У каждого из нас есть свой родной язык, на котором мы общаемся. Танец каждой пчелы обладает своим уникальным языком.
Танец пчел — это обыкновенный элемент коммуникации крылатых тружениц. Пчелка не может крикнуть своему товарищу: «Эй, лети сюда, я нашла тут высококачественную пыльцу!», поэтому приходится прибегать к различным методам и сигналам, которые обозначают этот момент. Сигнал, говорящей о крупном цветочном угодье и тот, который предупреждает об опасности — значительно отличаются. В соответствии с условиями окружающей среды, насекомые взаимодействуют друг с другом, представляя цельный и организованный организм, каждое движение является каким-то определенным знаком.
Все началось с далекого 1923 года. Ученый-пчеловод из Германии, Фриш, впервые открыл пчелиный язык, который представляет собой круговые движения, сложные и запутанные. Такие движения стали попросту называть «танцем». Танец пчел регулирует всю полевую работу обычных особей.(смотрите фото и видео).
Перед началом сбора пыльцы вся пчелиная семья сидит смирно. Некоторые отдельные особи вылетают на разведку. В случае обнаружения источника пыльцы к такой пчеле-разведчице устремляется огромное количество помощниц. Ведь когда пчела возвращается с зобиком, полным нектара, она передает его другой соплеменнице, а затем начинает свой особый круговой танец (смотрите на фото).
Танец пчел, конечно же, не макарена, но движения довольно простые — насекомое бегает на соте среди других пчел маленькими кругами, то влево, то вправо. (смотрите фото). Такой танец длится не больше одной минуты. Завершив его, труженица улетает обратно к источнику нектара. Другой вид танца называют виляющим (смотрите на фото), он состоит из чередующихся полукругов, при этом пчелка покачивает задней частью тела, как бы виляя им. Виляющий вид сигнализирует о том, что пища находится на дальнем расстоянии, а круговой — что лететь далеко не придется. Более подробно посмотрите на движения на фото.
Такие танцы мобилизируют сидячих пчел. Некоторые из них в мгновение поднимаются и летят за заводилой. По ее аромату они отыскивают необходимый медонос. Вернувшись домой, они продолжают исполнять балетные па, вовлекая в процесс оставшихся в улье представителей своего вида. Благодаря этому, они собирают только определенный вид нектара, который имеет свой, особый аромат. Если корм не источает никакого аромата, тогда в работу включается ароматическая железа.
Пчелиный язык очень сложный и многогранный, существует целый набор определенных движений, который может характеризовать выполнение различных действий. Чтоб осознать его, необходимо полностью включиться в основы жизнедеятельности маленьких работников.
При роении пчелиная коммуникация играет большую роль. Отроившиеся пчелы предпочитают держаться поблизости, но вот разведчицы неустанно ищут место нового жилья. Если они находят подходящее — то показывают остальному рою, куда нужно лететь, где строить новое гнездо. Такие манипуляции происходят без наличия пищи, они более продолжительны по своему времени.
Вот таким вот образом маленькие любители прекрасного общаются между собой. Это еще один момент, которому стоит поучиться у полосатых жителей улья. Если бы люди могли общаться при помощи искусства, то и агрессии в этом мире было бы значительно меньше!
На видео и фото вы можете наблюдать собственными глазами это прекрасное и завораживающее явление!
Оценка статьи:
Загрузка... Поделиться с друзьями:
Обязательно прочтите это
ylik.ru
1737
танец Еще поэт Гете задавался вопросом: «Кто сообщает пчелам о том, где собирать мед, а затем отправляет их обратно в улей?» Ему казалось, что маленьких насекомых кто-то ведет на невидимых нитях. Этот секрет позже разгадал физиолог из Германии Карл Фишер. Оказалось, что пчелы передают информацию о найденных медовых угодьях и расстоянии до них с помощью определенных движений, названных «говорящие танцы пчел».
Цель этой статьи — рассказать о том, почему пчелы танцуют, и что означает каждое движение насекомого в этой своеобразной коммуникации. Для начала, необходимо подробно рассмотреть процесс сборки меда.
