受粉蜂によるフローラルの振動は、飛行振動や防御振動よりも高い周波数、速度、加速度を達成します

Floral vibrations by buzz-pollinating bees achieve higher frequency, velocity and acceleration than flight and defence vibrations.

• David J Pritchard
• Mario Vallejo-Marín

抄録

振動は昆虫の行動において重要な役割を果たしている。ハチでは、振動はコミュニケーション、捕食者を抑止するための警告信号として、また花粉の採集中など、様々な文脈で使用されています。しかし、ハチの振動の生体力学的特性が種内の複数の行動でどのように変化するかについては、ほとんど知られていない。本研究では、ミツバチ（Hymenoptera: Apidae）の働き蜂が発生させる振動の特性を、飛行中、防御用のブザー振動中、そして2つのブザー受粉植物（ソラマメ科）の花粉採集中に発生させる花の振動の3つの文脈で比較した。レーザー振動計を使用して、3つの行動でハチの胸部振動の周波数と振幅を非接触で測定することができました。3種類の振動はすべて同じ飛翔筋によって発生しているにもかかわらず、異なる状況下で発生する振動の機械的特性には明らかな違いがあることがわかった。花音と防御音の両方とも、飛行中に発生する振動よりも周波数と振幅の速度、加速度、変位が高かった。花の振動は、調査したすべての行動の中で最も高い周波数、振幅速度、加速度を有していた。花の振動の振幅、特に加速度は、バズ受粉した葯から花粉を除去するための重要な特性であることが示唆されている。花粉採取時の振動の周波数、振幅速度、加速度を増加させることで、採餌中のハチは花からの花粉除去を最大化できる可能性があるが、採餌の決定は花の振動を発生させるコストが高いことに影響される可能性がある。

Vibrations play an important role in insect behaviour. In bees, vibrations are used in a variety of contexts including communication, as a warning signal to deter predators and during pollen foraging. However, little is known about how the biomechanical properties of bee vibrations vary across multiple behaviours within a species. In this study, we compared the properties of vibrations produced by (Hymenoptera: Apidae) workers in three contexts: during flight, during defensive buzzing, and in floral vibrations produced during pollen foraging on two buzz-pollinated plants (, Solanaceae). Using laser vibrometry, we were able to obtain contactless measures of both the frequency and amplitude of the thoracic vibrations of bees across the three behaviours. Despite all three types of vibrations being produced by the same power flight muscles, we found clear differences in the mechanical properties of the vibrations produced in different contexts. Both floral and defensive buzzes had higher frequency and amplitude velocity, acceleration and displacement than the vibrations produced during flight. Floral vibrations had the highest frequency, amplitude velocity and acceleration of all the behaviours studied. Vibration amplitude, and in particular acceleration, of floral vibrations has been suggested as the key property for removing pollen from buzz-pollinated anthers. By increasing frequency and amplitude velocity and acceleration of their vibrations during vibratory pollen collection, foraging bees may be able to maximise pollen removal from flowers, although their foraging decisions are likely to be influenced by the presumably high cost of producing floral vibrations.

© 2020. Published by The Company of Biologists Ltd.