Honey bees do a little dance to communicate with each other that mimics signals in the brain, a finding that may shed light on how Earth's creatures make choices, scientists said Thursday.
The decision-making mechanisms in nervous systems and insect societies are strikingly similar," said the study in the December 8 issue of Science Express.
In the brain, as scientists have discovered in previous studies on monkeys, lots of neurons activate when there is a decision to be made.
Eventually, some neurons stop others from activating, and the alternative with the fewest "no" signals is chosen.
Now a US-British team led by Thomas Seeley of Cornell University in New York state has shown that honey bees act out this neuron dance when they are communicating with each other about where to set up their hive.
Researchers set off a swarm of honey bees on an island off the coast of the northeastern state of Maine, where there were no natural places to nest, and put out two identical boxes where they could nest.
They watched as the scout bees visited the potential new homes, shot video of their waggle dances by which they describe what they found to each other, and even took sound recordings of small stop signals -- a short head butt accompanied by a buzz sound -- that some of the bees made.
By keeping track of which bees had visited which box by marking them pink or yellow, they were able to tell that stop signals were delivered by scouts who had already seen a box and were being told about a different box by another bee.
"The message the sender scout is conveying to the dancer appears to be that the dancer should curb her enthusiasm, because there is another nest site worthy of consideration," said co-author P. Kirk Visscher of the University of California, Riverside.
"Such an inhibitory signal is not necessarily hostile. It's simply saying, 'Wait a minute, here's something else to consider, so let's not be hasty in recruiting every bee to a site that may not be the best one for the swarm.'"
Bees swarm when they are leaving an overcrowded hive in search of a new home, toting along their mother Queen.
Scout bees go look for new potential hive sites, and return to the group which typically stays near the original hive until a new one is found.
To tell the other bees about what is out there, a dancing bee will make figure eight shapes and waggle moves -- the length of the waggle tells how far the new hive is.
The number of scouts who like a certain site eventually reaches a critical level, and the swarm takes off for its new home.
Since all bees share a common interest in choosing the best available site, researchers believe the process helps the group decide, even when the options are the nearly the same.
"These inhibitory connections help ensure that only one of the alternatives is chosen and may enable statistically optimal decision making," the study said.
꿀벌 집터선택시 복잡한 뇌활동보여
꿀벌이 집 지을 장소를 선택하는 과정은 사람이 살 집을 정할 때처럼 수많은 판단과 결정으로 이루어지며 이 과정에서 지금까지 발견되지 않았던 새로운 신호가 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 11일 최신 연구를 인용 보도했다.
미국 코넬대와 영국 브리스톨 대학 연구진은 야외 실험을 통해 꿀벌들이 집 지을 장소를 성급히 결정하지 않고 여러 후보 중에서 신중하게 선택하도록 만드는 신호를 발견했다고 사이언스 익스프레스에 발표했다.
꿀벌 무리가 분봉하면서 새 집터를 찾아 나서면 나무의 빈 구멍 같은 안전한 장소를 물색하게 된다. 이 과정에서 정찰 역할을 맡은 벌이 좋은 터를 찾으면 무리로 돌아와 방향과 거리를 알려주는 8자 모양을 그리는 춤을 계속 추며 다른 정찰벌들은 직접 그 곳을 찾아가 현장을 확인한다.
그러나 정찰벌들은 대개 한 곳 이상의 집터를 발견하게 되며 집 없이 나앉은 분봉 무리는 꿀 채취 계절을 놓치지 않기 위해 신속하게 결정을 내려야만 한다. 그러나 분봉한 무리의 미래가 새 집에 달려있기 때문에 결정은 최선이라야만 한다.
연구진은 집터 결정 과정에서 벌들이 보이는 행동 중에 지금까지 간과됐던 `멈춤 신호'가 있다는 사실을 발견했다. 결정을 내릴 때 원숭이의 두뇌 뉴런들 사이에 일어나는 것과 같은 이런 신호는 춤추는 벌의 몸에 정찰벌이 머리를 부딪치는 아주 짧은 동작으로 "춤을 멈추라"는 메시지를 담고 있는 것으로 보인다는 것이다.
이는 여러 개의 선택 대상이 있을 때 원숭이의 뇌가 시각 정보에 반응해 보이는 `억제성 연결'의 효과를 갖는 것으로 보인다고 연구진은 지적했다.
이들은 메인주의 한 섬에서 야외 실험을 통해 이런 사실을 확인했다.
이들은 자연적인 집터용 구멍이 전혀 없는 지역에 분봉 무리를 들여 놓고 똑같은 두 개의 집터용 상자를 설치했다.
그리고 집터를 방문하는 정찰벌의 몸에 두 가지 색깔로 표시를 남기고 비디오 카메라로 이들의 춤과 이에 따라 다른 벌들이 추는 춤을 관찰해 벌들이 언제 정지 신호를 포착하는지, 어느 벌로부터 그런 신호를 받는지 추적했다.
그 결과 정지 신호가 나오는 것은 주로 다른 편 표시가 된 정찰벌이 집터를 보고할 때 나오는 것으로 밝혀졌다.
연구진은 "정찰벌이 춤추는 벌에게 이런 메시지를 보내는 것은 `너무 들뜨지 마라. 저쪽에도 다른 좋은 장소가 있다'고 알려주는 것 같다"고 설명했다.
이들은 집터를 찾는 꿀벌들의 멈춤 신호에서 나타나는 이런 교차 제지는 이들의 신경 체계에 이런 기능이 있음을 반영하는 것이라고 지적했다.
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