在幽暗且繁忙的蜂巢內(nèi)部，蜜蜂的溝通并非雜亂無章。最新的研究發(fā)現(xiàn)，蜜蜂會(huì)在巢框內(nèi)一個(gè)特定且可測量的區(qū)域集中進(jìn)行招募舞蹈。通過繪制出這一區(qū)域的精準(zhǔn)輪廓，研究人員現(xiàn)在能夠追蹤蜂群如何隨著環(huán)境條件的改變，重新組織這一共享的通訊空間。

在裝有玻璃墻的觀察蜂箱內(nèi)，成千上萬次被稱為“搖擺舞”的招募舞蹈，密集地分布在靠近入口處的一塊緊湊區(qū)域內(nèi)。

曼尼托巴大學(xué)的拜倫·范·內(nèi)斯特記錄并證實(shí)，這些舞蹈集群形成了一個(gè)穩(wěn)定且有界的區(qū)域。這一區(qū)域不僅可以被精確制圖，還能在不同蜂群之間進(jìn)行橫向比較。

在155次、每次時(shí)長半小時(shí)的觀察中，無論是在四框式還是八框式蜂箱里，盡管蜜蜂的活動(dòng)量隨時(shí)間起伏不定，但幾乎所有的舞蹈都發(fā)生在同一個(gè)界定的區(qū)域內(nèi)。這種穩(wěn)定性有力地證明了“舞池”是蜂巢組織結(jié)構(gòu)中一個(gè)真實(shí)存在且可量化的特征，這為進(jìn)一步探索其形狀和位置隨時(shí)間的演變奠定了基礎(chǔ)。

由于偶爾會(huì)有蜜蜂在主集群之外的偏遠(yuǎn)位置起舞，哪怕是一個(gè)零星的散點(diǎn)也可能拉伸簡單的邊界線，從而干擾測量的準(zhǔn)確性。

為了解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)首先為每次簡短的錄像構(gòu)建了一個(gè)“凸包”——即一個(gè)包含所有舞蹈坐標(biāo)點(diǎn)的外多邊形。但由于離群值的存在依然會(huì)放大輪廓，研究的下一步轉(zhuǎn)向了大多數(shù)舞蹈降落的致密核心區(qū)。

為了鎖定這個(gè)核心，團(tuán)隊(duì)使用了“置信橢圓”技術(shù)，即一種能夠概括大多數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)跌落位置的橢圓模型，并保留了重疊部分，從而精準(zhǔn)勾勒出舞池的邊界。

為了確保這種邊界劃分并非主觀臆斷，曼尼托巴大學(xué)的研究人員將其應(yīng)用于兩種不同尺寸的蜂箱，并進(jìn)行了跨越數(shù)日的驗(yàn)證。

在155場半小時(shí)的觀察環(huán)節(jié)中，他們記錄了來自8個(gè)蜂群的7444次舞蹈，并為每一次觀察繪制了新的區(qū)域圖。

結(jié)果顯示，該方法平均捕獲了90.8%的舞蹈動(dòng)作，且在四框式和八框式蜂箱之間的捕獲率沒有顯著差異。這種可靠性意味著，隨后的對比研究可以專注于舞池的真實(shí)變化，而不再受測量誤差的干擾。

除了位置之外，每個(gè)輪廓還生成了包括長度和寬度在內(nèi)的尺寸數(shù)據(jù)，描述了蜜蜂使用空間的具體方式。

在空間較小的四框式蜂箱中，舞蹈區(qū)域往往比空間較大的八框式蜂箱拉得更長。

季節(jié)性模式也呈現(xiàn)出差異：在小型蜂箱中，舞池寬度在歲末有所增加，但在大型蜂箱中反而下降。每日的舞蹈面積也在發(fā)生波動(dòng)，但這種波動(dòng)并非朝著單一方向持續(xù)演進(jìn)。

