Primer reporte de navegación dorsal en un insecto volador

STRI/DICYT Las personas que se pierden fácilmente en la extraordinaria oscuridad de un bosque tropical tienen mucho que aprender de una abeja que puede encontrar el camino a casa en condiciones diez veces más tenues que la luz de las estrellas. Investigadores de la estación de investigación del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) en Isla Barro Colorado en Panamá y la Universidad de Lund en Suecia revelan que las abejas del sudor (Megalopta genalis), encuentran su camino a casa basándose en patrones en el dosel superior por medio de la visión dorsal. Este primer informe de navegación dorsal en un insecto volador, publicado en Current Biology, puede ser de especial interés para los fabricantes de drones y otros vehículos que vuelan de noche.

“Uno de los pioneros de los estudios sobre los comportamientos de las abejas fue Charles H. Turner, un científico afroamericano de la Universidad de Chicago”, comentó William Wcislo, científico de STRI, “Escribió en el Biological Bulletin en 1908: ‘Las abejas excavadoras usan la memoria para encontrar el camino a casa, y examinan cuidadosamente la vecindad del nido con el propósito de formar imágenes de memoria del entorno topográfico de la madriguera.’ Pero lo que no entendimos hasta ahora, fue que las señales que las abejas están memorizando están por encima de sus cabezas, así como frente a sus caras".

Nadie sabe por qué las abejas del sudor en Isla Barro Colorado merodean de flor en flor como gatos crepusculares, recolectando polen solo durante unos 70 minutos antes del amanecer y después del atardecer. Especialmente porque es 100 veces más oscuro en el suelo del bosque tropical donde las abejas viven dentro de ramitas y enredaderas muertas, que sobre el dosel del bosque.

Desde finales de la decada de 1990, Eric Warrant y su equipo del Vision Group de la Universidad de Lund en Suecia han colaborado con Wcislo para aprender más sobre la superpotencias ópticas de Megalopta. Su trabajo mostró que los ojos compuestos especiales de la Megalopta son 30 veces más sensibles a la luz y concentran fotones de luz de una manera que los ojos de las abejas que vuelan diurnas no pueden. Al identificar el polen de los cuerpos de las abejas y sus nidos, descubrieron que las abejas recolectan polen de más de 60 especies de plantas: árboles de dosel alto como Hura crepitans y Pseudobombax septenatum, hasta arbustos del sotobosque de la familia del café como Faramea occidentalis.

"Para un observador humano, las señales visuales más obvias en el bosque por la noche son huecos en el dosel cuando miramos hacia arriba porque el cielo es mucho más brillante que el bosque de abajo", comentó Warrant, "Vemos un patrón bastante complejo de entrecruzamiento -cruzando ramas, pero la vista de las abejas es mucho menos compleja. Ven grandes manchas de luz que varían en forma y posición. Sabíamos que las hormigas podían usar patrones de dosel para navegar mientras caminan por el bosque, y nos preguntamos si tal vez las abejas estaban haciendo lo mismo”.

Las abejas no pueden hacer esto, pero para averiguar si las abejas Megalopta tenían otro superpoder, Sandra Chaib, estudiante de la Universidad de Lund, se mudó a Isla Barro Colorado para hacer los experimentos.

Para probar esta idea, Sandra primero instaló un motel especial para abejas. Imagínese las entradas a cinco habitaciones: cada entrada es un disco gris circular idéntico. La puerta es una pequeña abertura redonda en el centro del disco, el extremo de un nido de palos.

En el primer experimento, preguntó si las abejas podrían encontrar el camino a casa utilizando un solo punto de referencia. Colocó una barra negra sobre la entrada de uno de los nidos. Después de que las abejas se fueron a buscar polen, ella cambió el orden de los nidos, pero el nido real todavía estaba marcado por la barra negra sobre la entrada. Cuando las abejas regresaron, eligieron el nido adecuado.

A continuación, lo complicó un poco más al construir una especie de toldo, como el techo de una cochera, sobre la entrada de cada nido. Sobre los cuatro nidos vacíos colocó un toldo con un patrón de barras blancas y negras, y sobre el nido ocupado, un patrón diferente. Una vez más, cuando las abejas salieron, ella cambió la posición del nido y, de nuevo, encontraron el nido correcto cuando regresaron. Pero todavía no había descartado la posibilidad de que las abejas estuvieran usando otra pista, como el olor, para encontrar su propio nido. Así que dejó el nido en el mismo lugar, pero puso el patrón aprendido de la abeja sobre un nido vacío... y las abejas eligieron el nido vacío, mostrando que estaban usando el patrón como guía, no el olor o alguna otra señal del nido.

Su último experimento fue el más elegante: esta vez dos nidos compartían un toldo común, un diseño de círculos oscuros sobre un fondo claro hecho para representar los patrones de luz y oscuridad en las copas de los bosques reales. La entrada a un nido vacío estaba ubicada debajo de un extremo del toldo y la entrada al nido ocupado debajo del extremo opuesto. Esta vez, cuando las abejas se fueron, Sandra dio la vuelta al toldo para que el patrón se invirtiera. Las abejas eligieron el nido equivocado más del 80 por ciento de las veces, mostrando de una vez por todas que estaban navegando según el patrón anterior.

Comprender cómo navega la Megalopta puede ser de interés para aplicaciones militares. Ahora, la mayoría de los drones usan GPS para navegar, pero el GPS y los satélites pueden bloquearse o destruirse.

“Los animales usan una variedad de señales diferentes para navegar. La visión es obviamente muy importante, pero muchos animales tienen un sentido magnético y pueden medir las propiedades del campo magnético de la Tierra para determinar dónde se encuentran en la superficie de la Tierra y la dirección en la que quieren viajar. Ya hemos aprendido sobre insectos y otros animales que pueden usar las estrellas para navegar; las palomas son capaces de utilizar los olores para navegar... hay muchas señales distintas. El dosel es una señal que un dron puede usar para navegar, pero un sistema de navegación realmente robusto será uno que usará una serie de señales diferentes, como los animales, para usar todos estos sistemas a la vez para navegar", dijo Eric Warrant.

Debido a que los CDC han clasificado a Panamá como un país Covid de nivel 4, las instalaciones de STRI permanecen cerradas para los científicos visitantes. Pero están ansiosos por regresar al bosque: "Hasta ahora solo sabemos cómo las abejas identifican qué habitación en el motel de abejas es suya cuando regresan a casa", comentó Wcislo. "Todavía no tenemos idea de cómo navegan por el bosque después de dejar sus nidos".

	Referencia
	Referencia: Chaib, S., Dacke, M, Wcislo, W. and Warrant, E. 2021. Dorsal landmark navigation in a neotropical nocturnal bee. Current Biology http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3805162