Original paper

Hypotheses on the Adaptiveness or Non-Adaptiveness of the Directional Imprecision in the Honey Bee’s Waggle Dance (Hymenoptera: Apidae: Apis mellifera)

[Hipótesis sobre el carácter adaptivo o no-adaptivo de la imprecisión direccional en la danza de la abeja melifera (Hymenoptera:A pidae: Apis mellifera)]

Gardner, Kathryn E; Seeley, Thomas D; Calderone, Nicholas W

Entomologia Generalis Volume 29 Number 2-4 (2007), p. 285 - 298

26 references

published: Jan 1, 2007

DOI: 10.1127/entom.gen/29/2007/285

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Abstract

Honey bees (Apis mellifera Linnaeus 1758) use a complex dance behaviour that encodes the distance and direction to profitable food sources, but these dances do not contain precise directional information for nearby (<700 m) food sources. The reason for this imprecision has been the subject of recent debate. Some have suggested that imprecision within dances is non-adaptive, ie, that dancing bees are limited in their ability to indicate more precise directional information; two hypotheses regarding possible limitations are examined. The ‘brief-return-phase’ hypothesis proposes that when signaling a nearby food source, the duration of the return phase (the time between successive waggle phases) is brief and a dancing bee does not have enough time or space to orient her waggle phases precisely. Similarly, the ‘brief-waggle-phase’ hypothesis proposes that a short waggle-phase duration prevents dancing bees from precisely orienting their waggle phases. Other investigators have suggested that the imprecision within dances is adaptive. The ‘tuned-error’ hypothesis proposes that the imprecision in dances serves to spread recruits over an optimal patch size tuned by natural selection. Here, these three hypotheses are investigated by analyzing 572 dances for food sources at 10 distances from the hive. It was found that the duration of the return phase does not differ in dances for near and far food sources, indicating that the imprecision is not caused by limitations imposed by brief return phases. It was also found that the scatter of waggle phase angles after left or right turns does not steadily increase as waggle phase duration decreases, indicating that the imprecision is not caused by limitations imposed by brief waggle phases. Finally, it was found that while patch size indicated within dances increases as distance to the food source increases, it does so at a rate significantly less than would be expected if bees were not adjusting their directional information in response to distance, thereby supporting the hypothesis of an adaptive value to the imprecision within dances for nearby food sources.

Abstract

Las abejas melíferas (Apis mellifera Linnaeus 1758) usan un complejo sistema de danzas para comunicar la distancia y dirección a las posibles fuentes de alimento; sin embargo, estas danzas no proveen información direccional precisa para fuentes de alimento cercanas (<700 m). La causa de esta imprecisión ha sido tema de discusión recientemente. Algunos autores han sugerido que la imprecisión en la danza de las abejas no es adaptativa, es decir, que las abejas cuando danzan están limitadas en cuanto a su habilidad para indicar con mayor precisión la información direccional; en este trabajo, nosotros examinamos dos hipótesis que consideran diferentes limitaciones posibles. La hipótesis de la ‘fase de retorno breve’ propone que cuando se señalan fuentes de alimento cercanas, la duración de la fase de retorno (el tramo entre dos fases sucesivas de contoneo o movimiento en zig-zag) es breve y por tanto insuficiente para que la abeja tenga el espacio necesario para re-orientarse con precisión. De igual manera, la hipótesis de la ‘fase de contoneo breve’ propone que una fase de contoneo (o zig-zag) de corta duración impide a las abejas orientarse con presión para la realización de sus movimientos en zig-zag. Otros investigadores han sugerido que la imprecisión en las danzas tiene un origen adaptativo. La hipótesis del “error ajustable” propone que la imprecisión en la danza sirve para esparcir a las nuevas pecoreadoras sobre una ‘parcela’ cuyo tamaño óptimo es ajustado por la selección natural. Nosotros investigamos las tres hipótesis presentadas anteriormente a través del análisis de 572 danzas para fuentesde alimento ubicadas a 10 distancias diferentes desde la colmena. Como resultado, encontramos que la duración de la fase de retorno no difere entre danzas para fuentes de alimento cercanas y danzas para fuentes lejanas; indicando que la imprecisión no es debida a las limitaciones impuestas por la brevedad de la fase de retorno. Adicionalmente encontramos que la dispersión en los ángulos de la fase de contoneo, tanto después de haber girado a la izquierda como a la derecha, no aumenta constantemente cuando disminuye la duración de la fase de contoneo, indicando que la imprecisión no es causada por las limitaciones impuestas como consecuencia de la brevedad de esta fase. Finalmente, encontramos que aunque el tamaño de las ‘parcelas’ indicado por las danzas aumenta con la distancia a la fuente de alimento, este incremento en tamaño ocurre a una tasa significativamente menor a la que se esperaría si las abejas no estuviesen ajustando su información direccional en respuesta a la distancia; en consecuencia, apoyando la hipótesis de que la imprecisión posee un valor adaptativo en las danzas para fuentes de alimento cercanas.

Keywords

Apis mellifera Linnaeus 1758dance languagetuned error hypothesiswaggle dancedanza de contoneohipótesis del error ajustablelenguaje de las abejas