Standard methods for behavioural studies of Apis mellifera

Summary

In this BEEBOOK paper we present a set of established methods for quantifying honey bee behaviour. We start with general methods for preparing bees for behavioural assays. Then we introduce assays for quantifying sensory responsiveness to gustatory, visual and olfactory stimuli. Presentation of more complex behaviours like appetitive and aversive learning under controlled laboratory conditions and learning paradigms under free-flying conditions will allow the reader to investigate a large range of cognitive skills in honey bees. Honey bees are very sensitive to changing temperatures. We therefore present experiments which aim at analysing honey bee locomotion in temperature gradients. The complex flight behaviour of honey bees can be investigated under controlled conditions in the laboratory or with sophisticated technologies like harmonic radar or RFID in the field. These methods will be explained in detail in different sections. Honey bees are model organisms in behavioural biology for their complex yet plastic division of labour. To observe the daily behaviour of individual bees in a colony, classical observation hives are very useful. The setting up and use of typical observation hives will be the focus of another section. The honey bee dance language has important characteristics of a real language and has been the focus of numerous studies. We here discuss the background of the honey bee dance language and describe how it can be studied. Finally, the mating of a honey bee queen with drones is essential to survival of the entire colony. We here give detailed and structured information how the mating behaviour of drones and queens can be observed and experimentally manipulated.

The ultimate goal of this chapter is to provide the reader with a comprehensive set of experimental protocols for detailed studies on all aspects of honey bee behaviour including investigation of pesticide and insecticide effects.

Resumen

En este artículo BEEBOOK presentamos un conjunto de métodos establecidos para cuantificar el comportamiento de la abeja de la miel. Empezamos con métodos generales para la preparación de las abejas para ensayos de comportamiento. A continuación presentamos ensayos para cuantificar la respuesta sensorial a estímulos gustativos, visuales y olfativos. La presentación de comportamientos más complejos como el apetitvo y el aprendizaje aversivo bajo condiciones controladas de laboratorio y el aprendizaje de paradigmas en condiciones de vuelo libre le permitirá al lector investigar una amplia gama de habilidades cognitivas de las abejas de la miel. Las abejas son muy sensibles a los cambios de temperatura. Por lo tanto, presentamos experimentos que tienen como objetivo el análisis de la locomoción de la abeja de la miel en gradientes de temperatura. El complejo comportamiento de vuelo de las abejas puede ser investigado bajo condiciones controladas en el laboratorio o con tecnologías sofisticadas como radar armónico o RFID (son sus siglas en ingles) en el campo. Estos métodos se explicarán en detalle en diferentes secciones. Las abejas son organismos modelo para la biología del comportamiento dada su compleja y a la vez plástica división del trabajo. Para observar el comportamiento diario de abejas individuales en una colonia, las colmenas de observación clásicos son muy útiles. La puesta en marcha y el uso de colmenas típicas de observación serán el foco de otra sección. El lenguaje de la danza de la abeja de la miel tiene características importantes como un idioma real y ha sido el foco de numerosos estudios. Nosotros aquí discutimos la base del lenguaje de la danza de la abeja de miel y describimos la forma en que se puede estudiar. Por último, el apareamiento de la reina de la abeja de la miel con los zánganos es esencial para la supervivencia de toda la colonia. Damos aquí, información detallada y estructurada sobre cómo se puede observar y manipular experimentalmente el comportamiento de apareamiento de los zánganos y las reinas.

El objetivo final de este capítulo es ofrecer al lector un conjunto completo de protocolos experimentales para estudios detallados sobre todos los aspectos del comportamiento de las abejas de la miel, incluyendo la investigación sobre los efectos de los plaguicidas y los insecticidas.

摘要

本章我们介绍一系列已经确立的量化蜜蜂行为的方法。我们从行为试验中准备蜜蜂的通用方法开始。然后介绍对味觉、视觉和嗅觉刺激的感官反应定量试验。对更加复杂的行为介绍帮助读者广泛地研究蜜蜂的认知能力，比如蜜蜂在实验室控制条件下的奖励性和惩罚性学习以及在自由飞行条件下的学习范式。蜜蜂对温度变化十分敏感。因此我们介绍用于分析蜜蜂在温度梯度下的运动情况的实验。蜜蜂复杂的飞行行为可以在实验室控制的条件下或在室外应用复杂的技术如谐波雷达和无线射频识别（(RFID)）进行研究。这些方法将分别在不同小节做详细解释。因为蜜蜂复杂且可塑的劳动分工，它们被用作行为生物学研究的模式生物。传统的观察箱对观察单只蜜蜂在蜂巢内的日常行为十分有用。传统观察箱的设置和使用将于另一小节作重点介绍。蜜蜂的舞蹈语言具备一个真正语言所需的重要特征，也成为众多研究的焦点。我们在这里讨论了蜜蜂舞蹈语言的背景并介绍如何对其开展研究。最后，蜂王与雄蜂的交配是整个蜂群存活的要素。我们在这里给出详细有组织的资料介绍如何观察和实验操作雄蜂与蜂王的交配行为。本章节的最终目的是提供给读者一系列综合的实验方案，以详细研究蜜蜂所有的行为，包括农药和杀虫剂对蜜蜂行为的影响。

Keywords:

• COLOSS
• BEEBOOK
• honey bee
• behaviour
• gustatory responsiveness
• olfactory responsiveness
• phototaxis
• non-associative learning
• associative learning
• appetitive learning
• aversive learning
• locomotion
• temperature sensing
• honey bee flight
• observation hive
• honey bee dance
• honey bee navigation
• harmonic radar
• BeeScan
• RFID
• honey bee mating
• free-flying honey bees