Из жизни пчёл - Фриш Карл (книги регистрация онлайн бесплатно TXT) 📗
Но в состоянии ли пчелы использовать эту способность? Находясь в темном улье, конечно, нет. Но при полете на воле, когда они видят над собой голубое небо, для их глаз, воспринимающих поляризацию света, должен возникать своеобразный, весьма упорядоченный рисунок. Ведь свет голубого неба в большей своей части поляризован. Процент поляризованного света и направление колебаний в разных участках неба различны (рис. 66), и даже в одном и том же месте они изменяются в течение дня, так как находятся в определенной зависимости от положения солнца над горизонтом. Если звездообразный поляризатор (рис. 62) смонтировать так, чтобы можно было вращать его и наклонять под разными углами (рис. 67), то, рассматривая через него голубое небо, можно увидеть, как изменяется характер наблюдаемых фигур, соответствующих различным участкам неба в данное время (рис. 68).
Рис. 66. Направление колебаний поляризованного света (двойные стрелки) голубого неба. Солнце стоит на юго-востоке на высоте 30° над горизонтом. Цифрами указана степень поляризации света в процентах. Пунктирными линиями соединены места с одинаковой степенью поляризации. (По Штокхаммеру.) .
Здесь перед нами встают два вопроса. Во-первых: действительно ли насекомые воспринимают поляризованный свет и используют его для ориентировки? Следует ответить: да, доказать это нетрудно, но чтобы это объяснить, нужно познакомиться с «танцами» пчел, о которых речь пойдет позже (стр. 148). Во-вторых: пригодна ли для объяснения механизма восприятия поляризованного света наша модель с восьмиконечным звездообразным поляризатором, с помощью которого наш глаз так быстро и уверенно определяет направление световых колебаний в разных участках неба? На этот вопрос приходится ответить отрицательно.
Хотя наша модель дает в принципе верное объяснение, на самом деле все происходит несколько иначе. Дальнейшие исследования показали, что у пчел в каждой паре соседних зрительных клеток тонкие трубочки, содержащие зрительный пигмент, расположены в одном направлении (рис. 69). Следовательно, чтобы служить верной моделью, наш звездообразный поляризатор должен состоять не из восьми, а из четырех треугольников. Так как в противолежащих зрительных клетках направление трубочек одинаково, в модели с восемью треугольниками в анализе участвуют четыре группы трубочек, а при четырех треугольниках только Две взаимно перпендикулярные. Мы не будем обсуждать вытекающие из этого следствия, так как в дальнейшем, к общему удивлению, выяснилось, что решающую роль в анализе поляризованного света играют совсем не восемь длинных клеток каждого омматидия, как мы думали раньше. Гораздо большее значение имеет девятая, более скрытая и потому нередко остающаяся незамеченной зрительная клетка. В глубине она начинается вместе с остальными нервными клетками, но очень коротка и кончается гораздо раньше других. Все трубочки этой девятой клетки расположены, конечно, в одном направлении. Но в соседних омматидиях их направление изменяется строго определенным образом, а именно так, что между ними образуется угол около 40°. Благодаря взаимодействию девятых нервных клеток соседних омматидиев становится возможным более точный анализ направления световых колебаний, чем при помощи взаимно перпендикулярных трубочек. Во всяком случае для того, чтобы объяснить все способности пчел, приходится предположить, что у них есть и другие, вспомогательные способы ориентировки. Сейчас ведутся весьма перспективные исследования по этому вопросу, однако решающих данных еще не получено.
Рис. 67. Поляризатор, с устройством, позволяющим поворачивать его в любую сторону и устанавливать под любым углом к горизонту.
Рис. 68. Фотоснимки голубого неба, сделанные через звездообразный поляризатор (высота над горизонтом 45°) с поворотами по 20° с севера до 50° на юго-восток. Снимки сделаны под Мюнхеном 11 сентября 1964 года в период с 15 ч 03 мин до 15 ч 11 мин. (Фото М. Реннера.)
