Včely stále záhadné: Co se děje ve včelím úlu

Včela má milionkrát méně neuronů než člověk, přesto se v mnoha ohledech projevuje velmi rozumně. K nejznámějším projevům včelího intelektu patří výměna informací prostřednictvím „tanců“. V přírodě přitom nenajdeme mnoho systémů komunikace, kdy je k předávání informací používáno symbolů. Kromě včel to zvládnou už jen primáti včetně člověka.

Tajemství včelích tanců odhalil ve čtyřicátých letech minulého století německý přírodovědec Karl von Frisch a vysloužil si za to Nobelovu cenu. Dnes jsou popisy včelích tanců nedílnou součástí všech učebnic etologie (vědní obor v rámci zoologie, který zkoumá chování živočichů) a bereme je jako neoddiskutovatelný fakt.

Tance „v neděli“ a „ve všední den“

Obecně známými projevy včelího chování jsou tance v kruhu, které označují výskyt bohatého zdroje potravy v těsné blízkosti úlu, a tance ve tvaru osmičky, jež určují směr, kterým je třeba letět za potravou, i vzdálenost, jakou je při tom třeba překonat. Kromě nich byly v posledních letech odhaleny ještě dva typy tanců. Pokud se dělnice vrátí s nákladem do úlu a zastihne tam větší počet včel, které složily náklad pylu či nektaru a nemají se k dalšímu letu, tančí dělnice mobilizační „natřásavý tanec“, kterým láká lelkující družky na dno úlu a následně je ponouká k výletu za potravou. Naopak, pokud dělnice zastihnou v úlu jen málo kolegyň starajících se o donesenou potravu, volí jiný typ tance, kterým povolávají ostatní včely do práce na plástvích.

Jak už to bývá, ukazuje se i u včelích tanců, že náš pohled na ně byl poněkud zjednodušený. Pokusy, při kterých Karl von Frisch rozluštil „řeč včel“, navozovaly notně nepřirozené podmínky. Německý přírodovědec dával do blízkosti úlu jeden vydatný zdroj potravy a sledoval, jak na to budou včely reagovat. Tak to ale běžně v životě včel nechodí. Zdrojů potravy bývá více, jsou obvykle rozptýlené na větší ploše a nacházejí se různě daleko od úlu. Rozdíl mezi pokusem a realitou může být stejně propastný jako rozdíl mezi nedělí a všedním dnem na malé vsi. V neděli míří většina obyvatel na mši do kostela, v pondělí se rozprchnou každý za svou prací.

Když se vědci podívali do včelího úlu během jeho „všedního dne“ nestačili se divit. Najednou se včelí tance nezdály tak důležité. Dělnice, která přiletí do úlu s potravou sice „tančí“, aby dala vědět, odkud se vrátila, ale plným 93 % včel, které se s jejím tancem seznámí, je to úplně jedno. Pro potravu letí tam, kde byly při svém minulém letu mimo úl. Dělnici se tancem podaří „přemluvit“ jen malou část osazenstva úlu. Ani tyto včely ale nemusí označený zdroj potravy navštívit.

Ukazuje se, že jsou při „čtení“ zpráv zprostředkovaných tancem přeci jen poněkud „natvrdlé“. Některé shlédly taneční zprávu v padesáti reprízách, několikrát se podle této instrukce pokusily najít potravu a ani jednou neuspěly.

Tanec je jen pojistka

Nabízí se otázka, zda jsou včelstva s tak špatnou úrovní taneční komunikace vůbec normální. Nejsou snad právě kvůli tomu odsouzené k záhubě při dnes řádící „chorobě kolapsu včelstev“? Toto podezření se podařilo bezpečně vyvrátit. Vědci zkonstruovali úly, kde jsou plástve natočeny tak, aby tanec včel nedával správné údaje o zdroji potravy, a sledovali, co tahle informační diverze v úlu způsobí. Nestalo se vůbec nic. Včely, které se nemohly správně dorozumět tancem, byly ve sběru potravy stejně úspěšné jako ty, jež i nadále tančily tak, jak to popsal před více než šedesáti lety Karl von Frisch.

