Рис. 94. Указание направления по солнцу при танце на вертикальной поверхности сота. Внизу слева в каждом случае показана ориентировка виляющего танца при данном положении кормушки.
Рис. 95. Результат «веерного» опыта. У – улей; К – кормушка. Маленькие квадратики обозначают выставленные душистые приманки без корма. Цифрами указано число посетивших их новичков в течение 50 минут с начала опыта.
При этом неожиданно выяснилось, что угол 2 — 3° от зенита уже достаточен для того, чтобы пчелы могли определять по солнцу направление и верно передавать его в танце. Фасеточные глаза, укрепленные неподвижно на головной капсуле и состоящие из тысяч глазков, оси которых расходятся во всех направлениях (см. рис. 55 и 56), представляют собой удивительное приспособление для измерения даже таких небольших углов.
В горах и крылатые существа не всегда могут достигнуть цели прямым путем. Какими жестами пользуются пчелы, чтобы указать окольный путь к источнику корма? Этот вопрос мы смогли изучить в скалистой местности в районе озера Вольфгангзее, где для этого имеется много возможностей. Однажды наш наблюдательный улей был помещен на горе Шафберг за гребнем скалы, а кормушку, которую быстро накрыли вместе с находившимися на ней мечеными пчелами, перенесли вокруг края обрыва к месту, обозначенному на рис. 96 крестиком. На рис. 97 приведен схематический план местности, где проводился опыт. Сборщицы летали туда и обратно кружным путем, изображенным на чертеже в виде острого угла, но в танцах они не указывали направления, в котором фактически летели от улья; они также не принимали в расчет вторую сторону острого угла, описанного ими при полете, — оба эти указания могли бы ввести в заблуждение их подруг. Виляющий пробег танцовщиц показывал направление от улья к кормушке по воздушной прямой линии, по которой они никогда не летали. Только так могли они верно направить других пчел к месту взятка. Мобилизованные пчелы искали в указанном направлении и, перелетев через препятствие, достигали цели. Познакомившись с источником взятка, они потом тоже нашли более легкий путь вокруг хребта. Поведение пчел, указывающих направление, было вполне целесообразным. Но то, что, проделав окольный путь, они оказались в состоянии определить действительное направление без транспортира, линейки и чертежной доски, — это, вероятно, самое удивительное из чудес, которыми так богата жизнь пчел.
Рис. 96. Местность у горы Шафберг, где проводился опыт с полетом пчел вокруг препятствия; крестиком слева указано местонахождение кормушки. Наблюдательный улей стоял по другую сторону гребня < скалы, приблизительно на той же высоте.
Рис. 97. План местности, где проводился опыт на горе Шафберг. У – улей; К – кормушка; ---- кружной путь, которым летали пчелы; ...... прямой воздушный путь к кормушке.
Рис. 98. Опыт с указанием направления вверх. У – наблюдательный улей внутри радиобашни. Кормушка установлена на платформе на верхушке башни.
Это невольно наводило на мысль, что для каждой, даже такой трудной задачи пчелы обязательно находят решение. И все же однажды они не знали, как помочь себе. Улей был окружен ажурной металлической решеткой радиобашни (рис. 98). Кормушка с помощью лебедки и привязанного к тросу кормового столика была помещена на верхушку башни, в точности над летком родного улья. Выражение для понятия «вверх» пчелиным лексиконом не предусмотрено так как в облаках цветы не растут.
Сборщицы, побывавшие на верхушке башни, не знали, как сообщить о направлении, и исполняли круговой танец, мобилизовавший их подруг на поиски взятка на земле, на лугах, окружавших башню, и ни одна из них не взлетела к источнику взятка, находившемуся наверху. Когда кормушка была перенесена на луг на расстояние, соответствующее высоте башни, система, указывающая направление, стала функционировать безупречно.
Виляющий танец с его прямолинейным поступательным пробегом и круговой танец с его круговыми пробегами, по-видимому, с изумительной символической выразительностью призывают к действию: один — направляя вдаль, а другой — к поискам вокруг родного улья. Благодаря хорошо отрегулированной системе те пчелы, которым предстоит лететь на далекое расстояние, получают точные указания о цели путешествия.
Но когда мобилизуются и следуют указаниям танца сотни новичков, среди них обычно находятся отдельные пчелы, которые действуют по-иному. Некоторые пчелы, наблюдавшие круговой танец, ищут взяток вдали, а наблюдавшие за виляющим танцем — вблизи улья (см., например, рис. 85) или в неверном направлении от него. Разве они не поняли пчелиного языка? Или это упрямцы, желающие сами выбирать дорогу?
