Summary
The misdirection (“Mißweisung”) which indicates a definite direction in the bee's dance is correlated to daily variations of the total intensity (ΔF) of the earth's magnetic field (EMF). It depends on the orientation of the dancing place with regard to the EMF coordinates. The distance of the feeding place, however, is insignificant. There exists a positive correlation between the efficiency ofΔF and a progressive tilting of the comb toward the horizontal position. No difference is observed in the intensity and exactness of the bees' dancing whether they are dancing on the lower side of the oblique comb in a somewhat ‘hanging’ attitude or on the upper side. The efficiency ofΔF is comparable on both sides of the comb. Bees dancing on a horizontal comb orient primarily to the main first-order directions of the EMF and, to a lesser extent, to the second-order directions regardless of the direction of the feeding place.
The vector of the permanent EMF is without significance. The only important factors are the dynamic variation of field intensity and the position of the comb in relation to the EMF coordinates. The phenomenon of misdirection is described in terms of a mathematicophysical equation which fits misdirection for variable positions of the comb. Misdirection is characterized as a phenomenon of hysteresis.
Compensation of the EMF turns the misdirection to zero. It becomes more prominent, however, following amplification of natural field strength or may be altered by artificial magnetic fields. The upper limit of physiologic efficiency is an amplification factor of about 5 to 8 compared to natural field strength. Fields of alternating current differing as to frequency, type of oscillation, and direction of the vector prove ineffective in this respect. Nothing is yet known about the mechanism of reception. From the results presented, paramagnetic effects are discussed.
Similar content being viewed by others
Literatur
Autrum, H.: Über Energie- und Zeitgrenzen der Sinnesempfindungen. Naturwissenschaften35, 361–369 (1948)
Barnothy, M.F.: Biological effects of magnetic fields. New York: Plenum Press 1964
Barnothy, M.F.: Biological effects of magnetic fields. Vol. 2. New York: Plenum Press 1969
Becker, G.: Reaktion von Insekten auf Magnetfelder, elektrische Felder und atmospherics. Z. ang. Ent.54, 75–88 (1964)
Becker, G.: Zur Magnetfeld-Orientierung von Dipteren. Z. vergl. Physiol.51, 135–150 (1965)
Becker, G.: Magnetfeld-Einfluß auf die Galeriebau-Richtung bei Termiten. Naturwissenschaften58, 60 (1971)
Becker, G.: Reaction of termites to weak alternating magnetic fields. Naturwissenschaften63, 201–202 (1976)
Becker, G., Speck, U.: Untersuchung über die Magnetfeld-Orientierung von Dipteren. Z. vergl. Physiol.49, 301–340 (1964)
Becker, R., Döring, W.: Ferromagnetismus. Berlin: Springer 1939
Bergmann, L., Schaefer, C.L.: Eehrbuch der Experimentalphysik Bd. II.Elektrizität und Magnetismus. Berlin, New York: Walter de Gruyter 1971
Blake, T.D., Haynes, I.M.: Contact-angle hysteresis. In: Progress in surface and membrane science, Vol. 6 (eds. Y.F. Danielli, M.D. Rosenberg, D.A. Cadenhead), pp. 125–138. New York-London: Acad. Press 1973
Bronstein, I.N., Semendjajew, K.A.: Taschenbuch der Mathematik. Zürich u. Frankfurt/M.: Harri Deutsch 1971
Brown, F.A. jr.: Effects and after-affects on planarians of reversals of the horizontal magnetic vector. Nature209, 533–535 (1966)
Brown, F.A. jr., Barnwell, F.H., Webb, H.M.: Adaptation of the magnetoreceptive mechanism of mud-snail to geomagnetic strength. Biol. Bull.127, 221–231 (1964b)
Brown, F.A. jr., Bennet, F.M., Barnwell, F.H.: A diurnal rhythm in response of the snailIlyanassa to imposed magnetic fields. Biol. Bull.117, 405–406 (1959)
