Η γλώσσα των μελισσών

 Melittosphex, η αρχαιότερη απολιθωμένη μέλισσα

   Η μέλισσα ανήκει στα πιο αξιοθαύμαστα είδη της Δημιουργίας. Σε όλο τον κόσμο υπάρχουν είκοσι χιλιάδες είδη μελισσών. Στην Ευρώπη έχουν καταγραφεί επτακόσια είδη. Οι μέλισσες παράγουν μέλι εδώ και εκατόν πενήντα εκατομμύρια χρόνια. Στις πινακίδες της γραμμικής γραφής Β παραδίδεται με τη μορφή me-ri. Είναι το μοναδικό έντομο που δίνει τροφή στον άνθρωπο. Η παλαιότερη απολιθωμένη μέλισσα βρέθηκε σε κεχριμπάρι στη Νέα Υερσέη των Η.Π.Α. και χρονολογείται πριν από 80 εκατομμύρια έτη. Αυτό το μικροσκοπικό έντομο είναι εφοδιασμένο με όργανα που θα τα ζήλευε και το πιο τέλειο ρομπότ. Διαθέτει, για παράδειγμα, πέντε

μάτια. Τα δύο σύνθετα μάτια απαρτίζονται από πέντε χιλιάδες «φακούς» (ομματίδια) το καθένα. Τα τρία απλά μάτια βρίσκονται στο κάτω μέρος του κεφαλιού. Το μάτι του ανθρώπου μπορεί να συλλάβει είκοσι, το πολύ τριάντα εικόνες το δευτερόλεπτο, ενώ το μάτι της μέλισσας τριακόσιες εικόνες για το ίδιο χρονικό διάστημα.

   Το βιολογικό ρολόι των μελισσών ελέγχει πληθώρα δραστηριοτήτων, όπως είναι η αίσθηση του χρόνου, η κατανομή εργασίας, η πλοήγηση κατά την αναζήτηση τροφής, και οι περίφημοι χοροί τους. Μια ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου του Ιλλινόις εντόπισε 36 γονίδια στον εγκέφαλο της μέλισσας, 33 από τα οποία έγιναν γνωστά για πρώτη φορά. Σημειωτέον ότι η μέλισσα διαθέτει συνολικά 10.000 γονίδια. Τα εκατό νευροπεπτίδια που ανακαλύφτηκαν στον εγκέφαλο της μέλισσας ελέγχουν το ένα εκατομμύριο εγκεφαλικά κύτταρα από τα οποία απαρτίζεται ο μικροσκοπικός εγκέφαλος της μέλισσας. Το μέγεθος του είναι όσο μια τελεία.

   Το 2010 είδε το φως της δημοσιότητας στο περιοδικό The American Naturalist έρευνα βρετανών επιστημόνων η οποία καταδεικνύει ότι οι μέλισσες μαθαίνουν να πετούν ακολουθώντας τη συντομότερη δυνατή διαδρομή ανάμεσα στα λουλούδια που έχουν προηγουμένως ανακαλύψει με τυχαία σειρά, «λύνοντας» στην ουσία με τον τρόπο αυτό το λεγόμενο «πρόβλημα του περιοδεύοντος πωλητή», ένα διάσημο και δυσεπίλυτο γρίφο στον χώρο των οικονομικών και των μαθηματικών. Αφού εντοπίσουν τις θέσεις των λουλουδιών, στη συνέχεια οι μέλισσες επιστρέφουν σε αυτά έχοντας μάθει -με μυστηριώδη τρόπο- να ακολουθούν πια τον καλύτερο δυνατό δρόμο, δηλαδή τον πιο σύντομο, ώστε να εξοικονομούν χρόνο και ενέργεια (βλ. http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231064798, 25.10.2010): «Οι μέλισσες κάνουν μαθηματικούς υπολογισμούς πιο γρήγορα και από υπολογιστή»).

