رمزگشایی از رقص زنبورعسل

بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَٰنِ الرَّحِيمِ

وَأَوْحَى رَبُّكَ إِلَى النَّحْلِ أَنِ اتَّخِذِي مِنَ الْجِبَالِ بُيُوتًا وَمِنَ الشَّجَرِ وَمِمَّا يَعْرِشُونَ ﴿۶۸﴾
و پروردگار تو به زنبور عسل وحى كرد كه از پاره‏ اى كوهها و از برخى درختان و از آنچه داربست مى كنند خانه ‏هايى براى خود درست كن (۶۸)

ثُمَّ كُلِي مِنْ كُلِّ الثَّمَرَاتِ فَاسْلُكِي سُبُلَ رَبِّكِ ذُلُلًا يَخْرُجُ مِنْ بُطُونِهَا شَرَابٌ مُخْتَلِفٌ أَلْوَانُهُ فِيهِ شِفَاءٌ لِلنَّاسِ إِنَّ فِي ذَلِكَ لَآيَةً لِقَوْمٍ يَتَفَكَّرُونَ ﴿۶۹﴾
سپس از همه ميوه ‏ها بخور و راههاى پروردگارت را فرمانبردارانه بپوى [آنگاه] از درون [شكم] آن شهدى كه به رنگهاى گوناگون است بيرون مى ‏آيد در آن براى مردم درمانى است همانا در اين [زندگى زنبوران] براى مردمى كه تفكر مى كنند نشانه [قدرت الهى] است (۶۹)

در این زمان، تا جاییکه من اطلاع دارم و البته در آینده احتمالاً تغییر خواهد کرد، تنها حیواناتی که شعور ریاضیات پیچیده و توانایی بهره گیری و برقراری ارتباط با زبان ریاضیات را دارند نوعی از نخستی‌سانان تحت عنوان انسان و نوعی از زنبورها تحت عنوان زنبور عسل هستند.

در این بین مشخصه عمده انسان، داشتن مغز پیچیده که به احساسات غلیظ و در نتیجه آرزو و حرص و نیاز منجر می شود است و مغز پیشرفته انسان قدرت تشخیص راه رسیدن به آرزو ها را دارد. مغز انسان شعور دانستن اینکه نمی داند را دارد و می تواند به قصد رسیدن به آرزوها فرآیند یادگیری را اجرا کند.

و جامعه پیچیده انسانی توانایی انتقال آرزوها و دانسته ها به نسل های بعد را دارد که یکی از عوامل اصلی غالب شدن جامعه انسانی به سیاره است.

زنبور عسل البته با توجه به میلیون ها سال زمان بیشتر، تکامل سیستمی پیشرفته تری از انسان دارد.

انسان ها ناگزیر به ویرانی سیاره و سایر ساکنین آن برای بقا هستند و هر قاشق غذایی که به دهان می گذارند اجساد سایر ساکنین سیاره است. (میوه ها البته استثناء هستند. انسان میوه را می خورد، دانه آن را می کارد و مراقبت می کند و در نهایت بدون اینکه به والد اصلی (درخت) آسیبی زده باشد در یک معامله برد-برد به غذای بیشتری دست پیدا می کند.)

زنبورهای عسل بسیار پیشتر به این سطح از پیشرفت رسیده اند، آن ها زنبورهای شکارچی بوده اند که در شکار حشرات روی گل ها به گرده گل آغشته می شدند که منبع غذایی بسیار غنی و سالمتری است و پس از مدتی در مقیاس میلیون سال، کلاً به گرده پردازی و گرده خواری روی آورده اند و به جایی رسیده اند که نه تنها زندگی آن ها آسیبی برای سیاره و ساکنین آن ندارند بلکه برای بقیه بسیار مفید هم هستند.

زنبورهای عسل برای ارتباط بین اعضا در کلونی از زبان دقیق محاسباتی و تحت عنوان رقص زنبور عسل (Where to Live Dance & Sickle Dance & waggle dance & circle/round dance) استفاده می کند. این زبان اینقدر دقیق است که ما(انسان) اکنون توانسته ایم با بهره گیری از روش های علمی آن را رمزگشایی کنیم و موضوع پروژه های جالب Computer Vision and Pattern Recognition قرار دهیم.

این روش ارتباطی هم در زمان آدرس دهی منبع غذایی و هم در فرآیند انتخاب لانه برای یک کلونی استفاده می شود و بدین ترتیب یک زنبور عسل می تواند به سایر زنبورهای کلونی آدرس دقیق یک موقعیت و نوع آن را اعلام کند.

