Полвека назад И.Белинг показала, что медоносные пчелы, найдя источник пищи, скажем в 3 часа дня, на следующий декнь вновь прилетают к тому же месту точно в то же самое время. В некотором смысле они "запоминают" время благодаря памяти, фиксирующей события на строго суточной шкале.

Как пчелы ориентируются во времени и в пространстве

Цветки различных растений раскрываются в определенные часы, поэтому узнавать время медоносные пчелы могут по "цветочным часам". Вопрос о времени для пчел далеко не праздный и имеет практическое значение: пчела может собирать цветочную пылыгу и нектар только в том случае, если лепестки цветка раскрылись. Чтобы пчела могла работать эффективно, ей необходимо уметь каким-то образом определять направление на место, богатое нектаром, и время дня, наиболее благоприятное для сбора пыльцы и нектара. О последней функции часто упоминают как о "чувстве времени" у пчел. Строго говоря, чувство времени не имеет непосредственного отношения к проблеме ориентации, но способность ориентироваться в пространстве так тесно связана со способностью ориентироваться во времени, что их разумно рассматривать вместе.

На чувство времени у пчел впервые обратил внимание в начале века один швейцарский врач, которому каждое утро досаждали пчелы, собиравшиеся на повидле, подаваемом к завтраку в саду на террасе. Прилетели они в положенное время, и когда завтрак был накрыт в доме. После этого врач ежедневно регистрировал появление пчел на террасе, независимо от того, было там соблазнительно пахнувшее повидло или что-нибудь менее интересное для них.

Первые опыты были проведены в конце двадцатых годов. Спинки пчел, чтобы их можно было различать, помечались разной краской. В кормушке, выставленной неподалеку от улья, пчелам ежедневно с 10 до 12 часов предлагали сахарный сироп. Сначала пчелы по многу раз на день возвращались к кормушке, но через 6-8 дней усвоили, что прилетать за взятком имеет смысл только в определенное время - в те два часа, когда в кормушке бывает сахарный сироп.

Последующие наблюдения показали, что, где бы ни находилась кормушка и в какое бы время дня в нее ни наливали сахарный сироп, пчелы обучаются прилетать в нужное место по заданному расписанию не более чем за 9 дней. Предполагается, что время предъявления сиропа отличается одно от другого не меньше чем на 20 минут. После того как сахарный сироп убирали, пчелы еще несколько дней продолжали прилетать к кормушке в это же самое время, хлопотливо заглядывали во все уголки и, обескураженные, улетали.

Такое поведение пчел также связано с биологическими часами. Если поместить пчел в лаборатории при постоянных условиях, то время посещения кормушки от этого не изменится. Не влияет на чувство времени и повышение или понижение температуры: в диапазоне температур от 18 до 35°С они определяют время практически с одинаковой точностью.

Как и в случае с другими биологическими ритмами, были предприняты попытки проверить, не объясняется ли чувство времени у насекомых действием ритмических изменений некоторого доселе неизвестного, очень тонкого, неустраняемого при постоянных условиях в лаборатории фактора окружающей среды (магнитного или электрического поля, какого-нибудь излучения и т. п.). Но и в недрах Альп, в штольнях соляных копей на глубине 180 метров от поверхности земли, пчелы безошибочно узнавали, что наступил час кормления.

С той же целью в Нью-Йорке и Париже оборудовали две совершенно одинаковые лаборатории. Сначала пчел обучили прилетать за кормом в определенное время в Париже, затем самолетом их отправили в Нью-Йорк. В обеих лабораториях пчелы содержались в одних и тех же условиях. Прибыв на новое место, пчелы отправились к кормушке по парижскому времени, ровно через 24 часа после последней подкормки в Париже. Поскольку разница во времени между Парижем и Нью-Йорком составляет 5 часов, то предполагаемое воздействие гипотетического внешнего фактора должно было бы изменить со сдвигом на 5 часов время вылета пчел. Но этого не случилось.

И снова возникает вопрос: каким образом пчелы находят то место, где установлена кормушка? Оказывается, для передачи необходимой информации пчелы пользуются необычайно интересным языком знаков, или языком танца. За это открытие немецкий физиолог Карл фон Фриш получил в 1973 году Нобелевскую премию.

Экспериментаторы расставили вокруг улья 8 кормушек и в одну из них поместили сахарный сироп. В стенке улья прорезали небольшое отверстие, закрыли его стеклом и принялись наблюдать за поведением пчел.

Рабочая пчела, отправившаяся на поиски пищи, наталкивается на кормушку с сахарным сиропом и тут же возвращается в улей. Там она "рассказывает" о своем открытии другим пчелам при помощи танца, который она исполняет на вертикальных сотах, описывая фигуру, напоминающую по форме сплющенную восьмерку. Пчелы, сгрудившись, озабоченно наблюдают за "па" танцующей разведчицы. Из этого танца пчелы получают всю необходимую информацию: в каком направлении обнаружен корм, на каком расстоянии от улья и много ли его.

Вертикаль на сотах всегда соответствует направлению на Солнце. Угол между осью "восьмерки" и вертикалью равен углу, заключенному между направлением на Солнце и направлением, в котором находится корм. Поскольку Солнце каждый час перемещается по небосводу на 15°, ось "восьмерки" также должна поворачиваться относительно вертикали, иначе счастливая открывательница запасов корма введет своих соседок по улью в заблуждение. Для того, кто обладает биологическими часами, это не проблема.

Если после возвращения пчелы-разведчицы закупорить выход из улья и в течение трех часов не давать рабочим пчелам вылетать за кормом, то можно заметить, что угол между осью "восьмерки", описываемой в танце разведчицы, и вертикалью постепенно изменяется - со скоростью 15 в час. Как только улей снова откроют, рабочие пчелы полетят за кормом в правильном направлении.

Был проведен и обратный опыт: пчелу, обнаружившую корм, ловили у кормушки или на цветке и помещали на 3 часа в темную коробку. Выпущенная на волю, пчела тотчас полетела в правильном направлении и вернулась в улей, то есть ее биологические часы внесли в угол, образуемый направлениями на Солнце и на улей, поправку на видимое движение Солнца.

Способность пчел определять направление на Солнце не врожденная, а приобретенная, и обучаются ей пчелы постепенно на протяжении многих дней. Сначала пчела запоминает угол между направлениями на источник пищи и на Солнце и только позднее обучается с помощью биологических часов вносить поправку на видимое движение Солнца.

Гораздо дольше длится обучение у муравьев, также ориентирующихся по Солнцу, например у лесных рыжих муравьев. Летом и осенью муравьи легко учитывают видимое движение Солнца, а весной еще не успевают этому научиться.

Возможно, кто-нибудь подумает, будто пчелы могут ориентироваться только в ясную, солнечную погоду, а хмурое небо мешает им не меньше, чем неопытным туристам. Такое мнение неверно: пчелы легко ориентируются и в пасмурную погоду, когда затянутое тучами небо освещено неодинаково или где-нибудь в просвете виднеется клочок чистого неба. Объясняется это тем, что пчелы, как и многие другие беспозвоночные, воспринимают колебания плоскости поляризации света, положение которой зависит от того, где находится Солнце. Таким образом, пчелы обладают связанным с биологическими часами тонким механизмом, позволяющим им находить поля цветущих медоносов и возвращаться в улей.

Источник:

• Детари Л., Карцаги В. Биоритмы: пер.с венгерского Ю.А.Данилова, под ред. В.Б.Чернышева, послеслов. Ю.А.Романова. - М., Мир, 1984 (В мире науки и техники)

продолжение: Ориентация по солнечному компасу