Zdá se, že včely tanec svých družek okázale ignorují. K čemu je jim potom tenhle nadmíru složitý systém komunikace dobrý? Ukazuje se, že jde o velmi důležitou pojistku. Tanec je jen jedním komunikačním kanálem. Kromě zprávy v něm zakódované, vnímají včely vůni a chuť potravy, kterou s sebou do úlu přináší úspěšná dělnice. Vidí také, kterým směrem jejich družky vylétají za potravou. Není ani reálné, aby všechny včely kolem tančící dělnice vnímaly tanec kompletně. Některé z něj nevidí skoro nic a musí se spolehnout na vůni nebo chuť potravy. Některé dobře zachytily informaci o směru, kterým je potřeba letět za potravou, ale „přehlédly“ údaje o vzdálenosti zdroje potravy. Jiné dělnice se naopak dozvěděly, jak je to k potravě daleko, ale netuší, kterým směrem je třeba letět.

V situacích, kdy je z nějakého důvodu nedostatek jiných signálů, například když potrava nevoní nebo nemá typickou chuť, nabývá tanec na důležitosti. Najednou se včely o tančící dělnici zajímají a řídí se striktně jejími instrukcemi tak, jak to pozoroval Karl von Frisch.

Dělba práce řízená vaječníkem

Velkou záhadou je dělba práce mezi dělnicemi jednoho včelstva. Některé se starají o úl a nové potomstvo, jiné vylétají ven a shánějí potravu. Dokonce i v zásobování úlu existuje specializace. Některé dělnice nosí domů hlavně pyl, jiné mají slabost pro sbírání nektaru. Včelstvo potřebuje dělnice všech profesí a to ve správném poměru. Jak toho dosáhne?

Aspoň zčásti je tato dělba práce dědictvím z dob, kdy předci včely medonosné žili samotářsky a museli si dělat všechno sami. Samotářská včela naklade vajíčka a následně se sama stará o larvy a shání pro ně potravu. Když odchová jedno pokolení potomstva, může celý cyklus opakovat. Aktuální náplň práce diktuje včele překvapivě stav jejích pohlavních žláz.

U včel a zřejmě i dalších druhů společenského hmyzu, jako jsou např. mravenci, došlo k rozdělení úloh tak, že některé samičky potlačily určité fáze životního cyklu. Matce zůstala zachována jen fáze kladení vajíček. Dělnice mají tuto fázi životního cyklu potlačenou a zůstala jim jen práce – péče o vajíčka a larvy, údržba a budování hnízda a shánění potravy.

A tak je to zařízeno i na úrovni jednotlivých molekul. Klíčem pro řízení pracovní specializace včelích dělnic je bílkovina vitelogenin. Ta se ukládá ve velkých množstvích do vajíčka. Proto dosahují koncentrace vitelogeninu v těle samotářské včely maxima ve chvílích, kdy je včela připravena klást vajíčka a má aktivní pohlavní žlázy. V té době zásobuje samotářská včela své hnízdo velkými porcemi pylu. Po nakladení vajíček se pohlavní žlázy samotářské včely zklidní a hladiny vitelogeninu klesají. To přinutí včelu ke změně preferencí. Začne nosit do hnízda nektar důležitý pro odchov larev.

