Arıların Besin Arama Davranışları

Arılar topluluk halinde yaşayan canlılardır ve bu topluluk koloni olarak adlandırılmaktadır. Koloni halinde yaşayan arılar sosyal varlıklardır. Birbirleriyle ve çevreleriyle iletişim halindedirler. Bir kolonide üç tip arının varlığından bahsetmek mümkündür. Bunlar kraliçe arı, işçi arılar ve erkek arılardır¹⁷⁸. Arı kolonisinde bir tane kraliçe arı, birkaç yüz erkek arı ve binlerce işçi arı bulunur. Kışın kolonide dişi arılar çoğunluktayken ilkbaharın gelmesi ile birlikte erkek arıların sayısında artış görülmeye başlanır. Bu noktada kraliçe arı, işçi arılar ve erkek arılar hakkında bilgi vermek yerinde olacaktır. Kraliçe arı, işçi arılar ve erkek arılar Bal Arısı Çiftleşme Optimizasyon Algoritması konusuna girdiğinden bu noktada sadece genel bilgiler verilecektir.

Kraliçe Arı: Kolonide yer alan en önemli ve yumurtlayabilme yeteneğine sahip tek arıdır. Kolonide işlerin yürütülmesi kraliçe arı sayesinde mümkün olmaktadır.

Kraliçe arılar fiziksel olarak işçi ve erkek arılardan daha uzundurlar. Kraliçe arı yaşamı boyunca genellikle sadece bir kez çiftleşmektedir. Bu çiftleşmeden sonra aldıkları spermlerle 2-3 yıl boyunca yumurta üretmektedir. Öyle ki bir kraliçe arı günde 2000’e yakın yumurta üretebilmektedir. Bu rakam yılda ortalama 175.000 ile 200.000 arasında değişmektedir¹⁷⁹. Kraliçe arı görevini tamamladıktan sonra yine kendi arılarından bir tanesi kraliçe arı olmakta ve bu arı görevini sürdürmektedir.

Kolonide yer alan arı sayısının kontrolü kraliçe arıdadır. Koloni büyüklüğüne göre yumurtlama yapmakta ya da yine koloni büyüklüğüne göre yumurtlama yapmamaktadır.

Erkek Arılar: Erkek arıların en önemli görevleri kraliçe arı ile çiftleşmektir.

Fiziksel olarak kraliçe arı ve dişi arılardan daha iridirler. Erkek arılarda savunma amaçlı kullandıkları iğne bulunmamaktadır. Ayrıca fiziksel olarak nektar toplamaya elverişli değillerdir. Kolonide birkaç yüz adet bulunurlar. Kraliçe ve işçi arılardan

178 Karaboğa D., Akay B., A survey: algorithms simulating bee swarm intelligence, sy. 63, 2009

179 Karaboğa D., Akay B., a.g.e., sy. 63, 2009

64 farklı olarak döllenmemiş yumurtadan meydana gelirler. Ömürleri en fazla altı aydır¹⁸⁰. Kraliçe arı ile çiftleştikten sonra ölürler.

İşçi Arılar: İşçi arılar kolonide yer alan iş bölümünün en çok görüldüğü arılardır.

Larvaları besleme, polen depolama, mum salgılama gibi birçok görevleri vardır. İşçi arılar dişi arılardır ve fiziksel olarak üremeye elverişli değillerdir. Kolonide en fazla sayıya sahip işçi arılardır. Bir kolonide binlercesine rastlamak mümkündür.

Yukarıda da anlatıldığı üzere arılar arasında iş bölümü ve kendi kendine organize olabilme söz konusudur¹⁸¹. Bu noktada Tereshko ve Lee arıların besin kaynağı arama davranışlarını modelledikleri bir çalışmayı 2002 yılında gerçekleştirmişlerdir. Bu modele göre arıların besin kaynağı aramalarında üç bileşen söz konusudur. Bunlar besin kaynağı, görevli arılar ve görevsiz arılardır ¹⁸². Ayrıca Tereshko ve Loengarov 2005 yılında yaptıkları çalışmada arı davranışlarını bir besin kaynağına yönelme ve bir besin kaynağını terk etme olarak ikiye ayırmışlardır¹⁸³. Bu çalışmaya göre arı kolonisi çevresiyle etkileşim halinde bulunan ve çevreden alınan bilgilere göre koloni davranışlarının düzenlendiği dinamik bir sistemdir.

Besin Kaynakları: Arıların amacı kovan çevresinde bulunan besin kaynaklarının yerini tespit ederek bu besin kaynaklarından nektarı kovana taşımaktır. Bir besin kaynağının kalitesi, kovana uzaklığı ve nektarın çıkarılmasında harcanan enerji arılar için önem arz etmektedir.

Görevli Arılar: Görevli arılar ile işçi arılar ifade edilmektedir. İşçi arıların görevi kovan ile besin kaynağı arasında gidip gelerek kovana nektar taşımaktır. Ayrıca gidip

180 Karaboğa D., Akay B., a.g.e., sy. 63, 2009

181 Akay B., Numerik Optimizasyon Problemlerinde Yapay Arı Kolonisi Algoritmasının Performans Analizi, sy. 53, 2009

182 Tereshko V., Lee T., How Information-mapping Patterns Determine Foraging Behaviour of Honey Bee Colony, sy. 183, 2002

183 Tereshko V., Loengarov A., Collective Decision-Making in Honey Bee Foraging Dynamics, sy. 2, 2005

65 geldikleri besin kaynağı ile ilgili diğer arılara besin kaynağının kalitesi ve konumu hakkında bilgi iletilmesinde de sorumludurlar. Görevli arılar besin kaynağı tükenene kadar bu görevlerini sürdürmeye devam ederler.

