich simpelweg te concentreren op opeenvolgingen van bezoeken aan feederstations, in plaats van de feitelijke bewegingen tussen stations of de manier waarop routes zich ontwikkelen, is onvoldoende om te begrijpen hoe dieren route-optimalisatieproblemen oplossen.

De studie, uitgevoerd in samenwerking met Rothamsted Research, werd gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

Professor Lars Chittka, coördinator van de studie, zei:"Stel je een verkoper uit Londen voor die Manchester moet bellen, Leiden, Glasgow, Edinburgh en Inverness alvorens naar huis terug te keren. Vanuit Manchester is het verleidelijk om de korte trip naar Leeds te maken, en vanuit Glasgow is het verleidelijk om Edinburgh te bezoeken, maar een verkoper die dat doet, zal al snel in Inverness gestrand zijn met een zeer lange rit naar huis. De betere oplossing is om de ene kant van het VK op te reizen en aan de andere kant terug te keren."

De onderzoekers stelden de bijen een gelijkwaardige uitdaging voor.

Dr. Woodgate zei:"Zoals voorspeld, onze bijen toonden een sterke voorkeur voor het nemen van kortere wegen tussen nabijgelegen paren voeders, hoewel dit op de lange termijn betekende dat ze verder moesten vliegen. Echter, ze vlogen niet uitsluitend naar de dichtst mogelijke feeders, en op een flexibele manier verschillende routes uitgeprobeerd."

De sporen die door de harmonische radar zijn geregistreerd, kunnen worden gebruikt om de routes te visualiseren die de bijen nemen terwijl ze foerageren. De onderzoekers ontwikkelden geanimeerde heatmaps die grafisch aantoonden hoe sommige routesegmenten een gewoonte werden, terwijl andere verkenningen werden vergeten toen favoriete vliegroutes werden ontdekt.

De vliegafstand en de duur van foerageeraanvallen namen af ​​naarmate bijen meer ervaring opdoen en deze verhoogde efficiëntie was voornamelijk te wijten aan ervaren bijen die rechter vlogen en minder verkenden, in plaats van verbeteringen in de volgorde waarin bloemen werden bezocht.

Echter, de bijen raakten nooit helemaal vast in hun wegen en de onderzoekers ontdekten bewijs dat suggereert dat ze willekeurige processen gebruiken om wat variatie in hun routes aan te brengen, wat hen kan helpen om verschillende bezoekvolgorde uit te proberen op zoek naar verbeteringen aan hun routes.

De resultaten laten ook zien dat efficiënte routes zich ontwikkelen door parallelle verbeteringen van zowel de bestelde feeders als de daadwerkelijke bewegingen van bijen die ertussen vliegen. Met andere woorden, ervaren bijen bezochten hun voeders niet alleen in dezelfde volgorde, maar vloog ook keer op keer langs dezelfde vlieglijnen. Deze gebruikelijke vliegroutes waren rechter dan de routes die ze vlogen toen ze de feeders voor het eerst ontdekten, waardoor ze hun reisafstand konden verkleinen, zelfs als ze ze niet in de best mogelijke volgorde konden bezoeken.

Co-auteur James Makinson zei:"Begrijpen hoe dieren met kleine hersenen zoals bijen efficiënte vuistregels vinden om complex en flexibel gedrag te bereiken, heeft een groot potentieel om de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie en geavanceerde robots te stimuleren.

"Het is ook belangrijk om te begrijpen hoe bijen en andere bestuivende insecten naar voedsel zoeken en het landschap gebruiken, van cruciaal belang is voor het beheersen van de risico's voor bestuivers als gevolg van verlies van leefgebied en intensivering van de landbouw."