   Οι μέλισσες επικοινωνούν μεταξύ τους με μια εντυπωσιακή «γλώσσα» που είναι γνωστή ως «ο χορός των μελισσών». Υπάρχουν διάφορα είδη χορών που εκτελεί η εργάτρια μέλισσα: Ο κυκλικός χορός (Round Dance), o κουνιστός ή μικτός χορός (Waggle Dance), και ο χορός των δονήσεων (Tremble Dance). Ο κυκλικός χορός είναι μια πιο απλή μορφή του κουνιστού χορού. Οι πρώτες σχετικές έρευνες έγιναν από τον αυστριακό επιστήμονα Karl Ritter von Frisch (1886-1982) γύρω στο 1920. Την εποχή αυτή δεν γνώριζε ότι ο κουνιστός χορός μετέδιδε πληροφορίες σχετικές με την κατεύθυνση και της απόσταση της τροφής. Νόμιζε ότι το χορό αυτό τον χόρευαν μόνο οι συλλέκτριες γύρης, ενώ οι μέλισσες που συνέλεγαν νέκταρ χόρευαν τον κυκλικό χορό. Στην περίφημη μελέτη του 1923 έγραψε ότι οι μέλισσες όταν έχουν τα κέφια τους κάνουν διάφορα αστεία, ανάμεσα στα οποία είναι και ένα είδος χορού. Τον κουνιστό χορό τον ερμήνευσε είκοσι χρόνια αργότερα, όταν άλλαξε τη δομή των πειραμάτων του. Τα έτη 1944 και 1945 πρόσφερε τροφή σε μέλισσες σε μια απόσταση εκατό μέτρων από την κυψέλη. Τότε διαπίστωσε ότι όλες οι εργάτριες χόρευαν τον κουνιστό χορό. Το 1973 έλαβε το βραβείο Νόμπελ κυρίως για την αποκωδικοποίηση του χορού των μελισσών.

   Ο χορός των μελισσών παρουσιάζεται με κατανοητό τρόπο στην ιστοσελίδα beenet.gr την οποία δημιούργησαν Έλληνες μελισσοκόμοι με διαχειριστή του ιστοχώρου τον Ιωάννη Παΐλα, Πληροφορικό και ερασιτέχνη μελισσοκόμο. Περιγράφεται ο τρόπος με τον οποίο οι συλλέκτριες μέλισσες του γένους Apis Mellifera καθοδηγούν τις υπόλοιπες στον εντοπισμό της τροφής. Παραθέτουμε τις σχετικές πληροφορίες, όπως παρουσιάζονται στην ωραία αυτή ιστοσελίδα, με μικρές προσθήκες ή αλλαγές.

Απόσταση

   Όταν η τροφή βρίσκεται σε απόσταση μέχρι 75 μέτρων περίπου από την κυψέλη, οι συλλέκτριες μέλισσες εκτελούν το λεγόμενο κυκλικό χορό (Round Dance), δηλ. μικρούς κύκλους στην επιφάνεια των κηρηθρών, είτε σύμφωνα με τους δείκτες του ρολογιού, είτε αντίστροφα με αυτούς. Αν οι συλλέκτριες μέλισσες μεταφέρουν γύρη, οι υπόλοιπες εργάτριες μυρίζουν και γεύονται τους γυρεόκοκους που είναι προσκολλημένοι στις συλλέκτριες. Αυτός ο χορός δεν δίνει σαφείς πληροφορίες για την προέλευση της τροφής. Σκοπό έχει να κινητοποιήσει τις εργάτριες να βγουν έξω από την κυψέλη και να ψάξουν για την τροφή.

   Όταν όμως η τροφή είναι σε απόσταση μεγαλύτερη των 75 μέτρων από την κυψέλη, οι συλλέκτριες μέλισσες εκτελούν το λεγόμενο κουνιστό χορό (Waggle Dance), ο οποίος αποτελείται από δύο μέρη: Η διαδρομή στην ευθεία με ελαφρά κουνήματα του σώματος της μέλισσας και τρεμόπαιγμα των φτερών, δίνει την πληροφορία για την κατεύθυνση της τροφής. Η ταχύτητα με την οποία εκτελείται ο χορός καθορίζει την απόσταση της τροφής. Πειράματα που διεξήγαγε ο Karl von Frisch έδειξαν ότι ο αριθμός των διαδρομών που εκτελείται σε διάστημα 15 δευτερολέπτων προσδιορίζουν την απόσταση της πηγής τροφής από τη θέση της κυψέλης. Όσο πιο πολλές και πιο έντονες είναι αυτές οι διαδρομές στο παραπάνω χρονικό διάστημα, τόσο πιο κοντά βρίσκεται η πηγή τροφής. «Στα ίδια πειράματα φάνηκε ότι οι μέλισσες δεν προσδιορίζουν την απόσταση αυτή καθ’ αυτή, αλλά την ενέργεια που σπαταλούν για να φτάσουν σε αυτή. Ο Karl von Frisch, σε μια πηγή τροφής, σημάδεψε τις μέλισσες που έφτασαν σε αυτή από μια κυψέλη. Κάποιες από αυτές τις σημάδεψε προσθέτοντάς τους ένα μικρό βάρος στο θώρακα. Όταν επέστρεφαν την κυψέλη οι σημαδεμένες με το βάρος μέλισσες, μετέφεραν μηνύματα που έδειχναν μεγαλύτερη απόσταση για την πηγή τροφής από ότι οι ‘μη βαριές’ μέλισσες».