Как известно, медоносные пчелы живут в улье, состоящем из сот. В каждой соте — десятки тысяч ячеек. Соты необходимо заполнить медом. Для этого насекомые собирают нектар с цветов.
Пчела, собравшая нектар, летит к улью, заползает в леток и передает свою добычу другим. Освободившись, она начинает быстро ползать, описывая круг на одном месте, то в одну, то в другую сторону. К сборщице присоединяются другие пчелы, выполняя те же движения. Этот танец может продолжаться до минуты. Затем первая танцовщица внезапно перестает кружиться, отлетает на новое место, выделяет немного нектара и повторяет все в точности. Это может продолжаться несколько раз. Закончив «выступление», солистка летит обратно к цветам за новой порцией нектара. Танец пчелы повторяется каждый раз, когда она возвращается в улей.
Таким образом, сборщицы сообщают остальным в улье о том, что нашли богатый взяток. А также количество и разновидность нектара там.
Нужно сказать, что видеть добытчицу в темноте улья другие насекомые не могут. Они ориентируются только на движения и звук, издаваемый ею.
Движения сборщицы сильно возбуждает ближайших к ней пчел. Закончив кружить с «заводилой», они вылетают из улья и направляются к тем же цветам, с которых прилетела первая. Вернувшись с нектаром, каждая сборщица повторяет танец, вовлекая в процесс новых пчел.
Очевидно, что такое поведение сообщает насекомым о новом взятке, но как они узнают, где он находится и как долго до него лететь?
Танец пчелы, прилетевшей с нектаром в улей, бывает двух видов: круговой и виляющий. Тут очень важен ритм, количество поворотов, а также скорость бега насекомого. Ведь каждый нюанс пчелиных движений несет в себе определенную информацию для остальных.
Все пчелы, посетившие дальние угодья (более 100 метров от улья), танцуют виляющими движениями, а прилетевшие с близких взятков — круговой.
В круговом варианте движений насекомое бежит по кругу то влево, то вправо. В виляющем — к этим движениям добавляется быстрое виляние брюшка во время пробега по прямой линии, до выхода на очередной круг.
Рис. 1. Виляющий танец пчелы
Следует отметить, что к пчелиному танцу добавляется шорох, создающийся краткими вибрациями крыльев (около 30 в секунду).
Важна длительность виляющего пробега. Чем дальше расстояние до угодья, тем танец пчелы-сборщицы дольше и интенсивнее.
Зависимость круговых пробегов от расстояния до взятка можно увидеть в таблице 1. За единицу времени принята четверть минуты.
| Расстояние до взятка (м) | Количество круговых прогонов танцовщицы | Количество виляний брюшком |
| 100 | 11 | 2 |
| 150 | 9 | 2-3 |
| 200 | 8 | 4 |
| 300 | 7 | 5-6 |
| 1000 | 4,5 | 15-16 |
Таблица 1. Зависимость количества пробегов и виляний брюшка от расстояния до медоноса
Из таблицы видно, что чем дальше медонос, тем медленнее ритм движений сборщицы. При этом интенсивность виляний брюшком увеличивается.
Направление, по которому нужно лететь за медом, сборщица указывает фигурами в танце. В зависимости от положения 3 точек: солнца, улья и угодья, насекомое выбирает движения, интенсивность виляний и длительность кружения. Точки улей и угодье — постоянные величины, а положение солнца — переменная. В зависимости от угла, образованного перемещением солнца относительно постоянных величин, меняются движения насекомого.
Рисунок 2. Зависимость движений в танце пчелы от положения солнца относительно улья и угодья
Таким образом, танцующая сборщица указывает путь к медоносу именно виляющим пробегом по прямой. Как видно из рисунка, виляющий пробег не всегда одинаков.
Восьмерки выписываются насекомым разными способами:
Фигуры танца пчелы меняются в зависимости от изменения позиции солнца на небе.
Следует сказать, что не всякое насекомое, принесшее нектар в улей, танцует. Если взяток богат, то сборщица двигается усерднее и больше пчел вызывает на медонос. Однако, если взяток скудный, то насекомое относит нектар в соты, но не танцует.
