Man mano che le api acquisiscono esperienza di raccolta, perfezionano continuamente sia l'ordine in cui visitano i fiori sia i percorsi di volo che intraprendono tra i fiori per generare percorsi sempre migliori, secondo i ricercatori della Queen Mary University di Londra.

Nonostante questo, le api possono essere indotte a prendere allettanti scorciatoie tra i fiori anche a costo di aumentare la distanza complessiva che devono volare.

Animali che viaggiano tra più destinazioni e tornano a una base di origine - come le api, uccelli, primati e umani - affrontano una situazione nota ai matematici come il problema del commesso viaggiatore.

La sfida è trovare un percorso che visiti ogni destinazione percorrendo la distanza più breve possibile. Ricerca precedente, guardando solo l'ordine in cui gli animali arrivano ad ogni destinazione, ha dimostrato che gli animali spesso trovano un bene, o addirittura ottimale, soluzione, ma si sa poco su come trovano quella soluzione.

L'autore principale Joseph Woodgate, dalla Queen Mary's School of Biological and Chemical Sciences, ha dichiarato:"Gli animali non possono semplicemente ispezionare una mappa per scoprire dove si trovano le migliori fonti di cibo o pianificare come spostarsi tra di loro".

I bombi iniziano senza sapere nulla del terreno o di dove possono trovare cibo, quindi devono esplorare il paesaggio, scoprire i luoghi uno per uno e poi affrontare la sfida di integrare le loro memorie spaziali in un percorso efficiente.

"Solo monitorando ogni mossa che fanno mentre esplorano e cercano di generare un percorso migliore, possiamo capire come affrontano questa sfida", Ha aggiunto il dottor Woodgate.

I ricercatori hanno permesso ai raccoglitori di bombi di nutrirsi di una serie di fiori artificiali e hanno utilizzato la tecnologia radar armonica per seguire continuamente gli individui durante ogni viaggio di raccolta del cibo che hanno fatto mentre sviluppavano gradualmente soluzioni al problema di come visitarli tutti.

Il risultato è stato uno dei set di dati più grandi e completi sul volo delle api mai registrati e ha fornito per la prima volta uno sguardo approfondito sullo sviluppo della rotta. Hanno scoperto che concentrandosi semplicemente sulle sequenze di visite alle stazioni di alimentazione, piuttosto che i movimenti effettivi tra le stazioni o il modo in cui si sviluppano i percorsi, è insufficiente per capire come gli animali risolvono i problemi di ottimizzazione del percorso.

Lo studio, condotto in collaborazione con Rothamsted Research, è stato pubblicato in Rapporti scientifici .

Professor Lars Chittka, coordinatore dello studio, ha detto:"Immagina un venditore di Londra che ha bisogno di chiamare a Manchester, Londra, Glasgow, Edimburgo e Inverness prima di tornare a casa. Da Manchester si è tentati di fare il breve viaggio attraverso a Leeds, e da Glasgow si è tentati di visitare Edimburgo, ma un venditore che lo fa si ritroverà presto bloccato a Inverness con un lungo viaggio in auto verso casa. La soluzione migliore è viaggiare su un lato del Regno Unito e tornare dall'altro".

I ricercatori hanno presentato alle api una sfida equivalente.

Il dottor Woodgate ha dichiarato:"Come previsto, le nostre api hanno mostrato una forte preferenza per prendere scorciatoie tra coppie di mangiatoie vicine anche se questo significava volare più lontano nel lungo periodo. Però, non volavano esclusivamente solo verso i feeder più vicini possibili, e provato diversi percorsi in modo flessibile."

Le tracce registrate dal radar armonico potrebbero essere utilizzate per visualizzare i percorsi seguiti dalle api mentre si alimentavano. I ricercatori hanno sviluppato mappe di calore animate che hanno dimostrato graficamente come alcuni segmenti del percorso sono diventati abituali mentre altre esplorazioni sono state dimenticate quando sono state scoperte le rotte di volo preferite.

La distanza di volo e la durata dei periodi di foraggiamento si riducevano man mano che le api acquisivano esperienza e questa maggiore efficienza era attribuibile principalmente alle api esperte che volavano più dritte ed esploravano di meno, piuttosto che miglioramenti nell'ordine in cui i fiori sono stati visitati.

Però, le api non si sono mai completamente impostate nei loro modi e i ricercatori hanno scoperto prove che suggeriscono che usano processi casuali per introdurre alcune variazioni nei loro percorsi che potrebbero aiutarli a provare diversi ordini di visita alla ricerca di miglioramenti ai loro percorsi.

I risultati rivelano anche che rotte efficienti si sviluppano grazie a miglioramenti paralleli sia degli order feeder visitati sia dei movimenti effettivi delle api che volano tra di loro. In altre parole, le api esperte non solo hanno visitato i loro alimentatori nello stesso ordine, ma ha anche volato lungo le stesse linee di volo di volta in volta. Queste traiettorie di volo abituali erano più dritte delle rotte percorse quando hanno scoperto per la prima volta i feeder, consentendo loro di ridurre la distanza di viaggio anche quando non sono stati in grado di visitarli nel miglior ordine possibile.

Il coautore James Makinson ha dichiarato:"Capire come gli animali dal cervello piccolo come le api trovino regole empiriche efficienti per realizzare comportamenti complessi e flessibili ha un grande potenziale per informare lo sviluppo dell'intelligenza artificiale e dei robot avanzati.

"È anche importante capire come le api e altri insetti impollinatori cercano cibo e utilizzano il paesaggio è fondamentale per gestire i rischi per i servizi di impollinazione posti dalla perdita di habitat e dall'intensificazione agricola".