Κατεύθυνση

   «Από μόνη της η γνώση ότι η τροφή είναι κάποια χιλιόμετρα μακριά δεν είναι και πολύ χρήσιμη. Χρειάζεται να δηλωθεί και η κατεύθυνση. Ο Karl von Frisch αντιλήφθηκε ότι η κατεύθυνση προς την οποία εκτελούνται οι διαδρομές του κουνιστού χορού εξαρτώνται από την κατεύθυνση της πηγής της τροφής από την κυψέλη, αλλά και από την ώρα της ημέρας: Η κατεύθυνση του χορού αλλάζει ανάλογα με την τοποθεσία της πηγής της τροφής, ανεξαρτήτως ώρας. Έχοντας μια σταθερή πηγή τροφής, η κατεύθυνση αλλάζει με την ίδια γωνία που αλλάζει και ο ήλιος με το πέρασμά του στον ουράνιο θόλο». Αν λάβει κανείς υπόψη του ότι ο ήλιος δεν είναι ορατός μέσα στην κυψέλη και ότι οι μέλισσες εκτελούν το χορό στην κάθετη επιφάνεια της κηρήθρας, τότε ανακύπτει το ερώτημα με ποιο τρόπο μεταφράζουν τις γωνίες πτήσης μέσα στη σκοτεινή κυψέλη. Η παρακάτω εικόνα δείχνει πως μπορεί να γίνει αυτό:

   «Υπάρχει συσχέτιση μεταξύ της γωνίας που εκτελείται ο χορός στην κάθετη επιφάνεια της κυψέλης και της θέσης του ήλιου σε σχέση με την κατεύθυνση της πηγής της τροφής. Όταν η τροφή και ο ήλιος βρίσκονται προς την ίδια κατεύθυνση, η διαδρομή του χορού εκτελείται με κατεύθυνση κατακόρυφα προς τα πάνω (αντίθετα με την κατεύθυνση της βαρύτητας). Όταν η τροφή είναι σε κάποια γωνία προς τα δεξιά (μπλε) ή αριστερά (κόκκινη) σε σχέση προς τον ήλιο, η μέλισσα κατευθύνει τη διαδρομή του χορού της με την ίδια γωνία που βρίσκεται η τροφή σε σχέση με την κάθετο στη βαρύτητα».

   «Οι περισσότεροι επιστήμονες πίστευαν ότι οι μέλισσες δεν μπορούν να ακούσουν και ότι αυτοί οι ήχοι δεν ήταν σημαντικοί. Αλλά ο Michelson κ.ά. (1989) ανακάλυψαν ότι οι μέλισσες μπορούν να ακούσουν. Όπως και κάποια άλλα έντομα, οι μέλισσες έχουν ακουστικά όργανα στις κεραίες τους. Αυτά τα «αυτιά» δίνουν μια εξήγηση για το πώς οι μέλισσες δέχονται τις πληροφορίες από το χορό μιας συλλέκτριας μέλισσας στο σκοτάδι της κυψέλης. Οι μέλισσες πιθανόν να μη μπορούν να δουν την κατεύθυνση της διαδρομής, αλλά να την ακούσουν.

