Lauschen statt wiegen?

Gestern einen interessanten Vortrag des Molekularökologen und Bienenwissenschaftlers Hannes Kaatz von der Uni Halle/Jena in Neukölln gehört. Dabei zwei Sachen für die Praxis gelernt, eine davon mit u.U. erheblichen Auswirkungen auf unser Projekt „Bienenwaage“.

1. Das Schwärmen der Bienen ist an deren Pfeifen im Stock 1 bis 2 Stunden vorher vorherzu“hören“. Vgl. dazu:
   • Rangel/Griffin/Seeley (2010): An oligarchy of nest-site scouts triggers a honeybee swarm’s departure from the hive (Volltext)
   • Visscher/Seeley (2007): Coordinating a group departure: who produces the piping signals on honeybee swarms? (Volltext)
   • Seeley/Tautz (2001): Worker piping in honey bee swarms and its role
     in preparing for liftoff (Volltext)
   • Esch (1967): The sounds produced by swarming honey bees (Volltext)
   • Wenner (1964): Sound Communication in Honeybees (Volltext)
   • Michelsen (2009): Communication in the Honeybee
   • Rangel/Seeley (2008): The signals initiating the mass exodus of a honeybee swarm from its nest
   • Rittschof/Seeley (2008): The buzz-run: how honeybees signal ‘Time to go!’
2. Die leere Kiste früh genug aufstellen, so dass sie im Idealfall von den Scouts gefunden wird und ohne imkerische Nachhilfe bezogen wird. Vgl. dazu:
   • Janson/Middendorf/Beekman (2005): Honeybee swarms: how do scouts guide a swarm of uninformed bees?
   • Pratt (2010): Nest Site Choice in Social Insects
   • Seeley/Visscher (2004): Quorum sensing during nest-site selection by honeybee swarms

Punkt 1 könnte eine Neuausrichtung des Projekts Bienenwaage bedeuten. Rangel et al. (2010:1616) schreiben:

Rangel/Seeley (2008) discovered that starting about 1 h before departure, a few dozen bees start producing the worker-piping signal, which involves a bee pressing her thorax against other bees while producing a high-frequency (200–250 Hz) vibration of her flight muscles. … The worker-piping signal primes the swarm bees for flight. Then, starting about 5 to 10 min before the swarm’s departure, a few bees start producing the buzz-run signal, which involves a bee butting into other bees while buzzing her wings.

Demnach könnte es sich gegenüber der Gewichtskontrolle als sinnvoller erweisen, die Bienen zu belauschen, um ihren Schwärmzeitpunkt vorherzu“hören“. Das technische Problem wäre dabei, das „Sound-Ereignis“ kurz vor dem Abschwärmen so zu definieren, dass die Arduinosteuerung erkennen kann: Hier steht Schwärmen bevor – ohne Fehlalarme.

Nach dem oben Zitierten sind ein vorbereitendes Pfeifen und ein den Abflug einleitendes Schwirren zu unterscheiden. Für die Programmierung der Überwachungselektronik ist das Pfeifen wesentlich interessanter, weil es bis zu zwei Stunden vor dem Abschwärmen schon auftritt. Wie hört sich das Pfeifen an? Wie lässt es sich als Soundereignis definieren? Seeley/Tautz (2001:670) schreiben:

We see that a pipe consists of a single pulse with a conspicuous upward frequency sweep. Spectrograms for the early and late phases of one of these pipes (Fig. 5) show that at the beginning of a pipe the fundamental frequency is 100-200 Hz (177 ± 22 Hz, n= 10 pipes) while at the end it is 200-250 Hz (236 ± 20 Hz, n = 10 pipes). The harmonic nature of the later portion of each pipe, at least when recorded as an airborne sound, is also evident from Figs. 4 and 5. Analysis of the durations of 50 randomly chosen pipes from swarms 1 and 2 revealed a mean ± SD of 0.82 ± 0.43 s, a range from 0.09 s to 1.76 s, and a possibly bimodal distribution with mode at 0.3- 0.5 s and 1.1 – 1.3 s (Fig. 6).

Über die hier festgestellten Zeitintervalle und Frequenzen dürfte sich eine Auswertung von Sounddaten im Arduino schon recht gut realisieren lassen. Es gibt Projekte, die mit der FFT Library for Arduino schon ganz ähnliches machen, z.B. einen Arduino Realtime Audio Spectrum Analyzer.

Schön wäre es, wenn ich jetzt noch eine Sounddatei mit dem Pfeifen irgendwo auftreiben könnte (das „Tüten und Quaken“ der frischen Königinnen gibts ja mehrfach bei Youtube – aber das Piepen der Arbeitsbienen bzw. Scouts eben nicht. Oder werfen das die Youtube-Bienenfilmer etwa mitunter in einen Topf??).