Le savant autrichien Karl von Frisch observa un jour de printemps 1919, après avoir marqué d’une tache de peinture une butineuse exploitant une coupelle d’eau sucrée : "L’ouvrière de retour à la ruche se mit à danser en rond, entourée d’abeilles qui témoignèrent d’une grande excitation, ce qui provoqua leur envol vers la coupelle pleine." Les travaux de son équipe ont permis d’élucider une grande partie des mystères de la danse. Ils furent mondialement reconnus et sanctionnés du prix Nobel de Physiologie et Médecine en 1973.
Tout d’abord, l’abeille qui a trouvé une source de nourriture, régurgite une partie de sa récolte de nectar. Ensuite elle se rend généralement à un emplacement bien déterminé dans la ruche et exécute une danse en rond : elle tourne une ou plusieurs fois dans le sens des aiguilles d'une montre, puis en sens inverse et ainsi de suite. Elle indique une source de nourriture proche en ne précisant pas de direction.
Plusieurs ouvrières, d’abord attirées par l’odeur du nectar, s’approchent, suivent la recruteuse, et reproduisent la danse de cette dernière. Dans les conditions normales, la danse s’exécute dans l’obscurité de la ruche close. Les autres abeilles ne peuvent donc voir la danseuse, et si elles remarquent son agitation et la suivent de près dans toutes ses évolutions, c’est exclusivement grâce à leurs perceptions tactiles et olfactives. Elles captent le mouvement au moyen de leurs antennes et perçoivent le parfum de la nourriture. Ensuite les suiveuses quittent la ruche.
Lorsque la découverte est plus éloignée (>75/100m), l’éclaireuse venue avertir ses compagnes exécute une danse plus compliquée, destinée à leur indiquer la direction et la distance du lieu à découvrir : c’est la danse frétillante.
Sur le rayon, l’abeille effectue d’abord un court trajet rectiligne (franchissant cinq rangs d’alvéoles au maximum, dans le cas des grandes distances) en frétillant plusieurs fois par seconde ; elle décrit ensuite un demi-cercle d'un côté qui la ramène à son point de départ, refait le trajet rectiligne, et décrit un nouveau demi-cercle symétrique au premier. L’éclaireuse recommence ainsi ce parcours complet pendant quelques minutes. A chaque trajet rectiligne, la danseuse se met à frétiller de l’abdomen, c’est-à-dire à le faire vibrer rapidement de gauche à droite tout en émettant un bourdonnement rythmé. Ce frétillement indique la direction de la nourriture par rapport au soleil. Les abeilles alertées se mettent alors à suivre la danseuse et la palpent de leurs antennes afin de recevoir divers messages.
Les abeilles ont une sensibilité très fine à l’égard des vibrations de leur support. Dès lors, elles peuvent, lorsqu’elles piétinent le rayon, percevoir le bruit grésillant de la danseuse car les vibrations stimulent de minuscules récepteurs cachés au niveau des pattes. La danse frétillante, et tout spécialement sa phase de trajet rectiligne avec frétillement, est suivie par les accompagnatrices avec grande attention.
La danse est accompagnée d'une émission sonore : la danseuse émet de courtes salves de vibrations avec ses muscles alaires à des fréquences très basses. Par ailleurs, non contente de voir, la spectatrice veut aussi goûter. Elle émet un son bref, comme une plainte, et la danseuse s'arrête alors pour lui donner du nectar.
Les butineuses vont enregistrer la direction, l’éloignement, l’abondance et la nature de la source du butin découverte à l’aide de leurs sens olfactif, tactile et vibratoire.
Si l'abeille frétille à la verticale, tête en haut, cela veut dire que la nourriture est dans la direction du soleil (I). Si la droite fait un angle de 80° à gauche, le champ de butinage se trouve sur une direction située à 80° à gauche de la direction du soleil (II). Renversons tout, l'abeille frétille à la verticale, mais avec la tête en bas : la nourriture est exactement à l'opposé du soleil (III).
Von Frisch put établir une relation entre la fréquence du frétillement, la durée du cycle complet effectué par l'abeille et la distance de la source. Plus la source de nourriture est éloignée, plus grand sera le nombre de frétillements et de bruissements d'ailes. La durée du parcours de la ligne droite lors de l'exécution de la danse frétillante par l'éclaireuse est directement proportionnelle à la durée du voyage qu'elle vient d'accomplir. La danseuse actualise constamment la position du soleil. L'angle est indiqué par rapport à la position de l'astre à l'instant même et non par rapport à celle qu'occupait le soleil au moment où l'éclaireuse a fait sa découverte !
En plus des indications sur la position de nourriture, la recruteuse renseigne ses sœurs sur la nature de sa trouvaille et de sa qualité, d’une part à l’aide du pollen dont elle est recouverte et des odeurs qu’elle véhicule, et d’autre part, en régurgitant une partie du nectar récolté ou encore par communication anténnaire. La richesse du butin dépend de la quantité de nectar que les fleurs sécrètent et de sa concentration en sucre. À la fin du segment de droite frétillant, la danseuse revient à son point de départ en décrivant des demi-cercles alternativement à droite puis à gauche. Plus la vitesse de ces retours sera rapide, plus la nourriture aura été bonne à son goût.
L’éclaireuse rapporte en effet de son exploration le parfum spécifique de la fleur. Les abeilles pour parler à l’odorat de leurs compagnes et les attirer vers une source de nectar, utilisent leur organe odorant (glande de Nasanov), lors du survol des fleurs, quand une récolte prometteuse rend désirable la collaboration d’autres auxiliaires. Après avoir exécuté sa danse en rond, l’éclaireuse retourne la première vers les fleurs repérées, fait saillir son organe odorant et parfume l’air ambiant. Elle leur facilite la découverte du but par cet appel du parfum. Les abeilles alertées arriveront ainsi droit au but.
Lorsqu'un trésor est épuisé, les butineuses reviendront progressivement sans danser et l'interêt se portera sur des sites déjà connus ou sur des nouvelles découvertes.
Il est important aussi d'évoquer la notion de signal négatif ou signal stop, "N'y allez pas". Ce signal s'adresse directement à la danseuse et a pour effet de l'empêcher de recruter vers une source particulière de nourriture. Le signal stop est émis par une butineuse qui aura été attaquée par un prédateur au niveau d'une fleur pour laquelle la danseuse est en train de danser. La butineuse alarmée suit la danseuse et, lors des demi-cercles de retour, elle lui donne une série de coups de tête tout en émettant de brefs bourdonnements intenses. Au bout d'un moment, la danseuse s'arrête. Ce signal stop existera également si l'abeille alarmée a du fuir devant des abeilles d'une autre colonie qui lui disputaient la place.
Nous avons décrit les danses relatives à la nourriture, mais l'abeille danse dans bien d'autres circonstances encore ; plus de 1500 danses d'abeilles viennent d'être étudiée. Toutes ces danses permettent d'émettre des signaux de vibration qui modulent de nombreuses activités de la ruche, aussi appelés "signaux de communication modulatrice". Ils concernent pour une grande part les activités de butinage et d'essaimage, sont adressés en direction des ouvrières de tous âges et provoquent généralement une locomotion et une activité accrue dans la colonie.