The visual ecology of bees - Tales of diverse eyes and behaviours

Binas surrande är en viktig komponent för känslan av sommar. Men, förutom många hyllmeter av litteratur om några vanliga arter av honungsbi och humlor, vet vi än idag förvånansvärt lite om många av de tjugofem tusen arter vi kallar bin. Vissa humlor överlever Grönlands minusgrader och hårda vindbyar, medan de i Amazonas snarare älskar skogens höga temperatur och fuktighet. Vissa arter bor i stora bon tillsammans med flera tusen individer, andra lever ensamma. Några är mindre än ett sesamfrö, någon lika långa som en tumme.
Trots dessa olikheter, delar de en stark och gemensam lust av att besöka blommor för att hitta föda. Därför är de så viktiga för att pollinera växter runt jordklotet. För att leva sina korta liv använder bina framför allt sina ögon. De har två slags ögon, punkt- och facettögon, som de använder för att säkert flyga, navigera, hitta blommor och upptäcka andra individer för att para sig med.
Avhandlingens första kapitlen handlar om landning. Att kunna landa är en grundläggande förmåga för flygande insekter, men det är i stora drag okänt hur olika arter av bi bemästrar detta. Under en fältresa till Brasilien stötte jag på ett bi med en mycket underlig landnings-stil. I stället för att sakta ner för att landa – som de flesta andra djur inte oväntat gör – accelererade dessa bin strax innan de landade på boets ingång. Varför gasade de på detta sätt? Med hjälp av en datorsimulering kunde jag visa att denna märkliga strategi troligen hjälper bina att inte kroka mot varandra i luften och minskar risken för ”bitrafikstörning” framför boet. Detta kan i sin tur förbättra kolonins kapacitet att samla föda och försvara boet mot inkräktare. I kapitel ett diskuterar jag hur bins livsstil (dvs var de bor, hur många de är och hur känsliga de är för inkräktare) kan påverka deras beteende.
I kapitel två tittar jag djupare på hur dessa ”snabblandande” bin använder sina ögon för att styra denna ovanliga landningsstrategi. I dessa studier upptäckte jag att bina börjar accelerera när bilden på boets ingång når en specifik storlek i deras ögon. Så snart bilden på boets ingång når en annan given storlek fäller de snabbt ut sitt landningsställ, dvs sina ben, för att slutligen landa. Resultaten visar tydligt hur bin kan följa mycket enkla regler för att styra komplicerade och viktiga beteende.
Jag och många andra forskare använder idag röntgen som strålas på ett roterande prov för att producera en 3D-bild av det samma (detta är en teknik som kallas röntgentomografi och har länge använts för diagnostik inom vården). Problemet är att det krävs effektiva algoritmer för att kunna analysera den enorma mängd data som denna teknik genererar. Inom ramarna för att förstå hur ögonen hos bin är uppbyggda, utvecklade jag en snabb metod för att möjliggöra en 3D- analys av röntgentomografiska bilder av denna typ av små, biologiska prov. I avhandlingens tredje kapitel beskriver jag det verktyg jag utvecklat för att automatiskt identifiera viktiga optiska komponenter hos ett insektsöga.
I avhandlingens sista kapitlen presenterar jag hur röntgentomografi kan användas för att utforska mångfalden i ögonegenskap hos humlor som bor i olika miljöer. Även om många av dessa arter var mycket nära släkt, kunde jag utifrån dessa 3D-studier visa att deras ögon skilde sig åt i flera aspekter. Till exempel humlor som lever i skogar har ögon som troligen gör att de ser suddigare – men bättre i mörker – än humlor från öppna landskap. Jag hittade också att snylthumlor (de liknar gökar i och med att de lägger ägg i andra humlornas bo) har distinkta ögon jämfört med andra humlor. Sammantaget pekar min studie mot att ögonen hos var humlaart är nära anpassad till en given kombination av livsstil och miljö. Detta tyder in sin tur på att vissa arter, utifrån hur deras ögon är uppbyggda, är känsligare inför snabba omvärlds-förändringar än andra. Till exempel kan landbruksvanor som skapar ett öppet landskap bli särskilt skadliga för humlor med skogsanpassade ögon.
Denna avhandling är ett litet, men viktigt, steg mot ett djupare förståelse för de nära kopplingarna som finns mellan bins syn, beteende och dess omvärld. Jag hoppas att min avhandling kommer att inspirera andra att forska vidare inom detta ämne, och att de resultat som kommer fram kan hjälpa oss att bevara denna hotade grupp av insekter.