На поведение «зазывалы» оказывает влияние ветер. Если он попутный, то пчела танцует так, как будто взяток находится ближе. При встречном ветре — медленнее.
Та же закономерность выявлена при полете сборщицы к медоносу вверх в гору, или вниз.
В 1952 году было сделано удивительное открытие. Оказывается, на поведение насекомых влияет количество запасов нектара и перги в улье. Если их мало, то пчелы вызывают друг друга и на скудные взятки.
Независимо от положения улья (горизонтального и вертикального) закономерности танца не меняются. Только если пчелы вынуждены двигаться спиной вниз в горизонтальном положении улья с летком, повернутым к земле, они начинают путаться. Причина этого — невидимость солнца для пчел.
Из всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
moremeda.ru
Пчелы собирают нектар на большом расстоянии до двух километров от улья. Насекомым нужно как-то сообщить своей семье, где находится медонос, для этого они используют свой язык – танец пчел. С помощью его разведчица говорит сборщице, где именно находится корм и как к нему долететь. Существует два вида танцев – виляющий и круговой, таким образом, насекомые между собой общаются. Также выделяют вихревый, который подает сигнал о роении.
В ясную погоду насекомые активно собирают нектар, если они обнаруживают, что за 100 метров находится большое количество цветов, они прилетают в улей, и начинают на сотах танцевать, при этом по кругу бегают – сначала делаю круг влево, затем вправо. Все остальные начинают окружать пчелу, затем направляются за ней, при этом с помощью своих усиков, нюхают брюшко разведчицы.
Круговой танец пчел
Этот танец говорит, что пчела нашла большое количество нектара и пыльцы недалеко от улья. Но при этом насекомое не говорит, куда именно лететь, в каком направлении. Все остальное пчелы понимают сами, с помощью аромата цветов, который остался на брюшке разведчицы.
После важного сообщения все работящие летят за добычей, найти место им помогает запах, который запомнился ими. Когда насекомые возвращаются с нектара в ясную погоду, они в летке сразу же начинают бегать по сотам вверх. Затем отдают собранный мед. После того как они освободились, танцуют кругом, при этом быстро бегают, могут поворачивать в разные стороны.
Разведчицы танцуют среди большой массы пчел, таким образом, завлекают других. Кружатся насекомые чаще всего считанные секунды, очень редко время может достигать одной минуты. После того, как танцовщица останавливается, может выделить небольшое количество собранного меда и продолжает свой танец. Когда заканчивает его, стремительно летит к летку, затем на работу к цветам и приносит еще пищи. После каждого возвращения, пчелы обязательно танцуют на сотах.
Круговой танец, кроме того, что показывает, где пища, он еще готовит насекомых к работе. После него, можно увидеть, что они себя чистит, приближается к летку и вылетает с дому. Затем его догоняют и другие работящие пчелы. После того как они возвращаются домой с грузом, также начинают активно танцевать, таким образом, еще больше насекомых присоединяется к ним. Танец всегда говорит об огромном взятке. Но при этом разведчица не летит с другими, они сами должны понять, куда им направляться.
Во время этого танца, насекомые начинают вилять своими брюшками, но это они делают, только бегая прямо, танец пчел похож на восьмерку. Взмахи брюшка говорят, где находится медонос, чем их больше, тем он ближе.
Виляющий танец пчел
Когда нектар находится от улья на 6 км дальше, тогда пчела будет вилять 8 раз брюшком за 1 секунду. В случае 20 виляний за секунду, нектар расположен через один километр. Немаловажную роль играет то, в каком темпе они танцуют:
Немаловажную роль играет и ветер в данной ситуации, если он встречный, он может замедлить темп, попутный ускорит. Если насекомые летят против ветра и он при этом сильный, разведчицы могут немного преувеличить расстояние. В случае попутного ветра, показывают меньшее расстояние.