   Ο Χορός των Δονήσεων περιγράφηκε πρώτα από τον Karl von Frisch το 1920, αλλά δεν ερμηνεύτηκε πλήρως μέχρι το 1993. Τότε ο Wolfgang Kirchner (1989) ανακάλυψε ότι όταν εκτελούνταν αυτός ο χορός εμπόδιζε τις άλλες μέλισσες από το να πετάξουν και να συλλέξουν και άλλο νέκταρ. Η συλλέκτρια μέλισσα εκτελεί το χορό των δονήσεων δονώντας το σώμα της κατακόρυφα όταν αντιλαμβάνεται μεγάλη καθυστέρηση στην μεταφορά του νέκταρος που μεταφέρει στις υπόλοιπες εργάτριες ή ακόμη και έλλειψη εργατριών για να δεχτούν το νέκταρ που αυτή φέρει. Μπορεί ακόμη να μοιράζει ποσότητα νέκταρος, όπως ακριβώς γίνεται και στον κουνιστό χορό».

   «Η γλώσσα του χορού είναι το πιο σύνθετο παράδειγμα συμβολικής επικοινωνίας σε οποιοδήποτε άλλο ζώο, εκτός από τα πρωτεύοντα», επισημαίνουν οι Tanner-Visscher (2010). «Η μελέτη μας είναι η πρώτη δοκιμή της προσαρμοστικής αξίας της γλώσσας του χορού. Παρέχει ιδέες που μπορούν να είναι χρησιμοποιηθούν για τον καθορισμό της τροφικής συμπεριφοράς των μελισσών, ώστε να επιτύχουμε επικονίαση προς μία συγκεκριμένη κατεύθυνση». Τα περισσότερα πειράματα που έχουν γίνει καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι μέλισσες μπορούν να αποκωδικοποιήσουν την κατεύθυνση και τις πληροφορίες απόστασης, αλλά ο σχετικός ρόλος των πληροφοριών μυρωδιάς και θέσης παραμένει άγνωστος».

   Ο χορός των μελισσών παρουσιάζει εντυπωσιακές ομοιότητες με την ανθρώπινη γλώσσα με την έννοια ότι και τα δύο συστήματα επικοινωνίας χαρακτηρίζονται από το αυθαίρετο του γλωσσικού σημείου και από την παρουσία πομπού και δέκτη. Η μέλισσα παράγει και οι υπόλοιπες δέχονται και ερμηνεύουν τα μηνύματα.

   Οι εργάτριες έχουν καταγεγραμμένο στον εγκέφαλό τους το σύστημα του χορού και μαθαίνουν ένα μικρό μόνο μέρος του, κατά την άποψη του Karl von Frisch. Ο λόγος είναι απλός: Η μέλισσα ζει στην καλύτερη περίπτωση τέσσερις εβδομάδες και μόλις τις δέκα τελευταίες μέρες της ζωής της βγαίνει έξω από την κυψέλη για να συλλέξει τη γύρη και το νέκταρ. Σημειωτέον ότι και η αίσθηση της όσφρησης είναι έμφυτη και όχι επίκτητη, όπως έδειξαν νεότερες έρευνες γερμανών επιστημόνων. Αξίζει να αναφερθεί ότι το χορό των μελισσών μιμήθηκε ένα ρομπότ, το οποίο κατασκευάστηκε ειδικά για το σκοπό αυτό. Οι μέλισσες πήγαιναν προς την κατεύθυνση που τους υποδείκνυε η τεχνητή μέλισσα.

   Παλιότερα είχε διατυπωθεί η άποψη ότι οι μέλισσες που επέστρεφαν από μακρινή απόσταση ήταν κουρασμένες και γι’ αυτό ο χορός τους δεν ήταν τόσο ζωηρός, σε σχέση με αυτές που έβρισκαν την τροφή τους σε κοντινή απόσταση. Οι έρευνες του καθηγητή Jürgen Tautz του Πανεπιστημίου του Würzburg έδειξαν ότι οι μέλισσες μετέδιδαν την πληροφορία αν περνούσαν μέσα από λιβάδια ή από περιοχές με πολλά δέντρα ή δάση, οπότε στην τελευταία περίπτωση η πτήση διαρκούσε περισσότερο.

