a biased learning experience – how pollinators react to color

Bees and other insects are looking for floral rewards, such as nectar and pollen. And they learn to associate a variety of floral cues, including color with such rewards, as three researchers of the University of Arizona – Avery L. Russell, China Rae Newman and Daniel R. Papaj – explain in an article published this year in Evolutionary Ecology (DOI 10.1007/s10682-016-9848-1). Yet, we don’t know much about the ways how insects are learning.

Andrea spec. with Orchis simia
Andrea spec. with Orchis simia

The Arizona project looks for plants with different colors due to a single loss-of-function mutation blocking the production of floral pigments. Similar to the albiflora orchids presented on this web site, such color polymorphisms may also occur in other plant families. The authors explain that those are quite common, for example with Geranium thunbergii, Antennaria dioica or Aquilegia coerulea – a relative to the European Aquilegia vulgaris.

Aquilegia vulgaris
Aquilegia vulgaris

There study analyzes the behavior of pollinators of hypochromic Solanum tridynamum in an experimental arrangement. It could be shown that initially naïve bees had no preference for purple- or white-flowered plants. The same was the case when the researchers prevented the release of pollen – this was done by sealing the anther pore with glue. But bees with a rewarding experience on plants with purple corollas expressed strong, significant landing preferences for morphs with purple corollas relative to morphs with white corollas. This preference to the rewarding color was much weaker in the case of rewarding flowers with white corollas. The authors came to the conclusion: bees showed a bias in terms of how experience shaped preference: experience with the purple morph had a greater effect on preference than experience with the white morph.

The reason for this bias in learning might be, according to the Arizona researchers, that purple flowers exhibit much greater chromatic contrast, so the hypochromic Solanum tridynamum is likely even less discriminable in real-world foraging conditions. Such biases, the authors conclude, might curtail the success of such morphs and perhaps even contribute to the low frequencies in which they occur. The Arizona case study titled White flowers finish last: pollen-foraging bumble bees show biased learning in a floral color polymorphism is great research – there should be others to follow to see if pigmented flowers have an a priori advantage over hypochromic flowers.

einseitige Lernerfahrung: wie Bienen auf Blütenfarbe reagieren

Bienen und andere Insekten suchen Blüten auf, um Nahrung zu finden wie Nektar oder Pollen. Und sie lernen, eine Vielzahl von Blütenmerkmalen mit solchen Belohnungen zu verbinden, wie drei Forscher an der Universität von Arizona erklären: Avery L. Russell, China Rae Newman und Daniel R. Papas haben dazu in diesem Jahr einen Aufsatz in der Zeitschrift Evolutionary  Ecology (DOI 10.1007/s10682-016-9848-1) veröffentlicht. Bislang wissen wir nicht viel darüber, wie Insekten lernen.

Andrea spec. with Orchis simia
Andrea spec. mit Orchis simia

Das Arizona-Projekt interessiert sich für Pflanzenarten mit Blüten in verschiedenen Farben, aufgrund einer Mutation, bei der die Produktion von Blütenpigmenten blockiert wird. Ähnlich wie bei den auf dieser Web-Site gezeigten Albflora-Orchideen können solche Farbe-Polymorphismen auch in anderen Pflanzenfamilien auftreten. Die Autoren erklären, dass diese recht häufig auftreten und nennen als Beispiele Geranium thunbergii, Antennaria dioica (Katzenpfötchen) oder Aquilegia coerulea (Rocky-Mountains-Akelei), eine Verwandte unserer Akelei in Europa.

Aquilegia vulgaris
Aquilegia vulgaris

Ihre Studie analysiert das Verhalten von Bestäubern bei einem purpurfarbenen und weiß blühenden Nachtschattengewächs (Solanum tridynamum), wobei sie eine Experimentalumgebung konstruierten. Damit konnte gezeigt werden, dass anfänglich naive Bienen ohne Lernerfahrung keine Präferenz für purpurn oder weiß blühende Pflanzen hatten. Dies war auch der Fall, als die Forscher die Entnahme von Pollen verhinderten – indem sie den Staubbeutel mit Klebstoff verschlossen. Aber Bienen mit einer lohnenden Erfahrung bei purpurnen Blüten zeigten eine signifikant starke Präferenz, auf Morphen mit purpurnen Blütenblättern zu landen, verglichen zu Morphen mit weißen Blütenblättern. jedoch war diese Präferenz für eine lohnende Farbe bei weißen Blüten mit einer lohnenden Erfahrung viel schwächer aussgeprägt. Die Autoren kommen so zur Schlussfolgerung: Bienen haben eine einseitige Neigung in der Frage, wie Erfahrung Präferenzen formt: Die Erfahrung mit dem purpurnen Morph hatte eine größere Wirkung als die Erfahrung mit dem weißen Morph.

Der Grund für diese einseitige Lernerfahrung könnte nach Einschätzung der Forscher aus Arizona darin liegen, dass purpurne Blüten einen viel größeren Farbkontrast zur Umgebung aufweisen. Daher ist das hypochrome Solanum tridynamum bei der Nahrungssuche unter natürlichen Bedingungen wahrscheinlich noch weniger leicht erkennbar. Diese einseitige Erfahrung, so schließen die Autoren, könnte den Erfolg solcher Morphen beschränken und vielleicht sogar dazu beitragen, dass sie so selten sind. Die Fallstudie aus Arizona mit dem Titel White flowers finish last: pollen-foraging bumble bees show biased learning in a floral color polymorphism ist großartige Forschung – aber es sollten weitere Arbeiten folgen, um zu sehen, ob Blüten mit Farbpigmenten von vornherein einen Vorteil gegenüber hypochromen Blüten haben.

Neujahrsgrüße aus Korčula

Orchis quadripunctata

Zu Beginn des neuen Jahres habe ich eine schöne Mail von Mirjana und Nebojša Jeričević bekommen, die auf der dalmatinischen Insel Korčula leben. Sie schickten mir Fotos von Albiflora-Formen von fünf Arten, Orchis quadripunctata (oben), Anacamptis pyramidalis, Himantoglossum robertianum, Dactylorhiza romana und Orchis italica. Besonders interessant sind die von Dactylorhiza romana. Diese Pflanzen zeigen in der Blüte einen leicht gelblichen Farbton, sind aber nicht so gelb wie bei der gelben Standardform dieser zweifarbig blühenden Art. Sie wachsen unter Pflanzen der violetten Form. Es kann vermutet werden, dass es sich hier um Pflanzen handelt, die ursprünglich violett blühen sollten aber die Anthocyanine verloren haben.

Dactylorhiza romana

Dactylorhiza romana

new year greetings from Croatian island Korčula

Orchis quadripunctata

Starting into 2015 I received a nice mail from Mirjana and Nebojša Jeričević living on the Dalmatian island of Korčula. They sent me photos of albiflora forms of five species, Orchis quadripunctata (above), Anacamptis pyramidalis, Himantoglossum robertianum, Dactylorhiza romana and Orchis italica. Especially interesting are those of Dactylorhiza romana. Those plants show some light yellowish hue but are not as yellow as the common yellow form of this bi-coloured species. They are are growing among violet forms and it might be assumed that they are plants whose flowers should have been violet but lost the anthocyanins pigments.

Dactylorhiza romana

Dactylorhiza romana