С помощью танца пчелы могут рассказать, в каком направлении находится нектар. Если поверхность горизонтальная, танец происходит у летка, при этом линия, которая соединяется восьмерка, направляется в ту сторону, где находится пища. Когда пчела танцует прямо, она будет бежать в нужную сторону. Работящий вид внимательно все изучают, может запомнить показанный угол у летка, затем начинает лететь за взятком. Так танцуют в ясную погоду при чистом небе и солнце. В улье все происходит иначе.
В темноте пчелы не могут видеть, но они используют все свое осязание и обоняние в данной ситуации. При этом могут выполнять такие движения:
Уже доказано, что насекомые не сообщают о высоте своей цели в танце. Для этого проводились опыты, когда кормушки специально привязывали высоко, разведчицы не сообщали об этом.
С помощью такого своеобразного языка, пчела запоминает, где находится пища, чтобы не заблудится, ориентируется по солнцу в небе и том направление, которое прямолинейно изображалось во время танца.
Такой метод передачи информации является компасом, потому что она летит только по направлению. Танец на летке дает насекомым больше информации, чем на сотах, потому что они размещены сверху вниз, и пчелам нужно танцевать вертикально, так понять о месторасположении тяжелее.
Тем более в улье нет солнца, но пчелы не теряются, они направляются с помощью закона «сила тяжести», при этом танец изображает прямую, которая соединяет улей и солнце. Когда пчела виляет и бежит вверх по соте, значит, нужно лететь к солнцу, именно там находится корм. Когда бежит по прямой, значит, нужно лететь против солнца. В том случаи, если насекомое отклоняется влево или вправо, необходимо учитывать это и отклонятся от солнца в нужную сторону.
Насекомые могут анализировать информацию за счет своих омматидиевых глаз, с помощью их они чувствуют солнечное направление. В состав омматидия входит сетчатка, конус, хрусталик. Глазик у пчелы является светопреломляющим. Изолируют его черные клетки. При этом изображение у пчелы не является цельным, оно имеет мозаичный вид, каждый глазок видит отдельный объект.
Таким образом, пчела может без проблем найти дорогу к улью, нектарным цветам в ясную погоду, с помощью поляроида насекомое ориентируется и без солнца, но для этого все равно нужен небольшой просвет.
roypchel.ru
Танец пчел – это специфический вид коммуникации, используемый насекомыми в процессе сбора нектара. Он уникален и характерен исключительно для пчел, которые собирают провизию и пыльцу на большом расстоянии. Пчёлы в поисках медоноса разлетаются на расстояние до двух километров от улья. С помощью языка танца медоносная пчела доносит до рабочей пчелы подробную информацию о том, где находится медонос.
Сбор нектара начинается в хорошую погоду и рано с утра. Пробный вылет происходит на расстояние в 100 метров, если разведчики нашли там поляну с большим количеством цветов, то они возвращаются назад и танцуют на сотах. Первые движения пчёл осуществляются слева направо, описывая полный круг, а затем аналогичные действия производятся в обратном направлении. После этого рабочие пчёлы окружают группу разведчиков и обнюхивают их брюшка с помощью своих усиков.
Круговой танец информирует членов семейства о том, что разведчики обнаружили расположение источника с большим количеством нектара и пыльцы поблизости от домика. При этом разведчики не сообщают точного направления, поэтому рабочие ориентируются на запахи, исходящие от цветов и растений. Виляющий танец исполняется при расположении источника провизии на расстоянии свыше двух км.
Подобный способ передачи данных является своеобразной системой навигации (компасом), так как разведывательная группа летит по направлению к медоносу. При этом танец на летке является более ценным и информативным, чем на сотах. Это объясняется тем, что они располагаются сверху вниз и поэтому пчёлы вынуждены танцевать в вертикальном положении, а оно усложняет расшифровку и восприятие информации.
Дополнительные неудобства создаёт и то, что в жилище не попадают солнечные лучи. Однако это несильно мешает нормальной навигации насекомых, поскольку передвижение осуществляется по закону «силы тяжести», при котором танец изображает прямую линию, соединяющую домик и световой поток.