   Τα τελευταία χρόνια γίνεται προσπάθεια απομυθοποίησης του χορού των μελισσών. Ενδεικτικό είναι το άρθρο της Katrin Blawat στην εφημερίδα Süddeutsche Zeitung (2.12.2009) με τίτλο: «Η επικοινωνία των μελισσών. Η απομάγευση του κουνιστού χορού». (Kommunikation von Bienen. Schwänzeltanz entzaubert). Βλ. http://www.sueddeutsche.de/wissen/kommunikation-von-bienen-schwaenzeltanz-entzaubert-1.135555-3

   Σοβαρές επιφυλάξεις για τις απόψεις του Karl von Frisch έχει εκφράσει ο Adrian Wenner, ομότιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου της California (Santa Barbara), ο οποίος σημειώνει (1990 κ.α.): «Τις εξωτικές απόψεις τις αποδέχεται κανείς γρήγορα, παρ’ όλο που δεν επιβεβαιώνονται πειραματικά. Οι υποστηρικτές αυτής της άποψης αγνόησαν στοιχεία που δεν ταιριάζουν με τις θέσεις τους». Ο Jürgen Tautz τονίζει, επίσης: «Η ιδέα ότι έντομα μπορούν να επικοινωνούν με τέτοιο αφηρημένο τρόπο ενθουσίασε φιλοσόφους και γλωσσολόγους. Μέχρι τότε αυτή η μορφή επικοινωνίας χαρακτήριζε μόνο τον άνθρωπο». Ο M. Polakoff (1998) παρουσιάζει ευσύνοπτα την αντιπαράθεση των δύο πλευρών, των οπαδών της θεωρίας του Karl Frisch, ο οποίος υποστήριξε ότι ο χορός των μελισσών είναι μια συμβολική γλώσσα που περιέχει πληροφορίες για την πηγή τροφής και του Adrian Wenner που υποστηρίζει ότι ο χορός των μελισσών δεν περιέχει άλλη πληροφορία παρά μόνο για τη μυρωδιά (οσμή) της πηγής τροφής. Ο Polakoff καταλήγει στο συμπέρασμα ότι εξακολουθεί να ισχύει η θεωρία του Karl von Frisch.

   Ο μαγικός κόσμος των μελισσών κρύβει ακόμα πολλά μυστικά τα οποία περιμένουν τη λύση τους.

Ενδεικτική Βιβλιογραφία

Dyer, F.C., 2002: “The biology of the dance language”, Annual Review of Entomology, 47, 917-949.

Frisch, Karl von, 1923: “Über die "Sprache" der Bienen”, Zoologisches Jahrbuch (Zoologie und Physiologie) 40, 1-186.

Frisch, Karl von, 1993: The dance language and orientation of bees, μετάφραση Leigh E. Chadwick, με νέο πρόλογο του Thomas D. Seeley, Cambridge, Mass.: Harvard University Press.

Kirchner, Wolfgang H., 1993: “Vibrational signals in the tremble dance of the honeybee, Apis mellifera”, Behavioral Ecology and Sociobiology, 33, τεύχ. 3. 169-172.

Michelsen, A., Anderson B.B., Kirchner W. H., and Lindauer M., 1989: “Honeybees can be recruited by a mechanical model of a dancing bee”, Naturwissenschaften, 76, 277-280.

Polakoff Michael, 1998: “Dancing bees and the language controversy”, Integrative Biology: Issues, News, and Reviews, 1, τεύχ. 5, 187–194.

Tanner David A. & Visscher P. Kirk, 2010:“Does Imprecision in The Waggle Dance Fit Patterns Predicted by The Tuned-Error Hypothesis?”, Journal of Insect Behavior, 23, 180-188.

Tautz, Jürgen, 2007: Phänomen Honigbiene. Heidelberg: Elsevier, Spektrum Akademischer Verlag, βλ. ιδιαίτερα τις σελ. 92-110.

Thom, Corinna, 2003: “The tremble dance of honey bees can be caused by hive-external foraging experience”, The Journal of Experimental Biology, 206, 2111-2116.

Wenner A.- Wells P., 1990: Anatomy of a Controversy: The Question of a “Language” Among Bees, Columbia University Press.

Χριστόφορος Χαραλαμπάκης 

Καθηγητής της Γλωσσολογίας

 στο Πανεπιστήμιο Αθηνών