По дну и до самой прилетной доски сплошными цепями стоят другие вентиляторщицы. Обращенные головами в одну сторону, они напряженно работают несцепленными крыльями. Это "лет на месте".
Если подогреть снизу дно стеклянного улья хотя бы электрической лампой, можно видеть, как пчелы, укрывавшие собой расплод, расползаются по сотам, перебираясь с центра на окраины. Вскоре вдоль сотов и на дне начинают выстраиваться вентиляторщицы. Чем жарче и дольше греет лампа, тем плотнее цепи вентилирующих пчел, тем больше таких цепей.
Стоит выключить лампу, не пройдет и часа, как ряды вентиляторщиц расстраиваются, исчезают, и пчелы постепенно стягиваются с окраин сотов к центру, укрывая расплод.
В гудении, производимом боем тысяч маленьких крыльев, нетрудно уловить похожее на гул мотора правильное чередование подъемов и спадов, ясно говорящее о ритмичной, согласной работе крыльев. Их сливающиеся удары порождают в улье воздушные потоки, которые в конце концов соединяются в одну струю, с силой входящую в леток.
Возьмем дымарь, из носика которого бежит послушная малейшему дыханию ветра тоненькая струйка дыма. Поднесем этот дымарь сначала к одному краю летка, затем к другому. У одной стороны струйка дыма отгибается от улья, как если бы ее тихонько оттуда выдували, а у другой стороны втягивается в улей.
Холодный воздух, всасываемый пчелиной вентиляцией в улей, предотвращает возможность размягчения воска, который начинает плавиться уже при шестидесяти двух градусах.
Недаром в жаркие дни, когда та или иная семья не справляется почему-либо с охлаждением гнезда, тысячи обитателей улья выкучиваются из летка, облепляя стенку и свисая сплошным темным клубком, который пчеловоды называют "бородой". "Борода" – верный признак плохой вентиляции гнезда.
Вот что писали в старых книгах знатоки дела по поводу пчел, образующих такую бороду: "Соты, наполненные и отягощенные медом, бывают размягчаемы излишнею теплотою до того, что легко обрушились бы и тяжестью своею задавили пчел, если б каждая из них в таком случае не всасывала в себя частицы меда и не выносила ее во внутренностях своих на верх улья… Часть пчел остается внутри жаркого жилища и беспрерывно поднимает ветер крылышками своими для уменьшения опасного жара… Кто желает на деле убедиться, выносят ли пчелы мед на поверхность своего жилья в описанном случае, тому стоит только взять пчелу, кочующую на улье, и раздавить ее: из нее вытечет меду с большое конопляное зерно…"
После этого можно ли удивляться тому, что в восковом селении существуют и пчелы-санитары, которые освобождают соты, ячейки, дно улья от всякого мусора – от трупов пчел, от следов, оставленных трутнями.
Труп зажаленной насмерть мыши-воровки, которую никак не вынести из улья, заливается в воздухонепроницаемую гробницу из прополиса. Так же обходятся пчелы и с улиткой, которая пробралась в гнездо. Если подбросить в гнездо шарик остро пахнущего нафталина, пчелы и с ним поступят таким же образом.
Воздух в здоровом гнезде всегда свеж и чист.
Метаморфозы инстинкта
В замечательном "Эрехтейоне" Б. Агапова мы нашли страницу, посвященную размышлениям о рефлексе цели у животных и человека. В этой связи упоминается и пчела – строительница сотов. "И работа пчелы, строящей соты, и охотничья изворотливость кошки, и действия человека могут быть одинаково целесообразны, – пишет Б. Агапов. – Мы обнаруживаем это, когда видим их результат. Соты заполнены медом, кошка сыта, человек построил ГЭС. Все действовали целесообразно…"
"Пчела работала безвариантно", – написано у Агапова. Он был прав, так как имел в виду нормальные медовые соты, но ошибался, так как не знал об опытах М. Дегуза.
