Comparing waggle dance decoding methods to study honey bees' use of flower resources in an agricultural landscape

Abstract

As abelhas melíferas desempenham um papel crucial nos serviços de polinização, tornando-se necessário entender a sua relevância ecológica e identificar os principais locais de forrageamento. Este estudo teve como objetivo usar e comparar diferentes modelos para descodificar as danças das abelhas e obter informações sobre o seu comportamento de forrageamento. Três modelos – von Frisch e Jander (1957), Schürch et al. (2019) e Kohl e Rutschmann (2021). O estudo foi realizado com Apis mellifera iberiensis, uma subespécie de abelha nativa da Península Ibérica. Observações e gravações de danças foram realizadas num apiário com diversos recursos florais, incluindo culturas temporárias, pastagens, florestas e áreas agroflorestais. Os resultados indicaram que o modelo de Kohl e Rutschmann (2021) apresentou limitações, podendo ser aplicado apenas para danças abaixo de três segundos. No entanto, a maioria das danças analisadas enquadram-se nessa faixa, sugerindo aplicabilidade prática em cenários reais. Em contraste, o modelo proposto por Schürch et al. (2019) exibiu potencial de sobrestimação das distâncias de forrageamento devido à sua linearidade e ao possível desenvolvimento defeituoso. A comparação mensal das distâncias de forrageamento revelou que as abelhas melíferas forragearam mais longe da colónia durante a primavera e mais perto durante o verão. Na primavera, as temperaturas mais moderadas, provavelmente facilitaram viagens de forrageamento prolongadas. Por outro lado, os meses de verão, caracterizados por altas temperaturas, levaram as abelhas a procurar fontes de água próximas. A concordância entre os modelos foi observada nos meses da primavera, indicando tendências de usos de solo consistentes. No entanto, durante os meses de verão, o baixo número de danças analisadas pode ter afetado a concordância dos modelos. As categorias das pastagens emergiram como os usos de solo mais visitados pelas abelhas melíferas, possivelmente pela diversa oferta de recursos florísticos. Assim, essas áreas podem ser mais propícias para apoiar as populações de abelhas melíferas, garantindo uma disponibilidade contínua de pólen e néctar, além de uma menor exposição a pesticidas. No geral, este estudo demonstrou que a escolha do modelo durante a os períodos de maior interação, não afeta a previsão dos padrões de forrageamento das abelhas. Consequentemente, investigadores podem usar qualquer um dos modelos propostos para extrapolar quais os usos de solo visitados neste período. No entanto, o uso de outras metodologias podem melhorar a nossa compreensão do comportamento de forrageamento das abelhas e contribuir para estratégias eficazes de conservação. As descobertas desta tese têm implicações valiosas para a gestão de habitat, para que haja esforços de conservação em usos de solo específicos de forma a apoiar o desenvolvimento sustentável de colónias de abelhas melíferas e sustentar serviços de polinização em paisagens agrícolas.

Honey bee foraging behaviour plays a crucial role in pollination services, making it imperative to understand their ecological relevance and identify key foraging locations. This study aimed to explore the significance of different models used to decode honey bee waggle dances and gain insights into their foraging behaviour. Three models – von Frisch and Jander (1957), Schürch et al. (2019), and Kohl and Rutschmann (2021) – were compared to evaluate their behaviour in decoding waggle dances. The study was conducted with Apis mellifera iberiensis, a honey bee subspecies native to the Iberian Peninsula. Observations and recordings of waggle dances were performed in an apiary with diverse floral resources, including temporary rainfed and irrigated crops, pastures, forests, and agroforestry areas. Results indicated that the Kohl and Rutschmann (2021) model had limitations, with reliable application only to dances below three seconds. However, most dances analysed fell within this range, suggesting practical applicability in real-world scenarios. In contrast, the Schürch et al. (2019) model exhibited potential overestimation of foraging distances due to its linearity and faulty development. Comparison of foraging distances by month revealed that honey bees foraged further away from the colony during spring and closer to the colony during summer. Spring months, with more moderate temperatures, likely facilitated extended foraging journeys. Conversely, summer months, characterized by high temperatures, prompted bees to seek nearby water sources. Concordance between models was observed in the spring months, indicating consistent output trends. However, during summer months, the low number of analysed dances might have affected the models' agreement. Grass grazed and Permanent pastures emerged as the most visited land uses by honey bees throughout the season, which can be explained by the diverse availability of flower resources and lower chemical inputs. These areas may be beneficial to support honey bee colonies, ensuring a reliable food supply. Overall, the study demonstrated that the choice of model during the active season may not significantly impact the accuracy of predicting honey bee foraging patterns. Consequently, researchers can use any of the proposed models to extrapolate where honey bees were foraging during the productive period. Nonetheless, further research using advanced technologies and considering additional factors can enhance our understanding of honey bee foraging behaviour and contribute to effective conservation strategies. The findings hold valuable implications for habitat management, conservation efforts, and optimizing land practices to support honey bee colonies and sustain pollination services in agricultural landscapes. By identifying crucial foraging areas and understanding honey bee foraging preferences, policymakers can implement targeted measures to protect and enhance these vital habitats.