Objevitelky a staromilky

Většina dělnic včely medonosné je sterilní. Nemají plně vyvinuté pohlavní žlázy a nemohou klást vajíčka. Některým se ale pohlavní žlázy rychle dovyvinou, například když včelstvo přijde o matku. I v tom se však jednotlivé dělnice liší. Některým stačí k dosažení plodnosti jen málo. Mají pohlavní žlázy zvětšené a tělem jim kolují zvýšené hladiny vitelogeninu. Při sběru potravy mimo úl preferují pyl před nektarem. Jiné dělnice mají pohlavní žlázy hodně zakrnělé, obnova pohlavní činnosti je nad jejich síly a v těle mají málo vitelogeninu. Specializují se na sběr nektaru. Mechanismy, které řídily život samotářských předků včely medonosné, úplně nezanikly. Fungují sice jen částečně, ale dovolují včelám účinně řídit aktivity celého včelstva.

Je zajímavé, že i v rámci tohoto obecného plánu si včelí dělnice udržují určité individuální rysy. Některé z dělnic vylétajících mimo úl mají „dobrodružnou povahu“ a nedělají skoro nic jiného, než že podnikají průzkumné výpravy a hledají nové zdroje potravy. Jiné létající dělnice se raději drží v úlu a za potravou létají na místa, která dobře znají.

Kolik řečí umíš, tolikrát jsi včelou

Společný předek včely medonosné a jejích osmi nejbližších příbuzných žil před 30 až 50 miliony roků. Včely po něm zdědily i symbolickou taneční řeč s jejíž pomocí se informují o tom, kam se vyplatí letět za potravou. Například evropskou včelu medonosnou a asijskou včelu indickou ovšem dělí sedm milionů let samostatného vývoje a mimo jiné vlastnosti včetně pachu se již dávno rozlišila i jejich taneční komunikace.

Vědci vytvořili včelstvo složené z dělnic obou druhů včel a poté sledovali, jak se navzájem domlouvají. Dělnicím ze smíšených včelstev nabízeli výzkumníci různě vzdálená krmítka s cukerným roztokem a sledovali včely, které se vrátily do úlu se zprávou o vydatném zdroji potravy. Včely si udržovaly svůj vlastní „taneční dialekt“, ale zároveň dokázaly pochopit zprávu podávanou dělnicí odlišného druhu. Když se vrátila do úlu evropská včela medonosná, porozuměly dělnice včely indické jejímu tanci a letěly na správné místo.

Včelí „hemisféry“ a typy paměti

Hemisféry lidského mozku plní odlišné úlohy, odlišně pracuje i levá a pravá strana jednoduché nervové soustavy včel. Ukázalo se to při pokusech, kdy se včely naučily spojovat vůni citronu s lákavou chutí cukru a vůni vanilky s odpudivou chutí soli. Vědci dovolili včelám přijímat pachové podněty vždy jen jedním tykadlem. Vůni zachycenou pravým tykadlem dokázaly včely srovnat jen s informacemi uloženými v krátkodobé paměti. Pro informace z dlouhodobé paměti si uměly sáhnout jen podnětem zachyceným levým tykadlem. Včela si odlišnou prací polovin nervové soustavy zajišťuje, aby se jí nově získané poznatky nepletly v informacemi, které si už osvojila, protože se jí mnohokrát osvědčily.

Neumí do pěti počítat

Vědci naučili létat včely ke krmítku zvláštním trubkovým „bludištěm“ a správnou cestu jim označili ukazateli složenými z různého počtu znaků. Někdy sloužily jako směrníky tečky různých barev, jindy ukazovaly cestu rozličné obrázky. Včely vnímaly počet znaků bez ohledu na to, o jaké symboly šlo. Když se naučily létat za potravou podle dvou modrých čtverečků, považovaly za správný ukazatel i dva žluté čtverečky nebo dva obrázky jablka. Tři modré čtverečky pro ně ale ukazatelem k cíli nebyly. Rozdíl mezi ukazateli tvořenými dvěma a třemi znaky zvládly včely ihned. Podle směrovek tvořených čtyřmi znaky se naučily orientovat teprve po určitém zácviku. Pět nebo dokonce šest znaků už odlišit nedokázaly. Obě „čísla“ pro ně zjevně představovala „mnoho“.