Пчелы умеют ориентироваться по наземным объектам и солнечному свету, объединяя эти данные. Однако технические ограничения не позволяли увидеть полную картину их перемещений в 3D. Радары дают лишь приблизительные двумерные координаты, а обычные камеры не могут непрерывно следить за скоростным объектом на больших дистанциях. Ученые не знали, насколько точно насекомое воспроизводит однажды выученный путь и существует ли у пчел личный почерк в навигации.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Current Biology, применили мультикоптер с системой быстрого захвата цели. На спинки 26 рабочих пчел наклеили световозвращающие маркеры весом 20 миллиграммов. Две инфракрасные камеры дрона фиксировали отраженный свет, а компьютерная система управления автоматически направляла дрон вслед за насекомым. Коптер преследовал каждую особь на пути от улья до кормушки с сахарным сиропом, расположенной в 122 метрах.
Ученые реконструировали 255 полных трехмерных траекторий. Чтобы оценить вариативность полетов, маршруты разделили на виртуальные срезы через каждый метр и рассчитали отклонение каждой точки от медианного значения. Биологи также фиксировали поведение пчел, когда те случайно промахивались мимо цели: в таких случаях насекомые переходили к поисковым осцилляциям — ритмичным движениям из стороны в сторону.
Пчелы летали по уникальным индивидуальным маршрутам. Хотя до цели можно добраться разными путями, каждая особь придерживалась своего стиля: одна всегда облетала дерево слева, другая — только справа, третья протискивалась в узкий просвет живой изгороди, а четвертая заходила на посадку по широкой дуге. Точность навигации оказалась максимальной вблизи крупных ориентиров, таких как одиночные деревья: там отклонение не превышало 50 сантиметров. Над однообразным кукурузным полем, где заметных ориентиров нет, вариативность путей возрастала до нескольких метров, но с курса пчела не сбивалась.
Угловой разброс в реальных полетах составил в среднем 3,3 градуса. Это почти в 10 раз точнее данных, которые пчелы передают сородичам с помощью «виляющего танца» (около 30 градусов для дистанции в 100 метров). Результаты указали на то, что ошибки в танце не связаны с плохой памятью или неверным представлением о пространстве. Пчелы помнят дорогу почти идеально, а погрешность в коммуникации, вероятно, обусловлена ограничениями самого механизма передачи сигналов.
Исследование подтвердило, что медоносные пчелы используют индивидуальные стратегии навигации, которые отличаются высокой повторяемостью. Работа подчеркивает сложность когнитивных способностей насекомых: их мозг хранит детализированные трехмерные карты, точность которых значительно превосходит возможности их социальных взаимодействий.