Феномен медоносной пчелы. Биология суперорганизма

Кодирование направления в виляющем танце зависит от доступности надежной точки отсчета вроде силы земного притяжения, с которой возможно соотнести информацию о направлении. Точное кодирование пути к источнику пищи возможно только в случае, если поверхности сотов свисают строго вертикально, без чего такой тип передачи информации просто не возник бы. И действительно, такая форма передачи информации отсутствует у колониальных насекомых-строителей вроде шмелей, ос и многих тропических безжалых пчел, у которых в гнездах совсем нет вертикальных поверхностей. Сообщается, что некоторые безжалые пчелы строят вертикально свисающие соты, и эти виды пчел стоило бы исследовать, чтобы узнать, выработался ли у них язык танца, как у медоносных пчел.

Рис. 4.21 Виляющий танец содержит информацию о направлении и расстоянии от источника пищи до улья. В темноте улья направление силы земного притяжения заменяет направление на солнце, зафиксированное сборщицей в полете (стрелка на врезке)

Виляющий танец медоносных пчел также содержит информацию о расстоянии между ульем и кормовым участком. Обнаружение кормового участка – сплошное удовольствие. Мобилизованная особь, которая следовала в указанном направлении к источнику пищи с таким же ароматом, как у пчелы-танцора, может добраться до цели, пользуясь одной лишь этой информацией. Информация о расстоянии в танце, в противоположность информации о направлении, связана с множеством проблем, которые обсуждаются ниже.

Можно отметить некоторые однозначные корреляции: чем дольше будет виляющая стадия танца при одинаковой, по сути, частоте виляющих движений, тем дальше пчеле лететь к источнику пищи. Однако продолжительность виляющей фазы увеличивается пропорционально расстоянию только на первых нескольких сотнях метров; после этого она увеличивается с отставанием, и, следовательно, информация о расстоянии до отдаленных целей менее точна. Человек, наблюдающий за виляющим танцем, едва ли сможет определить различие между танцами для расстояний в 1 и 3 км.

Дополнительную трудность создает использование пчелами визуального одометра[4] для определения дальности полета, о которой сообщается в танце. Данные, полученные с помощью этого одометра, связаны со структурной природой местности, над которой летит пчела.

При полете в структурированном окружении изображения объектов движутся поперек фасеток на поверхности сложного глаза пчелы. В результате этого в поле зрения пчелы возникает «оптический поток», который помогает ей определить скорость своего полета. Мы тоже умеем делать это достаточно хорошо: например, когда разглядываем мелькающие образы из окна движущегося поезда. На основании оптического потока пчелы способны делать вывод о расстоянии, которое они пролетели, – у нас же это получается плохо, если вообще получается.

Некоторые простые эксперименты, проведенные над пчелиным одометром, дали нам понимание многих деталей восприятия мира медоносной пчелой. Медоносные пчелы, которые летят к кормовому участку по узкому туннелю с покрытыми узором стенами, воспринимают искусственно увеличенный оптический поток на коротком расстоянии, которое они должны пролететь (рис. 4.22).

Эти пчелы оказываются обманутыми: они переводят увеличенный оптический поток в более длинное расстояние, в результате соответствующим образом удлиняется и виляющая фаза. Этот простой обман с оценкой расстояния позволяет заглянуть в субъективный опыт пчел: измерение длительности виляющей фазы указывает на дальность расстояния, на которое, как полагают сами пчелы, они улетели.

Использование «обманного туннеля» подтвердило одни идеи и опровергло другие, внесло ясность в спорные вопросы и позволило сделать следующие новые догадки.

Рис. 4.22 Сборщицы, обученные пролетать по узкому туннелю с покрытыми узором стенами на пути к источнику пищи, воспринимают быструю смену образов. Возникающий в результате этого плотный оптический поток приводит к исполнению виляющего танца, в котором фактическое расстояние полета истолковывается неверно

• Опровергнуто мнение о том, что пчелы используют потребление энергии в качестве меры дальности полета.

• Подтверждено использование визуального одометра.

• Подтверждено давнее предположение о том, что измерение расстояния происходит во время полета из улья, а не при возвращении.

• Разрешены длившиеся десятилетиями споры о виляющем танце: действительно ли мобилизованные пчелы следовали информации, закодированной в виляющем танце? Опыт с туннелем позволил получить пчел, которые совершали ошибку, посещая кормовые участки в 6 м от улья, но своим танцем сигнализируя о расстоянии в 30 раз большем. Занятые поисками, мобилизованные пчелы летали не вокруг обозначенного источника пищи, а над территорией, расположенной значительно дальше, где не было для них ничего интересного. Используется информация из танца.