Каковы бы ни были причины такого «неправильного» образа действий, в целом следует сделать вывод, что подобные диссиденты весьма полезны. Если в южной стороне Цветет рапс, то хотя и желательно поскорее послать туда множество пчел, не мешает также разузнать, не раскрылись ли в это же время бутоны рапса и где-то на другом поле. Этим оригиналам, которые не следуют общей схеме, пчелиная семья обязана тем, что все источники взятка в зоне лета быстро разыскиваются и используются.
Рис. 99. У – улей с пчелами; Ш – чашка с цветками шиповника; К – чашка с цветками колокольчика. (Объяснение в тексте.)
Это доказывается следующим опытом. Подготовим для сборщиц пыльцы два места кормления (рис. 99). На одном из них (Ш) группа меченых пчел собирает пыльцу с шиповника, а на другом (К) — вторая группа ведет сбор этого корма с крупных цветков колокольчика. Уберем цветки в обоих пунктах и устроим перерыв в кормлении. Спустя некоторое время сборщицы, не находя пыльцы, будут оставаться дома, и только одна будет время от времени вылетать на разведку, чтобы посмотреть, не появилось ли здесь опять что-нибудь пригодное для сбора. Выставим на месте, где стояли колокольчики, свежий букет этих же цветов. Разведчица тотчас соберет обножку, полетит домой и начнет танцевать. Первыми после перерыва обратят внимание на ее танец пчелы, уже раньше собиравшие пыльцу с колокольчиков, так как знакомый запах как бы говорит им, что цветки снова выделяют пыльцу. Немедленно поспешат они к цветкам колокольчика, на которых вскоре благодаря продолжительным танцам появятся новички. Но сборщицы пыльцы с шиповника останутся в улье, так как запах цветков колокольчика им незнаком. Этого еще недостаточно, чтобы выяснить, что же имеет решающее значение — запах лепестков или запах пыльцы. Проведем опыт несколько иначе. Устроим еще раз на обоих местах кормления перерыв, после которого на том же месте снова предложим пчелам колокольчики, предварительно заменив их собственные пыльники пыльниками шиповника (рис. 100, б). Прилетевшая пчела-разведчица находит на привычном месте знакомые ей цветки колокольчика и собирает в них обножку. Таким образом, одна из пчел, посещавших раньше цветки колокольчика, на прежнем месте и в тех же цветках колокольчика собирает обножку из пыльцы шиповника. Прилетев домой, она танцует, но все ее подруги, которые целыми часами и днями собирали вместе с ней пыльцу на цветках колокольчиков, не обращают ни малейшего внимания на ее оживленный виляющий танец. Напротив, совершенно «чужие» для нее сборщицы пыльцы с шиповника спешат к ней, обнюхивают ее обножку и летят туда, где они привыкли собирать пыльцу с шиповника и где теперь напрасно ищут его цветки. Таким образом, пчелы дали себя одурачить, но благодаря этому мы теперь знаем, что не запах цветков колокольчика, в которых копошилась пчела, а запах принесенной ею пыльцы шиповника играет решающую роль.
Рис. 100. а. Цветок колокольчика (Campanula medium), часть венчика удалена, чтобы показать внутренность цветка; большая часть пыльцы с загнутых вниз пыльников прилипла к пестику, б. Цветок колокольчика, в котором все части, несущие пыльцу, удалены и заменены пыльниками шиповника, в. Цветок шиповника, г. Цветок шиповника с удаленными пыльниками; внутрь цветка помещены два пестика с прилипшей к ним пыльцой, взятые из цветков колокольчика. Т – тычинки; П – пестик.
Обратный опыт (рис. 100, г) дает аналогичный результат. Разведчица, собиравшая в цветках шиповника пыльцу колокольчика, мобилизует своим танцем сборщиц пыльцы с колокольчика.
Рис. 101. Наблюдательный улей в наклонном положении. Даже при таком незначительном наклоне пчелы могут танцевать, руководствуясь направлением силы тяжести.
Мы уже говорили, что эта поразительная ориентировка по голубому небу объясняется поляризацией небесного света. Добавим несколько слов о том, как это можно доказать.
На рис. 102 изображен наблюдательный улей в горизонтальном положении. Стеклянная стенка над сотами закрыта доской, в которой прорезано четырехугольное окошко. Над ним в круглой вращающейся раме размещен большой поляризатор (см. стр. 100). При проведении опыта улей закрывают с трех сторон и танцующие на соте пчелы видят через окошко в доске ограниченный участок голубого неба. Небесный свет частично поляризован, и, как мы уже знаем (рис. 66), каждый участок неба характеризуется определенным направлением колебаний.
