کم خوابی زنبور عسل و پیامدهای آن بر حافظه، رفتار و سلامت کلنی

کم خوابی زنبور عسل و پیامدهای آن بر حافظه، رفتار و سلامت کلنی

ممکن است دانستن این نکته تعجب‌برانگیز باشد که زنبورهای عسل هم می‌خوابند، و خواب بخش اساسی بسیاری از جنبه‌های سلامت زنبورهای عسل به‌شمار می‌رود.

همه می‌دانند که خواب تا چه اندازه برای انسان اهمیت دارد و این‌که کم‌ خوابی می‌تواند جنبه‌های گوناگونی از زندگی ما را به‌طور منفی تحت تأثیر قرار دهد. آثار منفی کم‌ خوابی در حشرات نیز به‌طرز شگفت‌انگیزی مشابه ماست ، اما واقعا کم‌ خوابی چه تأثیری بر زنبورهای عسل دارد؟

برای پاسخ به این پرسش، آن را به چهار بخش تقسیم می‌کنیم:

• معرفی سازوکارها و پیامدهای کم‌ خوابی
• تأثیر کم‌ خوابی بر ارتباطات
• تأثیر کم‌ خوابی بر حافظه
• گمانه‌زنی‌ها و جهت‌گیری‌های پژوهشی آینده

در سال ۱۹۸3 میلادی نخستین مقاله‌ای که منتشر شد به این نتیجه رسید حشرات واقعاً می‌خوابند. پژوهشگران دریافتند که وقتی زنبور عسل در حال استراحت است، رفتار آن با رفتار انسان‌ها، پستانداران دیگر و پرندگان هنگام خوابیدن قابل‌مقایسه است.. این ویژگی‌های رفتاری شامل کاهش تنش عضلانی، پایین آمدن دمای بدن، کاهش حرکت و افزایش آستانه واکنش است ،یعنی برای بیدار کردن زنبوری که در خواب است، به محرک قوی‌تری مانند صدا، حرکت یا نور نیاز است تا زمانی که آن زنبور بیدار باشد.

زنبورها در هنگام خواب، شرایط تاریک را به شرایط روشن ترجیح می‌دهند. این یافته نشان می‌دهد که خواب زنبور با یک ریتم شبانه‌روزی درونی کنترل می‌شود؛ یعنی نوعی ساعت زیستی داخلی با چرخه‌ای نزدیک به ۲۴ ساعت که بر مبنای چرخه شب و روز عمل می‌کند.

رفتار زنبورهایی را که دچار کم‌ خوابی شده بودند با زنبورهایی که خواب طبیعی داشتند مقایسه کردند. برای ایجاد شرایط کم‌ خوابی، زنبورها را در یک استوانه شیشه‌ای قرار دادند که به دستگاهی کج‌شونده متصل بود. این دستگاه هر ۹ ثانیه یک‌بار کج می‌شد تا زنبورها را بیدار نگه دارد و آن‌ها را به مدت ۱۲ ساعت بیدار نگه دارد. دو شاخصی که برای تشخیص خواب زنبورها استفاده شد، میزان بی‌حرکتی شاخک‌ها و فاصله زمانی بین دوره‌های بی‌حرکتی شاخک‌ها بود. آزمایش‌ها هم در شرایط روشنایی و هم در تاریکی انجام شد.

پس از تجربه یک شب کم‌ خوابی، اگر شب بعد زنبور بدون مزاحمت باقی بماند، دوره‌های بی‌حرکتی شاخک در آن افزایش می‌یابد، در مقایسه با زنبورهایی که مزاحمتی نداشتند. محققین کشف کردند که کم‌ خوابی در یک شب منجر به افزایش خواب در شب بعد می‌شود، زیرا زنبور ظاهراً تلاش می‌کند تا خواب ازدست‌ رفته خود را جبران کند. این پدیده «بازگشت خواب» مشابه واکنش انسان‌ها و دیگر جانوران در هنگام مواجهه با کاهش میزان یا کیفیت خواب است .

مقاله محققان بنیان درک این نکته را فراهم ساخت که خواب در زنبورها صرفاً برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی نیست. اگر چنین بود، زنبورها نیازی به جبران خواب از دست رفته نداشتند و می‌توانستند با مصرف غذای بیشتر، انرژی موردنیاز را تأمین کنند. نتایج این پژوهش  ها نشان می‌دهد که خواب توسط فرایندهای فیزیولوژیکی درون بدن تنظیم می‌شود که برای حفظ عملکرد طبیعی بدن ضروری‌اند. این یافته ها نشان می‌دهد که خواب احتمالاً بر سایر فرایندهای رفتاری و فیزیولوژیکی زنبورها نیز تأثیر دارد، موضوعی که در ادامه بررسی می‌کنیم.

