Honingbijen organiseren de inhoud van hun nest symmetrisch, wat gunstig is voor de ontwikkeling van het broed en temperatuurbeheersing. Dit patroon is consistent binnen alle onderzochte bijensoorten.
Symmetrie is overal en dient een breed scala aan doelen. Mensen vinden symmetrische gezichten aantrekkelijker, en de meeste dieren hebben symmetrische lichaamsplannen, wat balans en beweging vergemakkelijkt. Om vergelijkbare redenen bouwen mensen symmetrische huizen, auto’s, vliegtuigen en treinen.
Echter, alleen omdat een lichaam symmetrisch is, betekent dit niet dat dit overal in het lichaam geldt. Zo bevindt het menselijke hart zich aan één kant van het lichaam. Evenzo kan een huis van buiten symmetrisch lijken, terwijl de interne indeling van kamers en meubels dat niet hoeft te zijn. Symmetrie komt dus veel voor, maar is vaak alleen extern zichtbaar.
Symmetrische Organisatie in Nesten van Honingbijen
Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van het Smith Bee Lab van de Auburn University, ontdekte dat honingbijen de interne inhoud van hun nest symmetrisch organiseren.
Dit creëert een spiegelbeeld, waarbij de inhoud aan de ene kant van de honingraat overeenkomt met de tegenoverliggende kant. Deze symmetrie blijkt voordelig voor de kolonie en komt voor bij alle onderzochte soorten honingbijen.
De bekende honingraat die bijen bouwen, met al zijn afzonderlijke zeshoekige cellen, is dubbelzijdig. Dit is al bekend sinds mensen met honingbijen werken. Men dacht lang dat deze dubbelzijdige structuur uitsluitend diende om het gebruik van was (een kostbare grondstof voor de bijen) te minimaliseren.
Symmetrische Patronen in Honingraten
De onderzoekers ontdekten dat bij vergelijking van de twee zijden van een honingraat, de inhoud van elke cel een spiegelbeeld vormt aan de andere kant van de raat. Met andere woorden: als er honing aan één kant van de raat zit, is er ook honing aan de andere kant.
Hetzelfde geldt voor pollen, broed en lege cellen. Dit symmetrische patroon blijft gedurende de hele levensduur van de kolonie bestaan; wat zich aan de ene kant van de raat bevindt, wordt gerepliceerd aan de andere kant.
Innovatieve Onderzoekstechnieken en Bevindingen
“We hielden kolonies in enorme observatiekasten, zodat de bijen een nest op ware grootte konden bouwen tussen twee glasplaten. Hierdoor konden we de nesten meerdere keren inspecteren zonder ze te verstoren. Het enige probleem was dat alle bijen ook in de kast zaten wanneer we het nest wilden in kaart brengen.
We moesten wachten tot ze uit de weg gingen om in elke cel te kunnen kijken. Gelukkig konden we met een sterke hoofdlamp en een toegewijd team 148 nestkaarten verzamelen van zes kolonies,” zei Michael L. Smith, hoofdonderzoeker van het Smith Bee Lab en eerste auteur van de studie, gepubliceerd in Current Biology.
De onderzoekers wilden vervolgens weten of werkbijen fysiek contact moesten hebben met beide zijden van de raat om dit symmetrische patroon te creëren. Hiervoor ontwikkelden ze een speciale observatiekast met een ondoordringbare basis, zodat onafhankelijke kolonies nesten aan beide zijden konden bouwen zonder elkaar te beïnvloeden.
Tot hun verrassing kopieerden de onafhankelijke kolonies elkaars nestorganisatie, ondanks dat ze geen contact met elkaar hadden (elke kolonie had een eigen ingang, en de werkbijen mengden zich niet).
De onderzoekers hypothesizeerden dat warmte mogelijk een manier is waarop kolonies indirect de locatie van verschillende nestinhouden communiceren. Honingbijen zijn namelijk uiterst precies over de temperatuur van hun nest, wat essentieel is voor de ontwikkeling van het broed.
Ze plaatsten verwarmingspads ingesteld op broedtemperatuur aan één kant van hun speciale observatiekasten en installeerden een kolonie aan de andere kant. Tien dagen later ontdekten ze dat 100% van het afgedekte broed perfect uitgelijnd was met de positie van de verwarmingspad.
“Bij het in kaart brengen van deze kolonies waren we blind voor de positie van de verwarmingspad, om onbewuste beïnvloeding te voorkomen. Maar het broedpatroon was opvallend – je tekende praktisch een rechthoek van broed aan de ene kant, die overeenkwam met de verwarmingspad aan de andere kant,” zei Claire Bailey, destijds student aan Auburn en co-auteur van de studie, nu promovendus in het Barden Lab aan NJIT.
“Hoewel er veel modellen zijn voor hoe honingbijen hun nesten organiseren, levert dit experiment empirisch bewijs dat temperatuur een belangrijke rol speelt,” zei Smith.