Поляризатор изменяет картину, пропуская лучи только с какой-то одной плоскостью колебаний. Установим этот поляризатор над танцующей пчелой так, чтобы проходящие через него световые лучи сохраняли плоскость колебаний, которую они имели на видимом участке неба. Пчелы продолжают танцевать правильно и указывают верное направление к кормушке. Но стоит только повернуть поляризатор, изменив тем самым направление колебаний, как танцующие пчелы отклонятся в сторону поворота и покажут неверное направление.
Рис. 102. Наблюдательный улей в горизонтальном положении, закрытый сверху поляризатором, который можно поворачивать.
Чтобы точнее исследовать эту взаимосвязь, воспользуемся звездообразным поляризатором (рис. 67). Рассматривая через него голубое небо, мы очень быстро и четко определим направление колебаний поляризованного света в различных участках неба (рис. 68). Принцип опыта можно пояснить на следующем примере. Для лучшего понимания изберем наипростейшее из возможных условий: расположим кормушку на расстоянии 200 метров к западу от улья. Танцовщицы через окно видят голубое небо на западе, то есть в направлении к кормушке. Рядом с наблюдательным ульем поместим звездообразный поляризатор, направленный под углом 45° вверх на западную часть неба, как ее видят пчелы через окно. Через поляризатор видна картина типа М1 (рис. 103). Ни при каком другом положении поляризатора мы не увидим через него эту картину. Значит, на пути к источнику корма пчелы воспринимали направление колебаний поляризованного света, соответствующее этой картине. Одновременно они, конечно, воспринимали другие направления колебаний в остальные участках неба, но при танце они ориентируют виляющий пробег точно в направлении, соответствующем той картине поляризации света, которую они видели перед собой при полете к кормушке. Они правильно танцуют и тогда, когда над сотом установлен большой круглый поляризатор в таком положении, чтобы направление колебаний поляризованного света осталось неизменным. Это положение легко найти с помощью звездообразного поляризатора, если над ним поместить второй вращающийся обычный поляризатор.
Рис. 103. Пример опыта, доказывающего ориентировку пчел по поляризованному свету голубого неба. а. При полете от улья к расположенной на западе кормушке пчелы видят перед собой поляризованный свет, который соответствует видимой через поляризатор картине М. Танцуя на горизонтальном соте, они могут видеть только западный участок неба и указывают точно это направление. б. С помощью поляризатора, помещенного над сотом, направление световых колебаний заменяется для танцовщиц таким, которое соответствует картине М звездообразного поляризатора; в результате направление танца отклоняется на 35° влево, в. Эта картина при обзоре неба через звездообразный поляризатор появляется только на 34° севернее направления на запад. Когда танцовщице предъявляют соответствующее направление колебаний на западе, она указывает на 35° южнее западного направления, то есть с ошибкой всего лишь в 1° по сравнению с изменившимся направлением колебаний.
Если теперь повернуть поляризатор над наблюдательным ульем на 30° против часовой стрелки, ориентация танца сразу изменится и пчелы будут указывать направление на 35° южнее прежнего. Поместим перед звездообразным поляризатором обычный и придадим ему такое же положение, какое занимает поляризатор, находящийся над ульем; тогда на западе через оба поляризатора будет видна картина М2 (рис. 103, б). Рассматривая голубое небо через звездообразный поляризатор (теперь уже без обычного), мы увидим такую картину только на 34° севернее прежнего направления на запад (рис. 103, в). При свободном полете к кормушке пчелы должны были придерживаться направления на 34° левее этой картины. Теперь при ограниченном для танцовщиц обзоре усредненные замеры танцев дали величину угла 35° (отклонение в 1°; причем не ясно, следует ли приписать эту неточность пчелам или измерениям).
Таким образом, искусственно смещая картины поляризации света на небосводе, можно соответственно изменять направление, которое будут указывать пчелы. После того, как примерно в сотне всевозможных вариантов такого опыта результаты в основном оказались одинаковыми уже не оставалось сомнений в том, что пчелы могут ориентироваться по поляризованному свету.
ТАНЦЫ НА РОЕ
С помощью танцев пчелы могут сообщать сведения не только об источниках нектара и пыльцы, но и о других целях своих полетов, например о том, где находятся лужи с пригодной для сбора водой и(стр. 140), ли о том, где можно собрать с древесных почек прополис, чтобы промазать улей и заделать в нем щели. Особый интерес представляют танцы разведчиц, подыскивающих жилище и сообщающих пчелиному рою о месте, пригодном для гнезда.
Как только весной семья приходит в роевое «настроение», пчелы-сборщицы становятся ленивыми и часто сидят без дела, а некоторые обращаются к необычному для себя занятию: они становятся разведчицами. Эти пчелы ищут в окрестности подходящее жилище для будущей дочерней семьи.