Любопытную антологию можно бы составить из стихотворений разных авторов о пчелином доме, пчелином соте, о ячее. Здесь были бы представлены и поэты древности, и позднейшие, и наши современники. Здесь была бы представлена поэзия всех народов мира.
Медовая келейка построена пчелами из воска. А воск? Он выделяется в гирлянде строительниц, в свисающих с гнездового потолка цепях держащих одна другую ножками пчел, чей пот почти белоснежен и легче пуха крыла… "Рождающийся здесь воск непохож на тот, который мы все знаем. Он незапятнан, невесом; он поистине кажется душою меда, который, в свою очередь, составляет душу цветов". Это строки из "Основания обители" – одной из семи частей метерлинковской "Жизни пчел". А вот еще из другой главы: "В закрытых колыбельках, расположенных среди бесконечно чудно устроенных шестигранных ячеек, мириады белоснежных нимф, со сложенными лапками и опущенными на грудь головками ожидают часа пробуждения их к жизни".
В прозе, как и в стихах, мы находим все то же упоминание о чуде. Мы находим его и в сочинениях, анализирующих инстинкт пчел-строительниц с позиций чистой математики.
Уже в известном древнерусском "Шестодневе" (XI в.) отмечается: "Кто пчелу – мудрую делательницу земномерити научи и ятрикровные храмы зделати шестигранные, творит же грани не прямые, но попреки другие к другим… Отсюда Еуклиде научился и черту не едину образа отскребчи".
Итак, уже Эвклид учился геометрии у пчел. Обидно, что об этом не упомянул Л. Армбрустер в своей "Истории проблемы пчелиной ячейки", начав библиографию ссылкой на Кеплера, который описал шестиугольную призму ячейки и ее ромбододекаэдрическое основание. Впрочем, и до Кеплера проблемой интересовались Аристомах, Гиллискус. Измерениями углов в ромбах основания ячеи много занимался Сваммердам. Именно автор "Библии природы" первым заметил, что все углы внешнего шестиугольника ячеи равны, тогда как углы в ромбах, образующих основания, неодинаковы, но сходны.
Полагая, что однообразие сходных углов могло иметь связь с экономией пространства, Р. Реомюр, автор многотомных "Мемуаров, имеющих служить естественной истории насекомых", обратился к математику Кенигу с просьбой сделать следующее вычисление: дан шестисторонний сосуд, оканчивающийся тремя ромбовидными плоскостями; спрашивается: каков должен быть тупой угол при основании ячейки сота медоносной пчелы, если ячея строилась с расчетом вместить определенное количество меда при наименьшей затрате воска?
Кениг произвел вычисления и нашел, что искомый угол равен 109 градусам 26 минутам. Кениг добавил, что в прошлом задача была неразрешима, так как не существовало способа соответствующего вычисления.
Но когда Маральди со всей возможной точностью измерил углы ромбов в ячеях, построенных пчелами, то нашел, что тупой угол равен 109 градусам 28 минутам. Разница в две минуты возникла не по вине пчел, а вследствие ошибки в логарифмических таблицах, которыми пользовался Кениг.
Профессор Мак-Лорен из Эдинбурга показал на заседании Королевского общества в Лондоне (1743 г.), что размер угла составляет 109 градусов 28 минут 16 секунд. Впоследствии еще более точный расчет, сделанный полковником британской армии Д. Форбесом, определил угол равным 109 градусам 28 минутам 16,349 секунды.
"Была ли эта конструкция ячейки продумана какой-либо пчелой, явившейся Архимедом древности, когда они отделились от менее организованных семей… Бросилась ли она к матке с криком: "Эврика! Я открыла это!" Разум семьи пчел так высок, что, казалось бы, легче верить, что форма ячейки явилась следствием блестящей работы мозга пчел. Однако несомненно, что это результат только слепого подчинения инстинкту…" Так в типично американской броской манере освещает вопрос широко известная "Пчеловодная энциклопедия" А. Рута.
Дарвин говорит о том же в "Происхождении видов" без сенсационных интонаций, но признает, что пчела, сооружая соты, на практике "предвосхитила открытия глубоких математиков". Он мог бы добавить, что пчелы решили труднейшую математическую задачу задолго до того, как Кениг впервые в истории математики нашел "способ необходимого вычисления".
