Lytt til artikkelen:

Vitskap

Unni Eikeseth

unni.eikeseth@ntnu.no

Forskaren Randolf Menzel har tenkt ein god del på dette. Han er professor i nevrobiologi ved Freie Universität i Berlin og har studert læring, minne og navigasjon hjå bier i 50 år. Det er få som kan meir om desse fascinerande insekta enn han, men likevel har han terga på seg ei rekkje av kollegaene dei siste åra. Menzel har nemleg nokre nokså oppsiktsvekkjande idear om korleis biene finn heim. Han meiner at dei kan ha ei liknande indre oppfatning av stad – eit indre kart – som det vi menneska har.

Frå forskinga på pattedyr er det kjent at alt frå mus til menneske har eit slags indre kart. Ei rekkje spesialiserte celler i hjernen hjelper oss til å til kvar tid vite kvar vi er, og til å finne vegen. Oppdaginga av plassceller og gitterceller og dei andre cellene som utgjer posisjoneringssystemet til hjernen, førte til Nobelprisen i fysiologi eller medisin til dei norske forskarane Edvard Moser og May-Britt Moser og kollegaen deira John O’Keefe i 2014. Men kva med bier? Veit biene kvar dei er, på same måten som vi pattedyr veit kvar vi er?

Eksperiment

Det var nokre sommareksperiment med bier nær sommarhuset hans i Magdeburg som gjorde at Randolf Menzel byrja å tenkje nytt om korleis bier finn fram.

På slutten av 1990-åra var det vitskapleg semje om at biene navigerte etter eit såkalla egosentrisk system, som vil seie at ein kalkulerer avstandar og retning ut frå biekroppen. Dette står i motsetnad til eit allosentrisk system, der du på ein måte har med deg ei indre oppfatning av rommet heile tida, det eksisterer uavhengig av din eigen kropp.

Menneske nyttar begge desse systema. Viss det står eit vassglas framfor deg, kan du vurdere om lag kor langt unna det er kroppen din, slik at du kan strekkje ut handa og gripe det. Det er det egosentriske systemet. Men det er ikkje slik vi menneske kalkulerer alle avstandar og retningar omkring oss. Vi har også eit mentalt bilete av omgivnadene våre, som ikkje hoppar rundt eller flyttar seg dersom vi snur oss. Menzel var sjølv tilhengar av den egosentriske teorien, og han publiserte fleire artiklar der han hevdar at det er slik biene navigerer. Men sommareksperimenta endra etter kvart synet hans på dette.

Oppfatninga av at biene navigerte etter eit egosentrisk system, baserte seg på eksperiment der forskarar trena erfarne trekkbier i å flyge frå kuben til ein matstasjon. Når biene hadde lært dette, kunne ein ta ei trekkbie i det ho var på veg til å ta av og dra heim att, og flytte henne 300–400 meter i feil retning. Deretter la forskarane seg på bakken og kika opp mot himmelen for å sjå kva retning bia tok av i. I slike tilfelle såg ein alltid at bia tok av i nøyaktig den retninga ho var vand til å ta av i, når ho tok av frå matstasjonen. Med andre ord såg det ut til at biene brukte den kompassretninga dei hadde lært seg: Dei sette av stad i den tillærte retninga, utan å vere i stand til å danne seg eit nytt bilete av kvar dei var.

Etter nokre somrar byrja Menzel å tvile. For biene kom alltid tilbake. Men sidan forskarane ikkje hadde nokon måte å observere på, visste dei ikkje korleis biene klarte det.

Dansespråk

At bier kan navigere etter solkompass og etter himmelens polariseringsmønster, har vore kjent heilt sidan dei banebrytande bieeksperimenta Karl von Frisch gjorde i 1940- og -50-åra. Von Frisch oppdaga at biene kommuniserte himmelretning og avstand gjennom eit dansespråk. Dette var eit gjennombrot som han fekk Nobelprisen i medisin for i 1973. Men eit kompass hjelper deg ikkje viss du ikkje veit kvar du er i utgangspunktet. Så korleis fann biene eigentleg vegen heim etter å ha blitt flytta til ein ny stad?