Brown, F.A. jr., Bennet, M.F., Webb, H.M.: A magnetic compass response of an organism. Biol. Bull.119, 65–74 (1960)
Brown, F.A. jr., Park, Y.H.: Duration of an after-effect in planarian following a reserved horizontal magnetic vector. Biol. Bull.128, 347–355 (1965)
Brown, F.A. jr., Park, Y.H.: Association-formation between photic and subtle geophysical stimulus patterns — a new biological concept. Biol. Bull.132, 311–319 (1967)
Brown, F.A. jr., Webb, H.M., Barnwell, F.H.: A compass directional phenomenon in mud-snails and its relation to magnetism. Biol. Bull.127, 206–220 (1964a)
Cohen, D.: Magnetic fields around the torso: production by electrical activity of the human heart. Science156, 652–654 (1967)
Cohen, D.: Magnetoencephalography: Evidence of magnetic fields produced by alpha-rhythm currents. Science161, 784–786 (1968)
Cohen, D.: Magnetoencephalography: Detection of the brain's electrical activity with a superconducting magnetometer. Science175, 644–666 (1972)
Cohen, D., Gilver, E.: Magnetomyography: Magnetic fields around the human body produced by skeletal muscles. Appl. Phys. Lett.21, 114–116 (1972)
Cohen, D., McCaughan, D.: Magnetocardiograms and their variations over the chest in normal subjects. Amer. J. Cardiol.29, 678–685 (1972)
Frisch, K. von: Tanzsprache und Orientierung der Bienen. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1965
Frisch, K. von, Lindauer, M.: Über die „Mißweisung“ bei den richtungsweisenden Tänzen der Bienen. Naturwissenschaften48, 585–594 (1961)
Gaffal, K.P., Hansen, K.: Mechanorezeptive Strukturen der antennalen Haarsensillen der BaumwollwanzeDysdercus intermedius Dist. Z. Zellforsch.132, 79–94 (1972)
Hemmerich, P.: Die Bedeutung freier Radikale in der Biologie. Umschau72, 56–59 (1972)
Jander, R.: Die optische Richtungsorientierung der roten Waldameise (Formica rufa L.). Z. vergl. Physiol.40, 162–238 (1957)
Jander, R.: Menotaxis und Winkeltransponieren bei Köcherfliegen (Trichoptera). Z. vergl. Physiol.43, 680–686 (1960)
Jander, R.: Grundleistung der Licht- und Schwereorientierung von Insekten. Z. vergl. Physiol.47, 381–430 (1963)
Keeton, W.T.: Effects of magnets on pigeon homing. In: Animal orientation and navigation. NASA SP-262 (eds. S.R. Galler, K. Schmidt-Koenig, G.J. Jacobs, R.E. Belleville), pp. 579–594. Washington, D.C.: U.S. Govt. Printing Office 1972
Keeton, W.T.: The mystery of pigeon homing. Sci. Amer.231, 96–107 (1974)
Keeton, W.T., Larkin, T.S., Windsor, D.M.: Normal fluctuations in the earth's magnetic field influence pigeon orientation. J. comp. Physiol.95, 95–103 (1974)
Kilbert, K.: Dissertation, Würzburg, 1977
Kneller, E.: Ferromagnetismus. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1962
Kreithen, M.L., Keeton, W.T.: Attempts to condition homing pigeons to magnetic stimuli. J. comp. Physiol.91, 355–362 (1974)
Lindauer, M.: Über die Verständigung bei indischen Bienen. Z. vergl. Physiol.38, 521–557 (1956)
Lindauer, M.: Kompaßorientierung. Ergebn. Biol.26, 158–181 (1963)
Lindauer, M., Martin, H.: Die Schwereorientierung der Bienen unter dem Einfluß des Erdmagnetfeldes. Z. vergl. Physiol.60, 219–243 (1968)
Lindauer, M., Martin, H.: Einfluß des Erdmagnetfeldes auf die schwereorientierte Richtungsweisung der Honigbiene. In: Bericht über die Forschungsarbeit im Jahre 1970 des Sonderforschungsbereichs 45
Lindauer, M., Martin, H.: Magnetic effect on dancing bees. In: Animal orientation and navigation. NASA SP-262, (eds. S.R. Galler, K. Schmidt-Koenig, G.J. Jacobs, R.E. Belleville) pp. 559–567. Washington, D.C.: U.S. Govt. Printing Office 1972
Markl, H.: Borstenfelder an den Gelenken als Schweresinnesorgane bei Ameisen und anderen Hymenopteren. Z. vergl. Physiol.45, 475–569 (1962)
Markl, H.: Geomenotaktische Fehlorientierung beiFormica polyctena Förster. Z. vergl. Physiol.48, 552–586 (1964)