Если разведчик начинает вилять брюшком и направляется вверх по соте, остальные понимают, что необходимо двигаться в направлении солнца. Если ведущее насекомое движется прямо, это значит, что остальным нужно двигаться в обратном от солнца направлении. Отклонения влево или вправо говорят о необходимости поворота в ту или иную сторону от солнца.
С помощью языка танцев пчёлы запоминают место нахождения источника пищи и в качестве ориентира используют солнце, вместе с направлением, показанным в процессе танца.
У пчёл удивительная биология, которая помогает им не только собирать нектар, но и отлично ориентироваться в пространстве. Анализ полученных данных осуществляется с помощью омматидиевых глаз, реагирующих на потоки света. Глаза обладают светопреломляющими свойствами и воспроизводят окружающее пространство в виде отдельных объектов. Такое воспроизведение получается из-за мозаичнообразного строения глаз, каждый из которых отделён от других черными клетками.
Из-за этого пчеле не составляет трудностей определить путь к дому, а также полянам с цветами и растениями в безоблачную и ясную погоду. Однако и в отсутствии солнца насекомое может ориентироваться в пространстве с помощью поляроида при наличии минимального просвета.
На видео можно посмотреть этот необыкновенный и прекрасный танец.
При темноте для передвижения по жилищу и сообщения об источниках пищи ориентируются по солнцу, при этом выполняются немного иные движения, нежели при наличии света:
Открытие пчелиного языка принадлежит австралийскому учёному-зоологу Карлу фон Фришу. В рамках своих исследований он обнаружил, что для коммуникации внутри пчелиного семейства используется своеобразная азбука жестов, которые отображаются в некотором подобии танцевальных движений.
Такой своеобразный способ коммуникации очень важен в процессе роения, так как большинство насекомых предпочитает оставаться поблизости от дома, в то время как разведчики совершают постоянные вылеты для поисков места для строительства нового гнездовья. Пчёлам необходимо связываться между собой, и для этого используется, казалось первоначально необычный, но эффективный способ указать путь.
vdommed.com
Пчелы собирают нектар на большом расстоянии до двух километров от улья. Насекомым нужно как-то сообщить своей семье, где находится медонос, для этого они используют свой язык – танец пчел. С помощью его разведчица говорит сборщице, где именно находится корм и как к нему долететь. Существует два вида танцев – виляющий и круговой, таким образом, насекомые между собой общаются. Также выделяют вихревый, который подает сигнал о роении.
В ясную погоду насекомые активно собирают нектар, если они обнаруживают, что за 100 метров находится большое количество цветов, они прилетают в улей, и начинают на сотах танцевать, при этом по кругу бегают – сначала делаю круг влево, затем вправо. Все остальные начинают окружать пчелу, затем направляются за ней, при этом с помощью своих усиков, нюхают брюшко разведчицы.
Этот танец говорит, что пчела нашла большое количество нектара и пыльцы недалеко от улья. Но при этом насекомое не говорит, куда именно лететь, в каком направлении. Все остальное пчелы понимают сами, с помощью аромата цветов, который остался на брюшке разведчицы.
После важного сообщения все работящие летят за добычей, найти место им помогает запах, который запомнился ими. Когда насекомые возвращаются с нектара в ясную погоду, они в летке сразу же начинают бегать по сотам вверх. Затем отдают собранный мед. После того как они освободились, танцуют кругом, при этом быстро бегают, могут поворачивать в разные стороны.
Разведчицы танцуют среди большой массы пчел, таким образом, завлекают других. Кружатся насекомые чаще всего считанные секунды, очень редко время может достигать одной минуты. После того, как танцовщица останавливается, может выделить небольшое количество собранного меда и продолжает свой танец. Когда заканчивает его, стремительно летит к летку, затем на работу к цветам и приносит еще пищи. После каждого возвращения, пчелы обязательно танцуют на сотах.
Круговой танец, кроме того, что показывает, где пища, он еще готовит насекомых к работе. После него, можно увидеть, что они себя чистит, приближается к летку и вылетает с дому. Затем его догоняют и другие работящие пчелы. После того как они возвращаются домой с грузом, также начинают активно танцевать, таким образом, еще больше насекомых присоединяется к ним. Танец всегда говорит об огромном взятке. Но при этом разведчица не летит с другими, они сами должны понять, куда им направляться.