Рис. 69. Поперечный срез через один из омматидиев пчелы. У восьми зрительных клеток (1 — 8) видны только внутренние части со зрительными палочками. Каждые две соседние палочки слиты одна с другой, их тонкие трубочки (воспринимаемые как штрихи) имеют одно направление. Снимок сделан под электронным микроскопом при 29000-кратном увеличении. (По Голдсмиту.)
В этой почти неисчерпаемой области интереснейших взаимосвязей большое значение имеет следующее обстоятельство. В пчелином глазу известны три типа цветочувствительных клеток, настроенные на различные длины волн (см. стр. 81). Девятая зрительная клетка — это рецептор ультрафиолета. Для распознавания плоскости колебаний поляризованного света пчела использует только ультрафиолетовые лучи: она обращается к самому надежному источнику, имеющемуся в ее распоряжении. Ведь под влиянием местных погодных условий поляризация претерпевает нерегулярные отклонения, наибольшие в красной и желтой частях спектра (10 — 20%) и наименьшие — в ультрафиолетовой области (всего лишь 1 — 2%)*.
* Sekera, неопубликованные данные.
Таким образом, в пчелином глазу выработался изумительно совершенный аппарат для анализа поляризованного света. О его значении для ориентировки пчел речь пойдет впереди (стр. 121).
10. СПОСОБЫ ОРИЕНТИРОВКИ
Мы стоим перед большим пчеловодным павильоном. В нем размещены рядом двадцать пчелиных семей, причем все ульи выглядят совершенно одинаково. Тысячи рабочих пчел вылетают за взятком; с быстротой стрелы, жужжа, уносятся они прочь. Возвратившись, они уверенно и без малейшего колебания подлетают к родному улью и исчезают в его летке. Поймаем пчелу, которая как раз стремится попасть домой, пометим ее цветной точкой и, заключив в маленькую коробочку, унесем на расстояние двух километров от улья, где выпустим на волю. Оставшийся возле ульев наблюдатель сообщает нам, что помеченная пчела возвратилась домой через несколько минут после того, как мы вернули ей свободу.
Пытались объяснить это действием какой-то неведомой силы, которая даже на дальнем расстоянии уверенно направляет пчелу к родному улью. Однако молодая пчела, выполняющая работу кормилицы и никогда еще не покидавшая улья, не найдет своего жилища, даже если мы отнесем ее всего лишь на 50 метров от него и выпустим на свободу. Сначала ей нужно ознакомиться с местностью, а это происходит, когда она, достигнув 10-дневного возраста, делает свой первый вылет (см. стр. 56). Полет длится около шести минут и совершается исключительно ради ознакомления с положением улья и окружающей его местностью. Пчелы очень проворны. Им требуется всего две минуты, чтобы пролететь один километр. И они очень внимательны во время ориентировочного полета. Если пчел берут после одного-единственного полета и выпускают где-нибудь в той же местности, то многие из них возвращаются домой даже с расстояния нескольких сот метров.
За первым ориентировочным облетом следуют другие, все более дальние, и таким образом пчелы вскоре осваивают всю зону своего лета, которая может простираться на несколько километров во всех направлениях. Но даже старые пчелы-сборщицы, отнесенные в более далекие места за пределы этой зоны, не находят обратной дороги. Значит, пчела должна научиться распознавать положение своего улья, подобно тому как мы, выходя из гостиницы в чужом городе, стараемся хорошенько оглядеться, чтобы найти дорогу обратно.
Есть еще одно обстоятельство, которое хорошо согласуется с нашим собственным опытом: пчелы тоже могут сбиваться с дороги! Насколько часты такие случаи, когда еще плохо ориентирующиеся пчелы вообще не находят своего улья и гибнут на воле, — этого мы не знаем. Но хорошо известно, что в большом павильоне, все ульи которого похожи один на другой, они нередко залетают не в свой, а в чужой улей. Убедиться в этом очень просто. Откроем улей и пометим белыми точками сотню-другую находящихся там пчел. Спустя несколько дней мы увидим, что пчелы с белой меткой вылетают иногда и из соседних ульев и даже из ульев, расположенных совсем в другом конце павильона, и влетают в них обратно.