Görevsiz Arılar: Görevsiz arılar ise kâşif arılar ve gözcü arılardır. Kâşif arılar kovan çevresinde bulunan yeni besin kaynaklarının araştırılmasından sorumludurlar. Kâşif arılar kovan çevresinin yaklaşık 14 km kadar araştırılmasından sorumludurlar. Gözcü arılar ise kovanda bekleyerek işçi arılardan gelen bilgileri izleyen ve ilgili besin kaynağına yönelip yönelmeme kararı alan arılardır. Bu noktada kovanın içinde gerçekleştirildiği düşünülen dans alanı ve dans kavramı karşımıza çıkmaktadır. İşçi arılar taşınmasından sorumlu oldukları besin kaynağı ile ilgili bilgileri dans alanında çeşitli danslar segileyerek paylaşırlar. Dans eylemini gerçekleştirdikten sonra ise tekrar besin kaynağına yönelirler. Dans alanındaki dansı izleyen gözcü arılar ise aldıkları bilgi doğrultusunda ilgili besin kaynağına yönelir ya da diğer arıların dansını izlemek üzere kovanda beklemeye devam edebilirler. Bu bekleme gözcü arının sergilenen danslar içerisinde kaynak kalitesi yüksek olan bir besin kaynağını tespit etmesine kadar devam eder. Zira Tereshko ve Loengarov yaptıkları çalışmada gözcü arıların dans izledikten sonra besin kaynağına yönelmelerini dansı sergileyen arının kuyruk dansını devam ettirdiği süre ile ilişkilendirmişlerdir. Yani kuyruk dansının sergilenme süresi arttıkça o kaynağın daha zengin bir kaynak olduğu anlaşılmaktadır. İşçi arılar dans ederken gittikleri kaynağın yeri ve kalitesi ile ilgili bilgiyi paylaşırlar. Dans alanında sergilenen dans için çeşitli dans türleri mevcuttur.

Sergilenen danslar kaynağın kovana olan uzaklığına göre değişkenlik göstermektedir.

Bu danslar dairesel danslar, kuyruk dansı ve titreme dansıdır¹⁸⁴.

Dairesel dans: Dairesel dans ile dansı gerçekleştiren işçi arı kovanda yer alan gözcü arılara besin kaynağının çok yakın olduğunu bildirmektedir. İlgili besin kaynağı kovana yeterince yakın olduğundan dolayı bu dans ile gözcü arılara besin kaynağının hakkında yeterli ölçüde bilgi verilmemektedir.

184 Akay B., a.g.e, sy. 54, 2009

66 Kuyruk dansı: Kuyruk dansı ile işçi arılar gittikleri besin kaynakaları ile ilgili bilgiyi gözcü arılar ile paylaşmaktadırlar. Bu dans besin kaynağının kalitesi, yeri ve kovana olan uzaklığı ile ilgili bilgiyi içermektedir. Kuyruk dansında dairesel dansa oranla çok daha geniş bir alandaki besin kaynaklarından bahsedilmektedir.

Titreme dansı: Titreme dansı arı kolonisinin dinamik bir sistem olduğunun en güzel örneklerinden birisidir. Bu dans ile işçi arı kovana işlenilebileceğinden çok daha fazla nektar geldiğini ve bu nektarı işlemek üzere görev almak istediğini ifade etmektedir. Bu dans arıların kovandaki nektar miktarını belirli bir seviyede muhafaza etmek istediklerinin bir göstergesidir.

Arılar arasındaki bilgi paylaşımı kollektif bilginin oluşmasında son derece önem teşkil etmektedir¹⁸⁵. Bilgi paylaşımının en çok gerçekleştirildiği yer kovanda yer alan dans alanıdır. Daha önce de belirtildiği üzere besin kaynağının kalitesi hakkında diğer arılara bilgi veren kuyruk dansıdır.

A ve B ile gösterilen iki keşfedilmiş besin kaynağının olduğu varsayılsın.

Araştırmanın başlangıcında besin kaynağı arayışında olan bir arı kovan çevresinde arama yapmaya başlayacaktır. Arama yapan bu arının görevsiz arılardan olan iki arıdan birisi olması mümkündür yani bu arı kâşif arı da olabilir gözcü arı da olabilir. Bu durum aşağıda yer alan şekilde s ile gösterilmiştir. Eğer bu arı kovandaki dans alanındaki dansı izledikten sonra gözcü arı iken görevli arı konumuna geçmiş bir arı ise besin kaynağına gidip geldikten sonra aynı besin kaynağına tekrar gitmeyip gözcü arı olmaya devam edebilir, dans ederek besin kaynağına yönelebilir ya da doğrudan dans etmeden besin kaynağına yönelebilir.

Gittiği kaynağı bırakarak tekrar gözcü arı olması durumu UF ile gösterilmiştir.

Dans ederek besin kaynağına tekrar yönelmesi durumu ise EF1 ile gösterilmiştir.

Doğrudan dans etmeden besin kaynağına yönelmesi durumu ise EF2 ile

185 Karaboğa D., Baştürk B., On the Performance of Artificial Bee Colony Algorithm, sy. 688, 2008

67 gösterilmiştir. Bu noktada şöyle bir çıkarımda bulunmak mümkündür herhangi bir arının gözcü arı iken kâşif arı, kâşif arı iken de gözcü arı olması mümkündür¹⁸⁶.

Kaynak: Karaboğa D., Yapay Zekâ Optimizasyon Algoritmaları, Nobel Yayın Dağıtım, Genişletilmiş 2. Basım, sy. 205, 2011