Ориентация у медоносных пчел


Когда пчела вылетает из улья в поисках новых источников пищи, она совершает полет по извилистой траектории, посещая различные возможные участки для сбора пищи. В улей же она летит по прямой, не повторяя маршрута пройденного пути. Было высказано предположение, что пчела сохраняет в памяти картину каждого звена своего "изломанного" пути, измеряя длину этого звена по затраченной энергии, а направление этого звена - по величине угла, который оно составляет по отношению к ориентирам на местности и к солнцу.

Заставляя пчел направляться к источнику пищи вдоль своеобразного туннеля, Линдауер имел возможность управлять дальностью их обратного полета. Он обнаружил, что пчелы способны правильно оценивать энергию, затраченную на полет от улья к пище, каким бы путем они ни возвращались назад. Фон Фриш показал, что пчелы, к которым прикрепляли 55-миллиграммовые грузики, переоценивали дальность полета из-за того, что затрачивали больше энергии.

При исследовании значения наземных ориентиров фон Фриш и Линдауер обучали пчел летать в определенном направлении, давая им мед в качестве вознаграждения. В одном из таких экспериментов маршрут полета пролегал вдоль кромки соснового леса, протянувшейся с севера на юг. Когда обучение пчел закончилось, их подвергли испытанию около опушки такого же леса, но на этот раз линия опушки простиралась с запада на восток. Большая часть пчел летела вдоль края леса, и лишь некоторые выбирали "правильное" направление на юг. Наземные ориентиры оказываются наиболее эффективными, когда они образуют линию, которая ведет прямо к пище. Растущие посреди поля деревья могут не приниматься в расчет, хотя они, казалось бы, могли служить полезными ориентирами.

Как только пчела-разведчица обнаружит источник пищи, она летит прямо домой. Простой эксперимент показывает, что разведчица использует солнце в качестве компаса. Пчел приучили к кормушке, а затем эту кормушку передвигали на новое место в тот момент, когда некоторые пчелы получали из нее сироп. При возвращении домой эти пчелы летели в том направлении, которое было бы правильным, если бы кормушка оставалась на прежнем месте. Если прилетевших пчел задержать в кормушке на достаточно долгое время, чтобы солнце на небосклоне заметно сместилось, то они все равно будут лететь к улью в правильном направлении, показывая тем самым, что у них есть солнечный компас, который работает с поправкой на время.

Часто пчелы могут оказаться в такой ситуации, где нет никаких подходящих наземных ориентиров, а солнце спрятано за облаками. В этих условиях они, тем не менее, могут лететь в направлении дома, демонстрируя таким образом свою способность использовать некоторые другие ориентиры для навигации. Как мы уже видели, пчелы чувствительны к плоскости поляризации солнечного света в ультрафиолетовой области спектра. Фон Фриш рассматривал различные части неба с помощью фильтра в форме восьмигранника, составленного из восьми треугольных кусков поляроида, и видел различные типы распределения яркости этих треугольников даже тогда, когда солнце было закрыто облаками. Картина поляризации света на небе является симметричной относительно солнца, поскольку находящиеся в атмосфере частицы рассеивают солнечный свет. Благодаря этому пчелы могут ощущать направление на солнце даже тогда, когда оно закрыто облаками. Однако такая информация может быть неопределенной, особенно если животное видит небольшой участок неба, как это случается с примитивными пчелами в лесах Африки.

Эксперименты Линдауера, в которых изучались 
энергетические затраты пчелы во время полета от улья к источнику пищи
Рис.1. Эксперименты Линдауера, в которых изучались энергетические затраты пчелы во время полета от улья к источнику пищи

На рис. А пчела проделывает длинный обратный путь, на рис. Б - короткий. В обоих случаях путь от улья к пище один и тот же, и когда пчела возвращается в улей, она сообщает об этом посредством танца.

Пчеле достаточно видеть лишь небольшой клочок неба; однако обычно на небе бывают два одинаковых на вид участка, расположенных симметрично по отношению к солнцу. Пчелы выходят из этого положения таким образом, что ведут себя, как будто бы они видят участок неба, расположенный справа от солнца.

Схема полета пчелы после переноса кормушки
Рис.2. Схема полета пчелы после переноса кормушки

Когда пчел запирают в кормушке на несколько часов и в это время переносят кормушку, то после освобождения пчелы летят в правильном направлении. Это показывает, что они способны делать поправку на изменение положения солнца во времени.

