Dokument: An innovative computer-based method for continuous behavioural detection in honeybee colonies (Apis mellifera) and the social organization of moving behaviour on the comb

Titel:	An innovative computer-based method for continuous behavioural detection in honeybee colonies (Apis mellifera) and the social organization of moving behaviour on the comb
Weiterer Titel:	Eine innovative, computergestützte Methode für kontinuierliche Verhaltensdetektionen in Honigbienenkolonien (Apis mellifera) und die soziale Oganisation von Bewegungsverhalten auf der Wabe
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=46944
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180906-100934-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Blut, Christina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,47 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 04.09.2018 / geändert 04.09.2018
Beitragende:	Prof. Dr. Beye, Martin [Gutachter] Prof. Dr. Lunau, Klaus [Gutachter]
Stichwörter:	honeybee, Honigbiene, social behaviour, social behavior, Apis mellifera, tracking system, Trackingsystem
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Honeybees (Apis mellifera) collectively construct well-structured wax combs, rear brood and gather large amounts of pollen and honey. Little is known on how such collaborative features are regulated by individual worker bees’ task performances. Patrolling, trophallaxis, pheromones, the rate of incoming resources, and dances are mechanisms suggested to be involved in the control of individual task performance. However, experimental evidence for mechanisms underlying individual task engagements, especially within the hive is largely missing because current research techniques lack to provide the data necessary for the understanding of these key mechanisms. In this work, I introduced the computer-based and automated Bee Behavioral Annotation System (BBAS). Unlike current methods for behavioural studies in honeybees, BBAS can provide continuous behavioural data of up to 1000 honeybee workers at once. I demonstrated that BBAS can automatically and reliably detect encounter behaviours of worker bees in small groups based on these continuous behavioural data. Encounter behaviours comprise antennation, begging, offering and trophallaxis behaviour and are suggested to play a role in the exchange of information between worker bees and their individual task engagements. BBAS can reliably detect and distinguish trophallaxis from the other encounter behaviours, antennation, begging and offering, based on the characteristic duration of this encounter behaviour. In addition to demonstrating the functionality of BBAS, I revealed a possible mechanism underlying individual information access on task demand in small groups of worker bees. I showed that independent of group size, all worker bees repeatedly visit the different task areas, namely the brood, pollen and honey area of a honeybee comb. Hereby, mobility constraints on the comb reduce individual task area visiting behaviour whereas task demand and per capita workload marginally affect this behaviour. These findings suggest that each worker bee can individually and continuously access information on task demand by visiting the different task areas whereas this behaviour is only marginally adjusted according to task demand. Worker bees’ individual task area visiting behaviour created a stable group-level pattern of task area visits throughout different group sizes. This suggests that honeybees collectively gain task information through repeated individual task area visits. Gemeinsam konstruieren Honigbienen (Apis mellifera) strukturierte Waben, ziehen Brut auf und sammeln große Mengen an Pollen und Honig. Die Regulierung solcher kollaborativen Merkmale durch individuelle Ausübung von Tätigkeiten der Arbeitsbienen ist vorwiegend unbekannt. Patrouillieren, Trophallaxis, Pheromone, die Rate eingehender Ressourcen und Tänze sind Mechanismen, die vermutlich individuelle Tätigkeitsausübungen regulieren. Derzeitige Methoden für Verhaltensstudien in Honigbienen sind unzureichend, um die notwendigen Daten zur Aufdeckung der Mechanismen zu erlangen, welche der individuellen Ausübung von Tätigkeiten insbesondere innerhalb des Bienenstocks unterliegen. In dieser Arbeit wurde das computerbasierte und automatisierte Bee Behavioral Annotation System (BBAS) etabliert. BBAS kann kontinuierliche Verhaltensdaten von bis zu 1000 Arbeitsbienen gleichzeitig erzeugen. Es wurde gezeigt, dass BBAS basierend auf diesen Verhaltensdaten automatisch und zuverlässig Begegnungsverhalten von Arbeitsbienen in kleinen Gruppen erkennen kann. Begegnungsverhalten umfassen Antennieren, Betteln, Anbieten und Trophallaxis. Diese Verhalten sind vermutlich bedeutend für den Informationsaustausch zwischen Arbeitsbienen und ihre individuelle Ausübung von Tätigkeiten. BBAS kann Trophallaxis basierend auf der charakteristischen Dauer dieses Begegnungsverhaltens zuverlässig von Antennieren, Betteln und Anbieten differenzieren. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit ein möglicher Mechanismus aufgedeckt, der dem individuellen Informationszugriff auf die Aufgabenanforderungen kleiner Gruppen von Arbeitsbienen unterliegt. Unabhängig von der Gruppengröße besuchten alle Arbeitsbienen wiederholt die verschiedenen Aufgabenbereiche, den Brut-, Pollen- und Honigbereich einer Bienenwabe. Das individuelle Besuchsverhalten verringerte sich durch Einschränkungen der Mobilität auf der Wabe, während dieses nur geringfügig an die Aufgabenanforderung angepasst wurde. Das individuelle Besuchsverhalten der Aufgabenbereiche erzeugt ein stabiles Muster von Besuchen der Aufgabenbereiche auf Guppenebene. Diese Ergebnisse deuteten an, dass jede Arbeitsbiene individuell und kontinuierlich durch Besuche der Arbeitsbereiche auf Informationen der Aufgabenanforderung zugreifen kann. Des Weiteren deuten sie an, dass Honigbienen kollektiv Aufgabeninformationen durch wiederholte, individuelle Besuche verschiedener Aufgabenbereiche erhalten.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	06.09.2018
Dateien geändert am:	06.09.2018
Promotionsantrag am:	28.05.2018
Datum der Promotion:	30.08.2018