Bin, humlor och elektricitet

Binas ekonomiska värde och utsatta situation har dragit uppmärksamheten till dem. Men forskningen har även gjorts på andra pollinerande insekter och givit resultat som kan tillämpas på bina.

"Elektrisk pollinering"

Humla med plus-tecken omkring sig — En positivt laddad humla.

Det har länge varit känt att de flesta insekter blir uppladdade med statisk elektricitet när de flyger eller går, eller när deras kroppsdelar gnuggas ihop. Laddningen blir positiv med några få undantag. När insekter flyger förlorar de negativt laddade elektroner till partiklar i luften. Då uppstår ett underskott på elektroner hos insekten som ger det en positiv laddning i förhållande till omgivningen. Humlor har den starkaste uppmätta laddningen.¹

Atmosfärens elektriska fält

Åskmoln med plustecken i överkant. Blixtar på undersidan och marken med minustecken.

Insekterna får hjälp av atmosfären. På tre till fem mils höjd över jorden finns jonosfären. Åskvädren ger den delen av atmosfären en positiv laddning i gent emot jorden. På fem mils höjd är jonosfären tillräckligt elektriskt ledande så den positiva laddningen sprids jämnt över hela jordklotet. Marken får en negativ laddning i förhållande till jonosfären.

Insekten och blomman

Humla med plus-tecken omkring sig blomma med minustecken som står på marken med minustecken

En positivt laddad insekt har sin motpol i den negativt laddade marken och blommorna som är förbundna med den genom stjälkar och rötter.

Humla med plus-tecken omkring sig och blomma med minustecken

Genom att olika elektriska laddningar dras till varandra kommer de att dra med sig negativt laddat pollen från blomman till det positivt laddade biet och även tvärt om, så positivt laddade pollen överförs från biet till den negativt laddade blomman. Pollineringen blir effektivare. Det kan fungera på några millimeters avstånd, precis innan insekten landar på blomman. För när insekten landar på blomman blir det elektrisk kontakt mellan insekt och blomma och skillnaden i laddning försvinner.

Grå tratt föreställande blomma med grå elips ovanför föreställande fjäril — Simulering av de elektriska fälten när en fjäril landar på en blomma. Mörkblått är under 500 och brunt över 5000 volt per meter.

Utifrån de elektriska laddningarna hos en fjäril och en blomma har de elektriska fälten beräknats i en datorsimulering. De millimeterstora avstånd det är fråga om gör att elektriska fälten blir mycket starka, upp till omkring 5000 volt per meter. Dör inte fjärilen eller humlan? Nej, styrkan på elektriska fält beror lika mycket på avståndet som på elektriska laddningen. På några meters avstånd får fältet en styrka på 5 volt per meter.²

Kan insekter känna elektriska fält?

Det elektriska fältet mellan jonosfären och marken tar den närmaste vägen till jorden och det är via en blomma som reser sig över omgivningen. Därför blir fälten starkare omkring blommans översta del än mot marken runt omkring. Kan insekter känna de elektriska fälten?

Violetta skivor på gröna pinnar. Nåra är märkta med ett E. En humla till vänster. — Blommor markerade med E är elektriskt laddade.

I ett experiment fick humlor träna på konstgjorda blommor som alla såg exakt likadana ut, men vissa kunde ges en elektrisk laddning som efterliknade att de stod ute i det fria och var 30 centimeter höga. De innehöll också en sockerlösning som belöning om humlorna hittade dem. De andra blommorna utan elektrisk laddning innehöll ett beskt ämne.

Violetta skivor på gröna pinnar. En humla har landat på en skiva märkt E.

Humlorna lärde sig snart vilka blommor som innehöll sockerlösningen och efter 40 försök valde de rätt i 8 fall av 10.

Violetta skivor på gröna pinnar. Inga har ett E. En humla till vänster med ett frågetecken.

När den elektriska laddningen minskades i "sockerblommorna" så att den motsvarade 10 centimeter höga blommor kunde humlorna inte skilja på dem och de andra trots att både sockret och beska ämnet fanns kvar.

De elektriska fälten kring en blomma påverkas också av formen på kronblad, ståndare och pistiller. I nästa försök användes bin som blev belönade om de hittade "sockerblommorna" som nu hade en negativ laddning i mitten och en positiv längs kanterna, det som normalt är ytterkanterna på kronbladen. I det här försöket fanns det också en nyansskillnad mellan "blommorna". När även "sockerblommorna" fick samma jämnt utspridda positiva laddning som "blommorna" utan socker fick bina det svårare att skilja dem åt.

Två gröna cikrklar. Den ena aningen klarare grön än den andra. — Binas testblommor. Den till vänster är "sockerblomman" som har en negativ laddning i mitten, positiv laddning längs kanterna och en annan grön nyans än "blomman" till höger utan socker.

Forskarna skriver att experimenten visar att elektriska fält är en metod bland många andra som pollinerande insekter använder sig av för att effektivisera pollineringen.³

Kommunikation mellan bin

När ett honungsbi kommer tillbaka till kupan berättar det för de andra bina var det finns mer nektar att hämta genom att utföra en bidans. Hur uppfattar de andra bina budskapet, är det med hörsel, syn, känsel eller något annat? Bidansen utförs som en rak linje och upprepas flera gånger. Biet vänder och börjar om från samma ställe och går i samma riktning varje gång.

Biet viftar med bakkroppen max 70 gånger per sekund (70 Hz). Varje gång bakkroppen når ett ändläge och byter riktning gör biet några slag med vingarna.

Eftersom bina blir elektriskt uppladdade genom att flyga eller gnugga sig mot varandra skapar deras vingslag och viftningar med bakkroppen varierande elektriska fält i omgivningen. Kraften i de elektriska fälten ger 10 gånger större utslag i åskådarbinas flageller än de lufttrycksförändringar som vingarna ger upphov till under dansen. Flageller är mikroskopiska hår som brukar beskrivas som piskor som täcker ett bis antenner och som böjer sig för krafter utifrån.

I bidansen ingår ett dovt surr när biet rör vingarna och i takt med surret uppstår varierande elektriska fält. För att ta reda på om andra bin kan uppfatta de "surrande" elektriska fälten fick ett antal bin träna på att skilja på elektriska fält som varierar i styrka och statiska vars styrka är konstant. De lärde sig snabbt att skilja på fälten. Biologiskt betydelsefulla elektriska fält, till exempel de fält som efterliknar dem i dansen, skapade också starkare reaktioner hos bina än "nonsensfält" som saknade meningsfull information.⁴

Sam J. England & Daniel Robert - The ecology of electricity and electroreception, Biological Reviews: (2022), 97, s. 388, doi: 10.1111/brv.12804

Sam J. England & Daniel Robert, Electrostatic pollination by butterflies and moths, J. R. Soc. Interface 21: 20240156, s. 1.

Dominic Clarke, et. al., Detection and Learning of Floral Electric Fields by Bumblebees, Science 21 Feb 2013; Vol 340, Issue 6128, pp. 66-69, DOI: 10.1126/science.1230883.