Натуралисты не раз обращали внимание на то, что в иных произведениях природы сливаются красота и функциональность, художественное и техническое совершенство… Таково, в частности, и восковое кружево пчелиных сотов, состоящих из ячей.
Но всего чудеснее в пчелином соте и ячеях не конструкция их, восхищающая математиков, строителей и инженеров, а организация строительного процесса, в который вовлечены сотни пчел.
Соты сооружаются коллективно, отдельные пчелы и даже небольшие группы не способны ничего сделать. Выдающийся французский натуралист доктор Р. Даршен, автор одной из новейших работ о сотах, показал: строительство начинается лишь тогда, когда есть определенный минимум пчел и обязательно в присутствии матки (без матки соты сооружаются только очень большими многотысячными семьями). Крышечку на ячейке и ту возводят не десятки, а сотни пчел.
Сегодня именно эта сторона строительного процесса в улье представляет особо острый интерес. Улей, полный пчел, мы имеем основание рассматривать как некую систему из достаточно большого числа элементов. Если в такой улей вставить лист искусственной вощины – прямоугольник гофрированного воска, пчелы принимают это подобие перфокарты за побуждающий к действию сигнал. Они не теряют зря времени, не расходуют зря воск, но, довольствуясь полученным, углубляют и удлиняют все ячеи, намеченные на листе. Проходят иногда считанные часы, и сот из нескольких тысяч ячеек готов от первого – верхнего до последнего – нижнего этажа, а ячеи в центре могут быть даже засеяны. Вскоре они окажутся занятыми первыми личинками. Здесь пчелы, не фальшивя, продолжают строительную мелодию с любого предложенного им аккорда. Кстати, эта пластичность поведения, далеко выходящая за пределы инстинкта, дала повод для размышлений о произвольности границ, устанавливаемых между инстинктом и собственно разумом.
Видный французский специалист Э. Альфандери в конце XIX века описал наблюдавшиеся им и зарегистрированные некоторыми другими пчеловодами очень редкие, но все же не исключительные случаи сооружения пчелиных сотов не сверху вниз, что является нормой, а, наоборот, снизу вверх. В связи с этим Альфандери заметил: пчелы превзошли и архитекторов и строителей, так как оказались способными вести сооружение как сверху вниз, так и снизу вверх, что нам кажется интересным, потому что так строим и мы…
Впрочем, даже с учетом этих фактов можно считать бесспорным, что норма инстинкта ведет к сооружению биологически целесообразно организованного гнезда, и в нем, как свет в фокусе, загорается новое качество: архитектурное совершенство. Во всем сконцентрирован, как уже говорилось, опыт ушедших в прошлое поколений. Это верно и в отношении оптимальной формы ячеи.
Десятки миллионов лет действия естественного отбора отшлифовали конструкцию сотов, шестигранность ячей, пирамиду из трех ромбов в основании, параллельность стенок шестигранника, чуть наклонную ось всей ячеи к основанию…
Точно так же и распыленность, дискретность каждой строительной операции, в которой участвует множество пчел, должны были шлифоваться действием естественного отбора. Но объяснить преимущества и силу этого принципа организации во времена Дарвина было невозможно. В XIX веке естествознание еще не созрело для понимания ныне всеми признанного положения, что системы из достаточно большого количества элементов, каждый из которых действует чисто "арифметически", могут приобретать качественно новые свойства. До открытия биологического "эффекта группы" должно было пройти целое столетие!
В статье об алгоритме, включенной в "Маленькую энциклопедию о большой кибернетике", В. Пекелис пишет: "Если решаемую задачу можно сравнить с замком, то алгоритм ее решения – это ключ, открывающий замок".
Но можно ли открыть замок кривым ключом?
Именно этот вопрос поставил перед собой зубной техник М. Дегуз – страстный любитель пчел, владелец небольшой опытной пасеки в пригороде Брюсселя и председатель брюссельского общества пчеловодов.
