Пчелы ориентируются по солнцу
Как пчелы ориентируются в пространстве и времени?
Цветы разных растений раскрываются в определенное время, поэтому пчелы могут определять время по «цветочным часам». Пчелы могут собирать пыльцу и нектар только тогда, когда лепестки открыты. Чтобы пчелы работали эффективно, они должны каким-то образом находить места, богатые нектаром, и наиболее подходящее время для сбора пыльцы и нектара. Последнюю функцию часто называют «чувством времени» пчелы. Строго говоря, чувство времени не имеет прямого отношения к проблеме локализации, но способность локализоваться в пространстве настолько тесно связана со способностью локализоваться во времени, что имеет смысл рассматривать их вместе.
Именно швейцарский врач впервые обратил внимание на чувство времени у пчел. Его беспокоил тот факт, что каждое утро пчел привлекал джем, который подавали на завтрак в его саду на террасе. Они приходили в нужное время и когда дома был накрыт завтрак. Доктор ежедневно фиксировал появление пчел на крыльце, независимо от того, пахли они сладкой жимолостью или нет.
Первые эксперименты были проведены в конце двадцатых годов. Чтобы их различать, спинки пчел были помечены разными цветами. В кормушке, установленной рядом с ульем, пчел кормили сахарным сиропом с 10 до 12 ежедневно. Вначале пчелы возвращались к кормушке несколько раз в день, но через 6-8 дней было замечено, что они подходили к кластеру только в определенное время, всего на два часа, когда кормушка была наполнена сахарным сиропом. Последующие наблюдения показали, что, независимо от расположения кормушки или времени суток, в которое наливается сахарный сироп, пчелы в течение девяти дней учатся прилетать в нужное место по определенному расписанию. Считается, что время презентации сиропа отличается друг от друга не менее чем на 20 минут. После удаления сахарного сиропа пчелы продолжали прилетать к кормушке в течение нескольких дней в одно и то же время, судорожно заглядывая за углы и улетая обескураженными.
Чувство времени у пчел. Сахарный сироп был нанесен на три разных места (обозначены черными коробками) в три разных момента времени. Пчелам потребовалось 6-8 дней, чтобы запомнить время презентации.
Такое поведение также связано с биологическим хаосом. Если пчелы находятся в лаборатории в постоянных условиях, это не влияет на их кормовое поведение. Повышение и понижение температуры также не влияет на хронометраж: время в диапазоне температур 18-35°C рассчитывается примерно с одинаковой точностью.
Как и в случае с другими биологическими ритмами, была предпринята попытка выяснить, нельзя ли объяснить чувство времени у насекомых действием ранее неизвестных, высокочувствительных факторов окружающей среды (магнитные или электрические поля, радиация и т.д.). ), которые не могут быть удалены при определенных условиях в лаборатории. Однако глубоко в Альпах, в туннелях шахт каменной соли, расположенных на глубине 180 метров под землей, пчелы определенно знают, что пришло время кормиться.
Для этой же цели были созданы две абсолютно идентичные лаборатории в Нью-Йорке и Париже. Первоначально медоносные пчелы были обучены прилетать в Париж в определенное время, чтобы нести корм, а затем перелетать в Нью-Йорк. В обеих лабораториях пчелы содержались в одинаковых условиях. Прибыв на новое место, пчелы отправились к кормушкам как раз к парижскому времени. Это произошло ровно через 24 часа после их последнего кормления в Париже. Поскольку разница во времени между Парижем и Нью-Йорком составляет пять часов, время вылета пчел должно было отклониться на пять часов из-за предполагаемого влияния гипотетических внешних факторов. Однако этого не произошло.
Снова возникает вопрос: как пчелы находят местоположение эсабеи? Оказалось, что медоносные пчелы используют язык жестов и танцев, который не распространен среди пчел. За это открытие немецкий физиолог Карл фон Фриш был удостоен Нобелевской премии в 1973 году. Экспериментаторы разместили вокруг улья восемь кормушек, одна из которых была наполнена сахарным сиропом. Они просверлили небольшие отверстия в стенках улья, закрыли их стеклом и наблюдали за поведением пчел.
Рабочая пчела упала в кормушку с сахарным сиропом во время кормежки и сразу же вернулась в улей. Там она исполняет танец со своим вертикальным гребнем, который выглядит как сплющенная восьмерка, и «рассказывает» другим пчелам о своем открытии. Собравшись вместе, пчелы с тревогой наблюдают за танцем королевы. Из этого танца пчелы получают всю необходимую информацию. А именно: с какого направления поступает корм, как далеко он находится от улья и много ли там корма. Вертикаль сот всегда совпадает с направлением солнца. Угол между осью фигуры 8 и вертикальной линией равен углу между направлением на солнце и направлением, в котором расположена еда. Поскольку солнце каждый час перемещается по небосводу на 15°, ось фигуры 8 также должна вращаться относительно вертикали. Для тех, у кого есть биологические часы, это не проблема. Если вы закроете выходную дверь улья после возвращения пчелиной матки, а рабочие пчелы не будут кормиться в течение трех часов, вы заметите, что угол между цифрой 8, нарисованной пчелиной маткой, и вертикальной линией смещается вверх со скоростью 15 °/h. Когда улей открывается, рабочие пчелы следуют за кормом в нужном направлении.
Был проведен обратный эксперимент. Пчел, нашедших корм, ловили в кадках или на цветах и помещали в темный ящик на три часа. Когда пчела была отпущена, она сразу же полетела в нужном направлении и вернулась в улей. Ее биологические часы корректируют угол, образованный видимым движением солнца и направлением на клетки.
Способность пчелы определять направление солнца не является врожденной, а постепенно приобретается и осваивается в течение многих дней. Сначала они запоминают угол между источником пищи и направлением на солнце, а затем учатся использовать свои внутренние часы для коррекции видимого движения солнца.
Муравьи, которые также ориентированы на солнце, например, рыжие муравьи-крестовики, учатся гораздо дольше. Летом и осенью муравьи легко учитывают видимое движение солнца, но весной они еще не успевают этому научиться.
Направление к источнику пищи указывается осью «восьмерки» (прямая линия между петлями), которую пчела рисует во время танца. Вертикальная линия сот всегда соответствует направлению к солнцу. Угол между осью и вертикальной линией на диаграмме равен углу между направлением на источник пищи и направлением на солнце (по Карлу фон Фришу).
Кто-то может подумать, что пчелы могут менять направление только при ясной и солнечной погоде. Облачное небо раздражает их не меньше, чем неопытных туристов. Это неправда. Пчелы легко ориентируются в пасмурную погоду, даже если небо освещено неравномерно и где-то в просвете есть участок ясного неба. Это объясняется тем, что, как и многие другие беспозвоночные, медоносные пчелы распознают изменения в уровне поляризации света, и их положение зависит от положения солнца. В результате пчелы имеют чувствительный механизм, связанный с их внутренними часами, который позволяет им определять местонахождение цветущих полей и возвращаться в улей. Разница между тем, как мы ориентируемся по наручным часам, и тем, как пчелы ориентируются по солнцу, заключается в том, что они могут определить только направление на север или юг и знают, в какую сторону идти, в то время как стрелка компаса всегда указывает направление полета. Если в новом месте обнаруживается более крупное поле цветов, пчела может изменить это направление.