Markl, H.: Schwerkraftdressuren an Honigbienen. I. Die geomenotaktische Fehlorientierung. Z. vergl. Physiol.53, 328–352 (1966a)
Markl, H.: Schwerkraftdressuren an Honigbienen. II. Die Rolle der schwererezeptorischen Borstenfelder verschiedener Gelenke für die Schwerekompaßorientierung. Z. vergl. Physiol.53, 353–371 (1966b)
Martin, H., Lindauer, M.: Orientierung im Erdmagnetfeld. Fortschr. Zool.21, 211–228 (1973)
Martin, H., Lindauer, M.: Der Einfluß des Erdmagnetfeldes auf die Tanzlaute und die Entfernungsweisung bei der Honigbiene (Apis mellifica). (in Vorbereitung)
Piruzjan, L.A., Barsegjan, L.Ch., Čibrikin, V.M.: Die Änderung der Konzentration freier Radikale (FR) in den Organen von Mäusen nach Einwirkung eines magnetischen Gleichfeldes (MGF). Jenaer Rundschau5, 278–281 (1973)
Russo, F., Caldwell, W.E.: Biomagnetic phenomena: Some implications for behavioral and neurophysiological sciences. Genet. Psychol. Monogr.84, 177–243 (1971)
Schneider, F.: Ultraoptische Orientierung des Maikäfers (Melolontha vulgaris F.) in künstlichen elektrischen und magnetischen Feldern. Ergebn. Biol.26, 147–157 (1963)
Schneider, F.: Der experimentelle Nachweis magnetischer, elektrischer und anderer ultraoptischer Informationen. Z. ang. Ent.77, 225–236 (1975a)
Schneider, F.: Gibt es sinnesphysiologisch wirksame Gravitationswellen? — Ein Problem der ultraoptischen Orientierung. Vierteljahresschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich120, 33–79 (1975b)
Smith, D.E.: Biological effects of magnetic fields. A bibliography. Varian Associates, Analytical Instrument Division, 611 Hansen Way, Palo Alto, California 1970
Thurm, U.: Die Beziehungen zwischen mechanischen Reizgrößen und stationären Erregungszuständen bei Borstenfeld-Sensillen von Bienen. Z. vergl. Physiol.46, 351–382 (1963)
Thurm, U.: An insect mechanoreceptor. Part I: Fine structure and adequate stimulus. Cold Spr. Harb. Symp. quant. Biol.30, 75–82 (1965)
Walcott, Ch., Green, R.P.: Orientation of homing pigeons altered by a change in the direction of an applied magnetic field. Science184, 180–182 (1974)
Weiter, J.J., Finch, E.D.: Paramagnetic species in cataractous human lens. Nature254, 536–537 (1975)
Wiltschko, W.: Über den Einfluß statischer Magnetfelder auf die Zugorientierung der Rotkehlchen (Erithacus rubecula). Z. Tierpsychol.25, 537–558 (1968)
Wiltschko, W., Höck, H., Merkel, F.W.: Outdoor experiments with migrating European Robins in artificial magnetic fields. Z. Tierpsychol.29, 409–415 (1971)
Wiltschko, W., Wiltschko, R.: Magnetic compass of European Robins. Science176, 62–64 (1972)
Wiltschko, W., Wiltschko, R.: The interaction of stars and magnetic field in the orientation system of night migrating birds. I. Autumn experiments with European Warblers (gen.Sylvia). Z. Tierpsychol.37, 337–355 (1975a)
Wiltschko, W., Wiltschko, R.: The interaction of stars and magnetic field in the orientation system of night migrating birds. II. Spring experiments with European Robins (Erithacus rubecula). Z. Tierpsychol.39, 265–282 (1975b)
Wiltschko, W., Wiltschko, R.: Interrelation of magnetic compass and star orientation in nightmigrating birds. J. comp. Physiol.109, 91–99 (1976)
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Professor K. v. Frisch zum 90. Geburtstag gewidmet
Mit Unterstützung der Akademie der Wissenschaften und der Literatur zu Mainz, der Stiftung Volkswagenwerk und der Deutschen Forschungsgemeinschaft
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Martin, H., Lindauer, M. Der Einfluß des Erdmagnetfeldes auf die Schwereorientierung der Honigbiene (Apis mellifica). J. Comp. Physiol. 122, 145–187 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00611888
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00611888