Он не первый пытался изменить повадку пчел, сбить их с толку, вынудить отступить от строительных стандартов. В уже упоминавшейся выше монографии доктора Р. Даршена описана целая серия опытов – проверок устойчивости строительного инстинкта пчел.
В улей, перпендикулярно к двум рядом висящим сотовым рамкам, прикрепляли полоску искусственной вощины, но пчелы, принимаясь оттягивать ячейки, закручивали новый пласт и, повернув его на полвитка, ставили "на место", параллельно другим. В дно ячейки, как можно ближе к стенке, втыкали тонкую стальную иглу, и пчелы заливали ее воском, впаяв так, что и следа не оставалось. Когда такую же иглу вгоняли поглубже – в самый центр основания, так, что она становилась как бы осью ячеи, то пчелы разгрызали дно и с неописуемыми трудами удаляли иглу.
Это наблюдение мы тоже провели в остекленном, просматриваемом улье и вправе засвидетельствовать: происходящее под стеклом неожиданно. Реакция пчел на появление в центре ячейки стальной гладкой иглы представляет ответ на совершенно новую, явно беспрецедентную для них задачу. Как в таком случае действуют обитательницы улья, как открывают замок, для которого не имеют закодированного в наследственности ключа?
Они стягиваются к игле, подобно лейкоцитам вокруг болезнетворного начала в организме. Когда мы стали вести наблюдение с двух сторон сота, обнаружилось, что заполненные медом противолежащие ячеи распечатываются, освобождаются от содержавшегося в них запаса и заполняются пчелами, подрывающими пирамидальное основание – дно ячейки, пронзенной острием иглы.
Через какое-то время противоположный ее конец – перфорированное ушко – теряет устойчивость, и тут пчелы, окружавшие вход в закрытую иглой ячею, набрасываются на конец иглы. То одной, то двум сразу удается сомкнуть жвалы сквозь ушко. Другие проникают в глубь ячейки. Можно полагать, что они хватают жвалами металлическое тело иглы. Вскоре оно появляется из ячеи. Теперь действие развертывается быстрее, но в кипении тел и суете мечущихся пчел рассмотреть что-либо становится все труднее. Игла вытащена из ячеи уже настолько, что начинает упираться в плексигласовую стенку улья и совершенно исчезает под телами пчел. Наконец, словно подчиняясь поступившему откуда-то приказу, пчелы успокаиваются и постепенно рассредоточиваются, сливаясь с массой обитателей гнезда.
Игла лежит теперь на дне улейка, и вокруг нее снова собираются пчелы, хватающие стальную нить жвалами, находятся и такие, которые делают попытку всадить в нее жало. Число пчел вокруг иглы на гладчайшем и чистом полу улейка все растет; одни тянут это инородное для гнезда тело в разные стороны, другие словно метут крыльями пол, подгоняя толпу пчел к летку, куда толчками, медленно, неверно, но в конечном счете правильно, приближается воткнутая 25 часов назад в дно ячеи игла. И вот конец ее уже за краем летка, и вот она катится по наклонной плоскости прилетной доски, и какая-то слишком усердная, не успевшая разжать жвалы, сомкнутые в ушке, пчела падает на плитку под прилетной доской.
А что же с поврежденными ячейками, которые пчелам пришлось разрушить, чтоб справиться с задачей? Эти участки уже с двух сторон покрыты плотным слоем строительных гирлянд и реставрируются. Назавтра и следа не остается от того, что здесь произошло. Справившись с решением незнакомой, невиданной задачи, пчелы вернули свой дом в исходное состояние.
Великолепный фильм мог бы получиться из этого сюжета. Жанровые сценки, ежеминутно возникающие вокруг поврежденных ячей и иглы, забавны, серьезны и все время интересны. Впрочем, такой фильм может, пожалуй, выглядеть чересчур антропоморфично и давать повод ставить под сомнение границы, устанавливаемые наукой между инстинктом и собственно разумом.