وقتی زنبوری دچار کم‌ خوابی شده بود، دقت رقص وگل آن کاهش می‌یافت. به‌ویژه بخشی از رقص که جهت را نشان می‌دهد تحت تأثیر منفی قرار می‌گرفت.

از شما دعوت میکنیم مقاله ” زنبورها چگونه با استفاده از تروفالاکسیس ارتباط برقرار می‌کنند؟ ” را ملاحظه کنید 🌷

زنبورها برای اطلاع‌رسانی به هم‌کندوهای خود درباره جهت و فاصله منابع غذایی، رقص وگل اجرا می‌کنند. هدف پژوهشی که انجام شد این بود که بررسی کنند آیا کم‌ خوابی بر اجرای رقص وگل زنبورها تأثیر دارد یا نه. برای ایجاد شرایط کم‌ خوابی، زنبورهای جست‌وجوگر را با اتصال برچسب‌های فلزی به آن‌ها علامت‌گذاری کردند، سپس آن‌ها را در دستگاهی به نام «بی‌خواب‌ساز» قرار دادند؛ این دستگاه با ایجاد تکان‌های مغناطیسی به‌مدت ۱۲ ساعت زنبورهای برچسب‌خورده را بیدار نگه می‌داشت.

رفتار رقص و خواب زنبورها در ۴۸ ساعت پس از کارکرد دستگاه ثبت شد. به‌منظور مقایسه، پیش از اجرای آزمایش، دقت رقص‌های وگل زنبورهای کنترل و آزمایشی سنجیده شد. این مطالعه نشان داد زمانی که زنبوری دچار کم‌ خوابی شده باشد، دقت رقص وگل آن کاهش می‌یابد. به‌ویژه بخشی از رقص که نشان‌دهنده جهت است تحت تأثیر قرار می‌گیرد؛ زاویه رقص‌های زنبور روی شان نسبت به نیروی گرانش در زنبورهای دچار کم‌ خوابی، متغیرتر بود. با این حال، دقت اطلاعات مربوط به فاصله، یعنی مدت‌زمان رقص‌ها، تغییری نداشت.

محققین این‌گونه فرض کردند که انتقال اطلاعات جهت، از نظر فیزیولوژیکی یا شناختی دشوارتر از انتقال اطلاعات فاصله است. آن‌ها نتیجه گرفتند که برای زنبورهایی که دچار کم‌ خوابی شده‌اند، اجرای دقیق رقص دشوارتر می‌شود. این یافته‌ها اهمیت گسترده‌تری دارند، زیرا کاهش دقت در رقص‌های وگل توانایی زنبورهای رقصنده را برای هدایت هم‌کندوهایشان به منابع غذایی کاهش می‌دهد، که به‌نوبه خود بهره‌وری جمع‌آوری غذا در کلنی را کاهش می‌دهد.

مطالعه‌ای انجام شد، به بررسی این مسئله پرداخت که آیا تثبیت حافظه ناوبری جدید در زنبورهای عسل به خواب وابسته است یا خیر. پژوهشگران گروهی از زنبورها را در یک فرایند به نام «وظیفه ناوبری اجباری» آموزش دادند، به این صورت که زنبورها به سوی یک منبع تغذیه آموزش داده شدند که در فاصله‌ای حدود ۳۰ متر از کندو قرار داشت. زمانی که زنبورها به منبع تغذیه رسیدند، آن‌ها را گرفتند و به یک دستگاه ردیاب مجهز کردند. سپس زنبورها به محلی رهاسازی منتقل شدند که قبلاً آن را ندیده بودند؛ این مکان حدود ۶۰۰ متر با کندو فاصله داشت و در جهتی متفاوت از محل تغذیه قرار گرفته بود. مسیر بازگشت زنبورها به کندو از این نقطه رهاسازی، تحت نظر قرار گرفت.

برای اینکه زنبورها بتوانند با موفقیت از محل رهاسازی به کندو بازگردند، باید از دو فرایند شناختی مرتبط با یادگیری جدید استفاده کنند: نخست، مکان‌یابی موقعیت خود در محیط جدید و دوم، بازیابی خاطرات مربوط به پرواز اولیه. پس از اجرای اولیه وظیفه ناوبری اجباری، زنبورها به‌صورت تصادفی به دو گروه آزمایشی (محروم از خواب) و کنترل تقسیم شدند. گروه آزمایشی در دستگاهی لرزاننده در بیرون از کندو قرار گرفتند و به مدت ۸ ساعت در طول شب به‌آرامی تکان داده شدند تا خواب آن‌ها مختل شود. گروه کنترل در همین مدت بدون مزاحمت در کندو باقی ماندند. روز بعد، هر دو گروه به محل رهاسازی بازگردانده شدند و مسیر بازگشت آن‌ها به کندو دوباره ثبت شد.