Menzel og kollegaene hans sette opp eit eksperiment for å undersøke dette nærare. På same måte som før hadde dei ein biekube og ein matstasjon, og biene vart trena til å flyge mellom dei to. Men no hadde dei fem ulike sleppstader, alle i ein avstand på 300 meter frå biekuben. Kuben var i tillegg nokså skjult og ikkje så lett å oppdage for bier som ikkje ser særleg godt på avstand. Personen på sleppstaden ropte ut kva for bie som vart sleppt ut, til dømes «Blå 26 startar no». Ein annan forskar som var plassert ved biekuben, kunne deretter notere tida det tok for bia å komme heim til kuben.

Som dei hadde sett tidlegare, skaut biene straks av garde i den vanlege, innlærte retninga – sjølv om ho no var feil, sidan bia hadde blitt flytta. Men så fekk forskarane seg ei stor overrasking: Det viste seg at alle biene som hadde blitt flytta, kom heim til kuben nesten like raskt som dei som flaug den vanlege ruta. For å forstå kva som gjekk føre seg frå biene skaut av garde i feil retning til dei fann heim att, brukte dei ein spesiell type radar, ein såkalla harmonisk radar, som gjorde det mogleg å følgje ei bie i ein måleradius på om lag 600–700 meter. Då dei gjorde forsøka om att med radarmålingane, såg dei at biene ganske riktig flaug av garde i den vanlege retninga i høve til sola. Men når ei bie hadde gjort unna avstanden som vanlegvis ville ha teke henne heim, byrja ho i staden å flyge rundt, for så å skyte av garde rett mot bikuben. Nokre bier snudde også ganske raskt etter avgang og flaug tilbake til sleppstaden, før også dei sette kursen heimover.

Desse eksperimenta vart gjort i eit heilt flatt område, der horisonten var ei rett line. Menzel meinte derfor at biene ikkje kunne orientere seg etter noko dei såg i det fjerne. Det var heller ikkje noko landemerke ved kuben, så biene må ha klart å lokalisere seg sjølve og forstått kvar dei var i høve til biekuben.

Triangulering

Menzel og kollegaene såg to moglege måtar biene kunne få til dette på. Den eine var å bruke triangulering. Triangulering er også eit egosentrisk system, og det var vitskapleg semje om at bier kunne bruke ein slik metode, som går ut på at ein kan finne avstanden til eit punkt dersom ein kjenner lengda til ei av sidene i ein trekant og kor store vinklane mellom linjene og punktet er. For biene ville det i praksis seie at dei kjende avstanden og retninga mellom kuben og matstasjonen. For å kunne triangulere måtte dei i tillegg ha lagt merke til eit anna landemerke i omgivnadene som dei visste posisjonen til i høve til retninga mellom bikuben og matstasjonen. Så snart dei hadde lokalisert seg sjølve i forhold til landemerket, ville dei kunne finne retninga heim frå den ukjende staden.

Sidan biene fann vegen tilbake uansett kvar ein slapp dei frå innanfor ein radius på ein halv kilometer, vart Menzel skeptisk til om triangulering kunne forklare dette. Han sette fram ein annan hypotese: at biene hadde eit indre kart. Altså ei liknande mental oppfatning av rom som O’Keefe, Moser og Moser har funne nevrale prov for hjå rotter. Det ville kunne forklare at biene kunne rekne ut vegen heim uavhengig av kvar dei var. Menzel og kollegaene publiserte resultata og tolkingane sine i eit respektert vitskapleg tidsskrift. Bieforskarar reagerte med skepsis.

– Kollegaene mine sa at ideen om eit kognitivt kart i bier var fullstendig galskap, fortel Menzel smilande.

Han trong fleire prov for å overtyde forskarmiljøet, og han prøvde å tenkje ut lure eksperiment der han kunne ekskludere at biene brukte triangulering. Eksperimentet kom til han nærast ved eit slumpetreff, i eit samarbeid med nokre newzealandske forskarar som studerte døgnrytme hos bier.

Biene brukar den indre klokka si i alle typar aktivitetar, og dei newzealandske forskarane var interesserte i å forstå korleis biene blei påverka av å få forskuva døgnrytmen. Biene nyttar også den indre klokka til å navigere etter sola. Dei må vite kva tid det er på døgnet for å kunne vite kvar sola skal stå på himmelen. Forskarane i New Zealand spurde Menzel om han ville forske på korleis ei forskuving i døgnrytme ville innverke på navigeringa.

Menzel drog til New Zealand og fann ganske riktig at bier som vart bedøvde og døgnforstyrra med seks timar, flaug av stad i ei retning som svara til nøyaktig seks timar forskuving i høve til der dei trudde sola var (ei forskuving på 90 grader). Etterpå gjentok Menzel og forskargruppa eksperimenta i Tyskland, slik at dei kunne stadfeste at dette gjaldt også på den nordlege halvkule. Resultata blei publiserte, og alle var nøgde.