通過追蹤輪廓區(qū)域的幾何中心點(diǎn)（即質(zhì)心），研究人員可以判斷舞池是否發(fā)生了遷移。

隨著季節(jié)推移，四框式蜂箱的舞池中心離入口越來越遠(yuǎn)，而八框式蜂箱的中心則始終靠近初始位置。

在空間有限的四框式蜂箱中，這種位移占據(jù)了可用巢框更大比例的份額。這種移動(dòng)暗示了蜂群的布局和擁擠程度可能會(huì)在數(shù)周內(nèi)改變舞蹈的方向，即使傳遞的信息本身依然保持可靠。

除了位置，邊界的傾斜度也描述了舞蹈區(qū)域在巢框上的排列方式。

從清晨到午后，八框式蜂箱的舞池輪廓發(fā)生了明顯的旋轉(zhuǎn)，而四框式蜂箱的輪廓?jiǎng)t整日保持幾乎相同的排列。

正午成為了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)在中午前呈上升趨勢，隨后下降，這與太陽恒定的運(yùn)動(dòng)軌跡并不一致。內(nèi)部的擁擠程度和交通流量可能左右了舞者面向和移動(dòng)的方向，尤其是在巢框尺寸限制了自由路徑的情況下。

曾有一份諾貝爾獎(jiǎng)演說描述了搖擺舞如何通過編碼方向和距離，引導(dǎo)新招募的蜜蜂尋找花蜜和花粉。

回到蜂巢后，成功的西方蜜蜂工蜂會(huì)在巢框上重復(fù)這一動(dòng)作，巢友們則在漆黑的蜂巢內(nèi)跟隨其足跡。

將舞蹈集中在一個(gè)區(qū)域有助于新蜂快速找到信號(hào)源，因?yàn)樵趽頂D的巢框上，尋找機(jī)會(huì)稍縱即逝。早期的招募實(shí)驗(yàn)表明，巢框表面的性質(zhì)會(huì)改變跟隨者的數(shù)量，因此位置的選擇直接影響到通訊的效果。

即便是再精準(zhǔn)的地圖也無法解釋蜜蜂選擇某個(gè)特定地點(diǎn)的深層原因，目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍留有一些懸念。

在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集中，蜂箱的大小與不同的年份和環(huán)境設(shè)置相掛鉤，因此不能將所有差異完全歸功于蜂箱尺寸。

此外，由于沒有對蜜蜂進(jìn)行標(biāo)記，團(tuán)隊(duì)無法判斷是否是同一只舞者反復(fù)返回，這可能會(huì)模糊行為模式。未來的研究需要保持環(huán)境條件恒定，從而測試當(dāng)唯一的變量是生物因素時(shí)，究竟是什么驅(qū)動(dòng)了舞池的變化。

目前，視頻記錄已經(jīng)允許計(jì)算機(jī)追蹤單個(gè)舞者，而清晰的邊界則告訴系統(tǒng)應(yīng)該看向哪里。

將視頻追蹤與新的輪廓技術(shù)相結(jié)合，可以測量舞池在采集旺季如何擴(kuò)張，或者在擁擠時(shí)如何壓縮。

標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)也使得比較農(nóng)場、實(shí)驗(yàn)室或野外蜂巢變得更加容易，無需再為定義爭論不休。這把通用的“尺子”可以支持未來對氣味信號(hào)、巢框紋理和交通模式的研究，這些因素共同引導(dǎo)著舞者的著陸點(diǎn)。

通過數(shù)據(jù)定義舞池，將熟悉的蜜蜂行為轉(zhuǎn)化為了蜂巢內(nèi)部設(shè)計(jì)的可測量組件。隨著研究人員在匹配的蜂箱和環(huán)境中應(yīng)用這一工具，這張地圖終將揭示通訊何時(shí)受阻，以及何時(shí)產(chǎn)生適應(yīng)性演變。

該研究發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館·綜合》雜志上。

埃里克·羅爾斯