Dorsoventrale Asymmetrie und limitierte Aufmerksamkeit während der Blütensuche bei Hummeln (Bombus terrestris)

Kathrin Hischenhuber

doi:10.25365/thesis.14031

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Title (deu)

Dorsoventrale Asymmetrie und limitierte Aufmerksamkeit während der Blütensuche bei Hummeln (Bombus terrestris)

Author

Kathrin Hischenhuber

Advisor

Johannes Spaethe

Assessor

Johannes Spaethe

Abstract (deu)

Bienen müssen für ihre Brut Pollen und Nektar sammeln, um so ihre Kolonie aufrecht zu erhalten. Bei solch einem Sammelflug über eine Blumenwiese sind sie mit einer Fülle an Signalen der zu bestäubenden Blüten konfrontiert. Allerdings ist nur ein Bruchteil dieser Informationen hilfreich, um die ertragreichsten Blüten zu identifizieren. Aktuelle Arbeiten zeigen, dass Bienen ihre Aufmerksamkeit auf ausgewählte Signale bzw. auf einen bestimmten Bereich ihres Sehfelds fokussieren können. Honigbienen z.B. können Objekte, die in ihrem ventralen Sichtbereich liegen, effizienter detektieren, als wenn diese im dorsalen Bereich präsentiert werden. Die Ursache für diese gerichtete Aufmerksamkeit kann entweder auf einem fest verdrahteten neuronalen Verarbeitungsmechanismus basieren oder in der Aufmerksamkeit der Tiere liegen, die je nach Kontext und Erfahrung modifiziert werden könnte. Bei Hummeln ist über eine limitierte Aufmerksamkeit bei der Blütensuche wenig bekannt. In dieser Arbeit wurden nun Hummeln trainiert, jeweils ein gelbes Target neben fünf blauen Distraktoren zu suchen, die vertikal in einer Versuchsbox präsentiert wurden. Einer Versuchsgruppe wurden dabei die Objekte ausschließlich in der dorsalen Sichtfeldhälfte, einer weiteren nur in der ventralen und einer dritten im gesamten Sichtfeld präsentiert. Das Sichtfeld bestand aus vier Objektreihen. Gemessen wurden Entscheidungszeit und die Zahl der richtigen Entscheidungen sowie die Flugdauer in einzelnen Abschnitten von der Startposition bis 5 cm vor dem Target. Ziel dabei war herauszufinden, ob auch Hummeln Objekte in bestimmten Bereichen ihres visuellen Feldes effizienter detektieren und ob diese möglichen Unterschiede diesbezüglich auf fixe, neuronale Verarbeitungsprozesse oder auf eine unterschiedliche Fokussierung der Aufmerksamkeit zurückführen sind. Im Vergleich der drei Versuchsgruppen zeigte sich bei allen Hummeln ein Lerneffekt, auch wenn die Objekte im dorsalen Sichtfeld präsentiert wurden. Erst innerhalb der Gruppen konnte eine effizientere Suche für Targets im jeweiligen ventralen Teil der drei Suchbereiche beobachtet werden. Die Aufmerksamkeit scheint hier somit weder vollständig flexibel noch fest verdrahtet auf den ventralen Sichtbereich bei der Blütensuche zu sein. Die Versuche zeigten weiters, dass die Blütensuche und –erkennung in zwei Stufen ablaufen könnte, die auch bei der Analyse der Flugdauer sichtbar wurden. In der ersten Stufe orientierten sich die Tiere zu dem Suchbereich mit den Objekten, in der zweiten erfolgte die Unterscheidung zwischen dem Target und den Distraktoren. Der mögliche Zeitpunkt der Entscheidungsfindung bei der Blütensuche könnte durch solch eine Analyse ausgemacht werden.

Abstract (eng)

Bees sustain the colony by collecting pollen and nectar for the brood. When foraging in a meadow full of flowers, bees are confronted with a mass of floral signals. However, only a small part of this information is relevant in locating the most rewarding flowers. Current studies show that bees are able to focus their attention on selected signals and use a particular area of their visual field. Honeybees, for example, can detect objects more efficiently in the ventral part of their visual field than in the dorsal part. The mechanism behind such directed attention may be based on a fixed neural processing or on the ability of bees to modify their attention abilitites in accordance to context and their experience. Presently, little is known about limited attention in bumblebees searching for appropriate flowers. In this study, bumblebees were trained to search for a yellow target among five blue distractors, which were presented vertically in a box. The objects were presented for one experimental group only in the dorsal part of the visual field, for another group in the ventral part and for a third group in the whole visual field. The visual field consisted of four rows. The decision time and the number of correct decisions were measured, as well as the duration of flight in certain parts from the start position to 5 cm apart from the target. The aim of this study was to demonstrate whether bumblebees detect objects more efficiently in certain areas of their visual field and whether possible differences in this regard are due to fixed neural processing or differently directed attention. Comparison of the three groups shows that a learning effect was present in all groups of tested bumblebees including those for which the target was presented in the dorsal visual field. Only within the groups could a more efficient search be observed for targets in the ventral part of the three search areas. The attention abilities of bumblebees searching for flowers seem to be neither completely flexible nor restricted to the ventral visual field. Furthermore, the experiments show that flower search and flower recognition consist probably of two phases. This result was also revealed in the analysis of the flight durations. In the first phase, the animals orientate themselves to the search area where the objects were placed. In the second phase, they discriminated between target and the distractors. The probable moment of decision making during flower search was measured in the analysis.

Keywords (eng)

bumblebeeBombus terrestrisflower searchpollinationvisual fieldattentionasymmetrylearning

Keywords (deu)

HummelBombus terrestrisBlütensucheBestäubungvisuelles FeldAufmerksamkeitAsymmetrieLernverhalten

Subject (deu)

Tierphysiologie

Subject (deu)

Insecta

Subject (deu)

Tiergeographie, Tierökologie

Type (deu)

Diplomarbeit