پژوهشگران دریافتند که زنبورهای محروم از خواب در تثبیت حافظه ناوبری جدید دچار اختلال شده بودند. در آزمون نخست، ۵۸٪ از زنبورهای گروه کنترل به کندو باز گشتند، اما در آزمون دوم این میزان به ۸۳٪ افزایش یافت که نشان می‌دهد زنبورها از حافظه ناوبری جدیدی که تثبیت شده بود استفاده کرده‌اند. در مقابل، زنبورهای محروم از خواب در هر دو آزمون عملکرد یکسانی داشتند. این نتایج نشان می‌دهد که زنبورها برای تثبیت خاطراتی که باید روز بعد به آن‌ها تکیه کنند، به خواب نیاز دارند.

زنبورهای محروم از خواب در تثبیت حافظه ناوبری جدید دچار اختلال شدند

امروزه این دیدگاه عمومی وجود دارد که زنبورها می‌توانند از منابع گوناگون محیطی از جمله انگل‌ها، آفت‌کش‌ها و کمبودهای تغذیه‌ای ناشی از روش‌های کشاورزی مدرن دچار استرس شوند. یکی از پیامدهای منفی استرس، کاهش عملکرد سیستم ایمنی است که باعث می‌شود زنبورها در برابر سایر تنش‌ها آسیب‌پذیرتر شوند و این موضوع می‌تواند منجر به کاهش طول عمر زنبورها و افت جمعیت کلنی شود.

چنین پیامدی می‌تواند خطرناک باشد، زیرا ممکن است منجر به اختلالاتی در کلنی شود که زنبورها قادر به بازیابی آن نباشند. تحقیقات به‌روشنی نشان می‌دهند که تنش‌های ترکیبی تأثیر منفی بر زنبورهای عسل دارند. آیا ممکن است اختلال و کمبود خواب نیز بخشی از همین تنش‌های ترکیبی باشد که زنبورها را تحت فشار قرار می‌دهند؟

یکی از موقعیت‌هایی که احتمال دارد زنبورها در آن دچار کمبود خواب شوند، هنگام جابه‌جایی کندوها است. هر سال در بهمن‌ماه ، بیش از یک میلیون کندوی زنبور عسل در ایالات متحده از طریق کامیون‌ها به کالیفرنیا منتقل می‌شوند تا در گرده‌افشانی باغ‌های بادام مشارکت کنند. برخی کلنی‌ها در طول سال بیش از پنج بار برای گرده‌افشانی محصولات مختلف و بهره‌گیری از جریان شهد جابه‌جا می‌شوند.

مطالعات انجام شده نشان داد که زمانی که کندوها به فاصله ۱۴ کیلومتری منتقل شدند، نسبت به کندوهای ثابت ۲۳٪ کاهش بیشتری در جمعیت کلنی مشاهده شد. همچنین، زنبورهای کلنی‌های جابه‌جا‌شده تمایل بیشتری به «بچه دهی» از مکان جدید خود داشتند.

• آیا از دست دادن خواب باعث این کاهش جمعیت زنبورها پس از جابه‌جایی شده است؟
• آیا استرس ناشی از کمبود خواب باعث کاهش اندازه غدد تغذیه‌ای زنبورها می‌شود، که پس از جابه‌جایی کندوها گزارش شده است؟
• آیا کمبود خواب در جریان حمل‌ونقل‌های طولانی باعث افزایش «استرس اکسیداتیو» می‌شود؟
• یعنی عدم تعادل داخلی که می‌تواند به سلول‌ها آسیب برساند و باعث کاهش عملکرد ایمنی شود؟
• اگر کمبود خواب باعث کاهش عملکرد ایمنی می‌شود، آیا می‌توان این موضوع را به افزایش عفونت نوزما پس از جابه‌جایی کندوها نسبت داد؟

نتیجه گیری

کمبود خواب به دلایل مختلف برای زنبورهای عسل زیان بار است. هنوز پرسش‌های بی‌پاسخ بسیاری در مورد تأثیر جابه‌جایی کندوها بر خواب و سلامت کلنی وجود دارد. پژوهش‌های بیشتر در مورد پیامدهای کمبود خواب می‌تواند به کشف پیوندهای جالبی بین سلامت کلنی و شیوه‌های زنبورداری مانند زنبورداری مهاجرانه منجر شود.

ترجمه مقاله توسط مرکز تخصصی زنبورداری و پرورش ملکه ارجان صورت گرفته است.

دسترسی سریع به آخرین مقالات مرتبط :