Invloed van Nestsymmetrie op de Gezondheid van Bijenkolonies
Andere vormen van symmetrie bieden tastbare voordelen, zoals verbeterde voortbeweging bij symmetrische organismen. Om te testen of nestsymmetrie voordelen biedt voor een kolonie, creëerden de onderzoekers eenzijdige en dubbelzijdige nesten.
Kolonies in dubbelzijdige nesten maakten symmetrische nesten, terwijl kolonies in eenzijdige nesten dit niet konden. Na slechts tien dagen hadden symmetrische nesten bijna 60% meer broed dan niet-symmetrische nesten. Bovendien was het temperatuurprofiel van de symmetrische nesten stabieler, wat cruciaal is voor het ontwikkelende broed.
De onderzoekers wilden ten slotte weten of deze resultaten alleen voorkwamen in observatiekasten, of dat ze ook vergelijkbare symmetrie in andere soorten honingbijen (genus Apis) konden vinden.
Om te onderzoeken of dit patroon ook bestaat in natuurlijke nesten met meerdere raten, namen de onderzoekers foto’s van “natuurlijke raten” uit driedimensionale nesten, waar bijen hun raten vanaf nul bouwden (zonder kunstmatige sjablonen zoals imkers meestal gebruiken). Dit genereerde echter een enorme hoeveelheid data.
Dankzij een samenwerking met Dr. Ben Koger, assistent-professor aan de Universiteit van Wyoming, konden ze een geautomatiseerde methode ontwikkelen om per cel de inhoud te classificeren op basis van de afbeeldingen.
“Dit is een geweldig voorbeeld van hoe biologische vraagstukken kunnen worden gecombineerd met nieuwe technieken uit de computerwetenschap. In theorie zou je dit met de hand kunnen doen, maar het zou zoveel tijd kosten dat het praktisch niet haalbaar is,” zei Koger.
Bij het vergelijken van de twee zijden van de raat ontdekten ze opnieuw dat de bijen elke raat symmetrisch vullen. “De raten zijn niet uitwisselbaar tussen kolonies of zelfs binnen dezelfde kolonie. Elke raat is symmetrisch, wat zorgt voor een interne symmetrie in de nestarchitectuur,” voegde Smith toe.
“Studenten in het lab zeiden steeds dat we het project moesten afronden, maar als laatste poging wilde ik kijken of we dit type symmetrie ook bij andere soorten van Apis konden vinden. Gelukkig hebben we een geweldige samenwerkingspartner in Thailand,” merkte Smith op.
Dr. Bajaree Chuttong van de Chiang Mai University in Thailand had precies wat ze nodig hadden: afbeeldingen van beide zijden van natuurlijke nesten van verschillende honingbijsoorten (Apis andreniformis, Apis dorsata en Apis florea). Toen ze beide zijden van elk nest vergeleken, ontdekten ze dat al deze soorten hun nesten ook symmetrisch organiseerden.
Hieruit concludeerden de onderzoekers dat deze architecturale symmetrie niet beperkt is tot de westerse honingbij. Alle soorten honingbijen bouwen dubbelzijdige raten en organiseren de inhoud van hun nesten symmetrisch aan weerszijden van de raat.
Vermoedelijk bouwden werkbijen tijdens de vroegste evolutie van de nestarchitectuur van Apis dubbelzijdige raten om was te besparen. Dit leverde echter ook een thermoregulerend voordeel op voor de broedzorg en toont een nieuw voordeel van symmetrie: interne symmetrie binnen de nestarchitectuur van de honingbij.
Geraadpleegde bronnen:
- “Form, function, and evolutionary origins of architectural symmetry in honey bee nests” door Michael L. Smith, Peter R. Marting, Claire S. Bailey, Bajaree Chuttong, Erica R. Maul, Roberto Molinari, P. Prathibha, Ethan B. Rowe, Maritza R. Spott en Benjamin Koger, 7 november 2024, Current Biology. DOI: 10.1016/j.cub.2024.10.022
Ook lezen:
Veelgestelde vragen
Waarom organiseren honingbijen hun nesten symmetrisch?
Honingbijen organiseren hun nesten symmetrisch om broedontwikkeling te bevorderen en de temperatuur beter te reguleren. Dit patroon verhoogt de efficiëntie en stabiliteit van de kolonie.
Hoe werd de symmetrie in honingbijennesten onderzocht?
Onderzoekers observeerden bijenkolonies in glazen kasten en gebruikten geautomatiseerde beeldanalyses om de nestinhoud te vergelijken. Hun bevindingen tonen consistente symmetrie bij verschillende honingbijsoorten.
Heeft symmetrie invloed op de gezondheid van bijenkolonies?
Ja, symmetrische nesten verbeteren broedontwikkeling en stabiliseren de temperatuur, wat essentieel is voor een gezonde bijenkolonie. Dit patroon biedt evolutionaire voordelen voor honingbijen.
Like ons op Facebook om meer artikelen zoals deze in je feed te zien verschijnen die je anders zou missen.