Men ei natt hadde Menzel ein draum. I draumen innsåg han at han ikkje hadde undersøkt kva biene gjorde etter at dei tok av og flaug av stad i feil retning. Då han vakna, undersøkte han straks dette, for forskarane hadde opplysingar om heile flyruta, sjølv om dei berre hadde brukt utgangsretninga i artikkelen som var publisert. Det han fann då han gjekk gjennom datamaterialet, forbløffa han. Dei døgnforvirra biene flaug først av garde mot bikuben i ein vinkel som var 90 grader feil i høve til den faktiske retninga. Men når dei hadde tilbakelagt den strekninga som vanlegvis ville tatt dei heim, gjorde dei nokre rundar, for deretter å setje av stad direkte mot målet. Nokre av biene snudde alt halvvegs på feilvegen, som om dei innsåg at dei flaug i feil retning, før dei så flaug til bikuben.

Kritikk

Triangulering er avhengig av solkompasset. Viss solkompasset er forskuva, vil triangulering føre til at biene flyg i ei anna retning. Når biene likevel flyg heim, kan dei derfor ikkje ha brukt denne metoden. Menzel meinte dermed at han var på nokså trygg grunn med tolkinga si: at biene i dette tilfellet måtte ha brukt eit kognitivt kart. Motstandarane var likevel ikkje overtydde. Ei av innvendingane var at biene kunne ha klart å stille tilbake døgnrytmen, og at dei derfor kunne triangulere basert på riktig solkompassretning. Dette meinte Menzel var enkelt å attendevise, då det var dokumentert gjennom ei rekkje studiar på både heile biekoloniar og enkeltbier at det tok dei fleire dagar å rette opp døgnrytmen.

Menzel tek kritikken med godt humør.

– Dette er jo berre normal vitskap, veit du. Dessutan er det jo alltid hyggeleg å få prov på at folk les artiklane ein skriv, humrar han.

Her står saka også i dag. Det er framleis ikkje semje i spørsmålet om bier navigerer ved hjelp av eit indre kart som kan minne om det pattedyr og fuglar har. Problemet er at der John O’Keefe, May-Britt Moser og Edvard Moser har funne hjerneceller som fungerer som eit indre kart, manglar bieforskarane førebels slike bevis.

Randolf Menzel håpar å kunne avgjere diskusjonen ein gong for alle. I eit laboratorium tvers over gangen for kontoret sitt har han bier som har fått operert inn hårtynne elektrodar i hjernen, slik rottene i Moser-laboratoriet fekk det. Utfordringa er at forsøksdyra hans er bitte små, med desto mindre hjernar, og at dei flyg.

Menzel vil ikkje bli det minste overraska om han finn noko tilsvarande plassceller og gitterceller i hjernen til bier, sjølv om det i så fall vil vere eit evolusjonært samantreff.

Noko anna merkeleg bier gjer, har fått Menzel til å mistenke at dei små insekta også kan hente opp minne om stader, noko tilsvarande våre episodiske minne: Når ein biekoloni vil sverme, sender han ut speidarbier som leitar etter ein eigna stad å bygge ein ny heim på. Speidarbier som kjem attende til kuben, fortel om staden dei har funne ved å framføre dansen som fortel kor langt borte og i kva retning staden ligg. Det som er verkeleg oppsiktsvekkjande, er at tilskodarbiene kan stoppe dansen ved å lage eit spesielt signal. Tolkinga av stoppsignalet er at bia som stoppar dansen, veit at denne staden er dårlegare enn ein stad ho sjølv har vitja.

Kva skjer i hjernen til bia medan ho ser på dansen og før ho har gitt stoppsignalet? Ei mogleg tolking er at bier har minne om stader dei har vore på, og kva som har skjedd der. Kven veit, kanskje sit biene i kuben sin og minnest akkurat dine hageblomar med lengt gjennom vinteren? Uansett korleis det heng saman, gøymer dei små vengekledde medskapningane våre enno gåter nok til fleire forskarliv.

Unni Eikeseth er universitetslektor i naturfag ved Institutt for lærarutdanning ved NTNU. I 2018 kom ho med boka Jakten på stedsansen, om korleis May-Britt Moser og Edvard Moser var med på å oppdage hjernens posisjoneringssystem.