هرگاه فاصله منبع تا ~10 متر باشد ، زنبور اقدام به circle/round dance می کند ، هرگاه فاصله منبع بین حدود 10تا40 متر باشد زنبور اقدام به transitional dance که انواعی از circle/round dance است می کند و برای فاصله های ~40-50متر تا چند کیلومتر از waggle dance استفاده می شود. (در نژادهای مختلف اعداد و مقادیر متفاوت اما فرمول تقریباً ثابت است.)

در انواع circle/round dance زنبورعسل یک دایره را با راه رفتن ترسیم می کند و همان را باز می گردد، در این رقص زنبور خود را در مسیر نمی لرزاند اما در هنگم تغییر جهت ممکن است لرزشی داشته باشد که حالت و فرکانس لرزش شوق او و کیفیت منبع را نمایش می دهد.

در waggle dance زنبور عسل اقدام به جلو رفتن روی مسیر مستقیم و تکان دادن بدن خود می کند و سپس با دور زدن به جای اول باز می گردد.

جهت این حرکت نسبت به موقعیت خورشید ، جهت موقعیت مورد اشاره و طول مسیر رقص و زمان پیمایش آن، فاصله تا موقعیت را بیان می کنند.

اولین بار در سال 1927 کارل فون فریش، دانشمند اتریشی و برنده جایزه نوبل با بررسی رفتار زنبور عسل و ترتیب دادن آزمایش های جالبی در کتاب (Aus dem Leben der Bienen (The Dancing Bees اقدام به رمزگشایی از رقص زنبورعسل کرد.

او ظرفی از آب و شکر را در فاصله چند متری از کندوی زنبورعسل قرار داد، زنبورها برخلاف بوی گرده و شهد به بوی آب و شکر زیاد حساس نیستند و لازم است یکی از آن ها با پیدا کردن منبع به دیگران محل آن را اطلاع دهد. سپس ساعاتی صبر کرد تا یک زنبور ظرف آب و شکر را پیدا کند، روی آن زنبور با یک نقطه رنگی علامت گذاری کرد. او متوجه شد همان زنبورعسل پس از تغذیه و بازگشت به کندو مجدداً بصورت دقیق به همان محل مراجعه می کند و در چند ساعت سایر زنبورهای آن کندو نیز بصورت دقیق به همان محل ظرف آب و شکر مراجعه می کنند.

از طرفی به زیرنظر گرفتن دقیق آن کندو متوجه شد زنبورهای دیگر زنبور اول را دنبال نمی کنند بلکه ظاهراً از او آدرس را گرفته و خود بصورت مستقل به محل مراجعه می کنند! بنابراین زنبور اول توانسته است موقعیت یک منبع غذایی را بصورت دقیق به سایر زنبورهای همان کندو اطلاع دهد.

تغییر موقعیت ظرف آب و شکر و دورکردن حتی چند کیلومتری آن نیز تغییری در این فرمول ایجاد نمی کرد، اگر یک زنبورعسل از یک کندو منبع غذایی را پیدا کند به سایرین آدرس دقیق آن را می دهد.

در هر زمان، هرفصل، با هر سرعت باد زنبور عسل می تواند یک موقعیت را دقیقاً محاسبه و آدرس دهی کند!

در زمان لانه یابی نیز زنبورهای عسل با جستجوی مکان های مختلف بصورت مستقل، درصورت پیدا کردن موقعیت مناسب برای کندو در بازگشت به محل موقت کلونی، موقعیت و شرایط را به سایر زنبورها اطلاع می دهند و زنبورهای عسل بیشتری برای چک کردن موقعیت اعلام شده به محل مراجعه می کنند و درصورت اعلام و تایید مناسب بودن یک موقعیت برای کندو توسط تعداد زیادی از زنبورها آن محل برای ساخت کندوی جدید انتخاب می شود.

چیزی شبیه فرآیند کارشناسی و انتخاب راه حل در جوامع پیشرفته انسانی!

مطلب بالا ساده شده و معرفی یک موضوع شگفتی آور بود که البته ظاهراً بقیه از 100سال پیش مطلع بوده اند و من تازه فهمیدم. و البته فرمول ها و روش های فهم بسیار پیچیده تری نیز دارد که ما تاکنون همه آن ها را نمی دانیم.

از جمله اطلاعات و ابزارهای جالبی که askabiologist.asu.edu دانشگاه آریزونا منتشر کرده است می توان به Bee Waggle Dance Game اشاره کرد که توضیحات ساده و خوبی هم در این زمینه دارد.

همچنین بخصوص برای کامپیوتری ها مقالات Machine Vision Decodes Honeybee Waggle Dances و Automatic detection and decoding of honey bee waggle dances جالب خواهند بود.