Мир общественных насекомых

При поисках и добывании пищи перед общественными насекомыми неизбежно встает проблема ориентации. Покинув гнездо, необходимо в него вернуться. Только термитам сделать это несложно. Они передвигаются по тоннелям и галереям, которые фактически являются продолжением гнезда. Если же термиты выходят наружу, то бегают по запаховым тропинкам, неизменно держась группами. В таких условиях невозможно заблудиться. Очень мелкие и плохо видящие муравьи, обитающие в основном в почве, ориентируются примерно так же, как термиты. Для большинства же муравьев и летающих общественных насекомых огромную роль играет зрительная ориентация. Даже когда муравьи бегут по запаховой тропе, они определяют, в какую именно сторону двигаться, главные образом с помощью зрения. Поэтому химическая ориентация у хорошо видящих общественных насекомых всегда занимает подчиненное положение по сравнению со зрительной.

В 1911 г. известный мирмеколог Ф. Санчи, наблюдая в пустынях Туниса за поведением красного фаэтончика, задался вопросом: как удается муравьям, удалившимся на десятки метров от гнезда, найти дорогу обратно? Здесь, действительно, есть чему удивляться. Фаэтончик в поисках добычи движется отнюдь не по прямой, многократно поворачивает, кружит и петляет. Но вот добыча обнаружена, и с нею муравей бежит к гнезду по прямой линии. Получается, что он все время «знает» направление к гнезду. Но как? Санчи выбрал спешащего домой муравья, затенил его от солнца непрозрачным экраном, а с другой стороны пустил на него зеркалом солнечный зайчик, Фаэтончик тут же развернулся на 180° и двинулся от гнезда. А когда Санчи убрал зеркало и экран, муравей вновь изменил направление на противоположное и опять стал приближаться к дому. Так впервые была открыта солнечно-компасная ориентация у животных. Санчи проделал этот же эксперимент и с муравьем-жнецом мессор барбарус. В дальнейшем способность ориентироваться по солнцу была обнаружена у многих других муравьев, медоносных пчел и различных необщественных насекомых. В 1923 г. Санчи доказал, что активные ночью пустынные муравьи, например некоторые мономориумы, используют для ориентации луну. А в 50-х годах такая же способность была выявлена у формик.

Чтобы найти гнездо по солнцу, муравей и пчела при передвижениях должны учитывать углы всех своих поворотов и измерять все проходимые расстояния. Лишь в этом случае насекомое может «вычислить» направление, по которому надо возвращаться в гнездо. Пока мы совершенно не представляем, каким образом мозг насекомого осуществляет такие расчеты. Известно только, что пчелы измеряют расстояние по количеству энергии, затрачиваемой ими на его преодоление. Если пчелу заставить при возвращении в улей пройти часть пути пешком по длинному коридору, то в танце она укажет большее, чем на самом деле, расстояние до кормушки. При этом 4 м пешего пути пчела расценивает как 100 м полета. Измерение энергетических затрат показало, что пчелы действительно расходуют при ходьбе в 25 раз больше энергии на метр пути, чем в полете. Возможно, и муравьи измеряют пройденный путь сходным образом.

Но ведь солнце не висит в небе неподвижно, а перемещается со скоростью 15° в час. Оказалось, что пчелы и муравьи умеют это учитывать. Если пчелу закрыть на цветке темным колпаком и. выпустить, положим, через два часа, то она полетит прямо к улью, будто видела, как солнце передвинулось за это время на 30° западнее. Так же ведут себя в подобном случае фаэтончики и другие муравьи. Удалось выяснить, что эти насекомые благодаря наличию внутренних «часов» умеют учитывать суточное движение солнца по небосводу и в каждый данный момент «знают», где оно должно находиться. Способность «вычислять» положение солнца требует обучения. Молодые пчелы и муравьи не умеют этого делать. Пчеле необходимо совершить несколько сотен вылетов из улья, чтобы «уловить закономерность» в солнечном круговороте. Когда улей с пчелами перевезли на самолете из Северного полушария в Южное, где солнце движется в обратную сторону, то обнаружилось, что старые пчелы не способны переучиваться — они все время блуждали на новом месте; а их молодые коллеги быстро «уловили» движение солнца против часовой стрелки и ориентировались по нему ничуть не хуже, чем местные уроженки.

Еще в первых экспериментах Ф. Санчи обнаружил, что находящийся в тени муравей уверенно бежит к гнезду, если может видеть хотя бы небольшую часть голубого неба. Как доказал в дальнейшем К. фон Фриш, пчелы способны различать плоскость поляризации света и поэтому видят на голубом небе характерный узор, однозначно свидетельствующий о положении солнца. Поляризованный свет видят и муравьи. Это делает солнечно-компасную ориентацию чрезвычайно надежной, пригодной даже в тех нередких случаях, когда солнце закрыто плотными облаками.