Если раздавить ячею полностью, смять до неузнаваемости – мы возвращаемся к рассказу об опытах доктора Даршена, – пчелы-строительницы, проявив рекорды настойчивости, приведут сооружение в порядок.
И еще одно испытание. Готовый сот разрезан по вертикали надвое, и обе части раздвинуты на расстояние шириной в половину ячейки. Обычным ремонтом, стандартной реставрацией в этом случае ничего не решить. Пчелы связывают разделенные части сота, накладывая на разрыв наспех набросанный восковой шов, рубец из колонки неправильных ячеек разных размеров. И едва эта часть работы завершена, они тут же приступают к капитальному ремонту, по многу раз перестраивая шов, вновь и врювь разрушая и восстанавливая не вписывающиеся в стандартные габариты ячеи. Шрам не зарубцовывается по-настоящему, но не прекращаются и попытки строительниц привести его к норме.
И только в одном варианте опыта удалось поставить население улья в тупик. Даршен стал предлагать пчелам квадратики сотов, составленные из искусственно смонтированных ячей; он пересаживал срезанные раскаленным лезвием бритвы восковые призматические шестигранники более крупных трутневых ячей на дно ячей рабочих пчел, а на основании трутневых ячей укреплял шестигранные призмы ячей рабочих пчел. С сотами из таких ячеек пчелы никак не могли справиться, им не удавалось превратить их в нормальные. Вместо ячей из-под лапок строительниц выходили бесформенные восковые уродцы, запечатанные со всех сторон полости, куда ни одна пчела и не пыталась проникнуть… "Очевидно, дну принадлежит самая важная роль, – писал, обсуждая итоги опытов Даршена, профессор Р. Шовен, редактор пятитомного "Трактата о пчеле", изданного Французской академией наук, – очевидно, именно по дну регулируется все: пчелы весьма чувствительны к малейшим его отклонениям".
Впрочем, это заключение, может быть, и несколько поспешно. Во всяком случае, опыты М. Дегуза дают повод для оценки всех фактов в совершенно новом свете.
В августе 1956 года два бельгийских пчеловода – сельские аббаты – разыскали одного из советских участников международного конгресса, проходившего в здании Венской ратуши, и попросили передать присутствовавшему на конгрессе автору книги "Пчелы", которая как раз весной того года вышла во французском переводе, что ему совершенно необходимо познакомиться с демонстрируемыми на выставке экспонатами брюссельца Дегуза.
– Он научился небывалому: он заставляет пчел строить ячеи, сужающиеся и расширяющиеся, – шепнули они почти заговорщически. – Им надо познакомиться!
Знакомство состоялось в тот же день. Маленький, коренастый, экспансивный, приветливый, чем-то неуловимо похожий на Чарли Чаплина, может быть, узко подстриженными темными усиками, может быть, выразительным профилем, быстро меняющимся взглядом… В белом халате стоял он перед небольшим портативным чемоданчиком, раскрытым так, что в нем хорошо видна была плотно уложенная в вырезы стенок плексигласовая плоская коробка и такая же стояла рядом – плексигласовый улеек на одну рамку.
Речь Дегуза состояла из множества междометий и прочих восклицаний, почему воспроизвести ее почти невозможно. Если отжать полученную информацию, она свелась к следующему: здесь, на выставке, демонстрируется усовершенствованный переносной улеек, который незаменим для лекторов, выступающих в школах, в клубах, в библиотеках с беседами о жизни пчел.
– А мне передавали, – робко перебил Дегуза советский собеседник, – что вы нашли способ заставить пчел строить ячеи со стенками, которые не параллельны. Может быть, расскажете, о чем идет речь? Как такие ячеи расположены на соте? Неужели чередуются? Это кажется почти фантастикой… И как же пчелы такими сотами пользуются?
Дегуз стал неузнаваем. Состав междометий и прочих восклицаний полностью переменился.
– О-ля-ля! Фантастика! Бред! Чередуются? Хотел бы посмотреть подобное! И это здесь, на конгрессе? Мало что кто слышал…