Важную роль наземных ориентиров убедительно продемонстрировал следующий опыт. Семью поместили в голубой улей-лежак и разместили в вольере объёмом 28 куб. м. Дополнительными ориентирами его места расположения служили куст и два щита: жёлтый за ульем и белый – перед летком. В 2-х м от улья на подставке установили кормушку, из которой регулярно подкармливали пчёл. К концу 10-го дня опыта пчёл, посещавших кормушку, маркировали. Таким образом, в течение 10 дней особи, её посещавшие, находили своё гнездо по комплексу зрительных ориентиров: белый щит у летка, жёлтый – за голубым ульем и небольшой куст.
На 10-й день вечером вольер убрали, а семью переселили в стандартный улей другого цвета и оставили на том же месте. Освободившийся улей тщательно вымыли и вместе с прежними ориентирами установили в 5-ти м справа от прежнего места. Утром следующего дня пчёлы облетелись и направились в поле за кормом. При этом маркированные особи, посещавшие в условиях изоляции в вольере кормушку, направились в пустой улей на новом месте. В течение дня в нём отловили 74 меченые пчелы из 193 (38%). Такое поведение насекомых можно объяснить тем, что у особей, посещавших кормушку в вольере, образовался прочный условный рефлекс на цвет улья, щиты, куст и их взаимное расположение. Возвращаясь теперь в гнездо, они ориентировались по этим сигналам.
Таким образом, во время ориентировочных облётов и в процессе сбора корма пчёлы запоминают как сам улей (его цвет, форму), так и окружающие его предметы. При отсутствии наземных визуальных ориентиров смещение улья не вызывает их слёта.

Четыре различные картины распределения яркости
Рис.3. Четыре различные картины распределения яркости

Четыре различные картины распределения яркости, которые можно видеть в одно и то же время дня, если разглядывать разные участки неба через восьмиугольный фильтр, составленный из восьми кусков поляроида. Плотность серого тона соответствует яркости свечения.

Такое допущение может иногда приводить к ошибкам, но если все пчелы постоянно используют одно и то же допущение, то ошибки будут взаимопогашаться. Эту проблему можно разрешить и в том случае, если знать, где должно находиться солнце в любое время дня. Подобно многим другим насекомым, пчелы обладают внутренними часами, которые запускаются "генератором хронирующих импульсов". Было высказано предположение, что, поскольку пчелы-работницы проводят много времени в темноте улья, этот генератор учитывает не время восхода и заката солнца, как у некоторых других животных, а суточные изменения магнитного поля земли. Известно, что пчелы чувствительны к магнитным полям, и во время магнитных бурь их чувство времени нарушается.

Способность медоносной пчелы находить дорогу в своё гнездо была подмечена человеком давно. Детальный анализ поведения пчёл-фуражиров при полёте за кормом и возвращении в гнездо приведён в многочисленных работах немецкого исследователя К.Фриша. В частности, при полётах пчёл на большое расстояние показана ориентирующая роль Солнца и поляризованного света небосвода, а при возвращении в гнездо – окружающих улей наземных ориентиров.
Значение астроориентиров при полёте пчёл к месту взятка показано также в многочисленных работах учеников К.Фриша. М.Линдауэр, изучая их танцы в рое, установил, что насекомые совершают мобилизационные танцы по нескольку часов подряд, при этом изменяют направление виляющего пробега, сигнализирующего о местоположении будущего жилища в соответствии с изменением положения Солнца на небосводе. Этот факт очень важен, так как он свидетельствует о том, что пчёлы при полёте к месту расположения жилья для поселения роя ориентируются по Солнцу, а не по другому сигналу.
Способность пчёл находить дорогу в гнездо появляется после первого ориентировочного облёта и совершенствуется в процессе лётно-собирательной деятельности. Чем старше пчёлы и больше их индивидуальный опыт, тем с большего расстояния и в большем числе они возвращаются в гнездо, будучи выпущены на различном расстоянии от улья.
Сигналами, по которым пчёлы находят дорогу в гнездо, являются положение Солнца на небосводе и наземные ориентиры. При отсутствии видимых наземных ориентиров, окружающих улей (поле, водное пространство), смещение гнезда не вызывает слёта пчёл.



Реклама