Во время этого танца, насекомые начинают вилять своими брюшками, но это они делают, только бегая прямо, танец пчел похож на восьмерку. Взмахи брюшка говорят, где находится медонос, чем их больше, тем он ближе.
Когда нектар находится от улья на 6 км дальше, тогда пчела будет вилять 8 раз брюшком за 1 секунду. В случае 20 виляний за секунду, нектар расположен через один километр. Немаловажную роль играет то, в каком темпе они танцуют:
Немаловажную роль играет и ветер в данной ситуации, если он встречный, он может замедлить темп, попутный ускорит. Если насекомые летят против ветра и он при этом сильный, разведчицы могут немного преувеличить расстояние. В случае попутного ветра, показывают меньшее расстояние.
С помощью танца пчелы могут рассказать, в каком направлении находится нектар. Если поверхность горизонтальная, танец происходит у летка, при этом линия, которая соединяется восьмерка, направляется в ту сторону, где находится пища. Когда пчела танцует прямо, она будет бежать в нужную сторону. Работящий вид внимательно все изучают, может запомнить показанный угол у летка, затем начинает лететь за взятком. Так танцуют в ясную погоду при чистом небе и солнце. В улье все происходит иначе.
В темноте пчелы не могут видеть, но они используют все свое осязание и обоняние в данной ситуации. При этом могут выполнять такие движения:
Уже доказано, что насекомые не сообщают о высоте своей цели в танце. Для этого проводились опыты, когда кормушки специально привязывали высоко, разведчицы не сообщали об этом.
С помощью такого своеобразного языка, пчела запоминает, где находится пища, чтобы не заблудится, ориентируется по солнцу в небе и том направление, которое прямолинейно изображалось во время танца.
Такой метод передачи информации является компасом, потому что она летит только по направлению. Танец на летке дает насекомым больше информации, чем на сотах, потому что они размещены сверху вниз, и пчелам нужно танцевать вертикально, так понять о месторасположении тяжелее.
Тем более в улье нет солнца, но пчелы не теряются, они направляются с помощью закона «сила тяжести», при этом танец изображает прямую, которая соединяет улей и солнце. Когда пчела виляет и бежит вверх по соте, значит, нужно лететь к солнцу, именно там находится корм. Когда бежит по прямой, значит, нужно лететь против солнца. В том случаи, если насекомое отклоняется влево или вправо, необходимо учитывать это и отклонятся от солнца в нужную сторону.
Насекомые могут анализировать информацию за счет своих омматидиевых глаз, с помощью их они чувствуют солнечное направление. В состав омматидия входит сетчатка, конус, хрусталик. Глазик у пчелы является светопреломляющим. Изолируют его черные клетки. При этом изображение у пчелы не является цельным, оно имеет мозаичный вид, каждый глазок видит отдельный объект.
Таким образом, пчела может без проблем найти дорогу к улью, нектарным цветам в ясную погоду, с помощью поляроида насекомое ориентируется и без солнца, но для этого все равно нужен небольшой просвет.
bees.agrogro.ru
Жданова Т. Д.
Деятельность всех пчел в улье целиком направлена на то, чтобы обеспечить благосостояние семьи. Искусственно изолированная от семьи пчела оказывается не жизнеспособной и вскоре погибает.
Четкое распределение труда в семье
В сообществе медоносных пчел труд особей строго разделен. Одни из них добывают пищу и приносят в улей, другие – забирают ее и складывают в соты, третьи – чистят ячейки, четвертые – крыльями, как вентилятором, проветривают улей, пятые – несут караульную службу, дежуря у входа, и не пропускают врагов. В семье существуют разведчики для поиска пропитания, няни для ухода за малышами, пчелы–уборщики, могильщики, которые уносят из улья мертвых. Пчелы-солдаты организованы в специальные воинские подразделения, которые несут службу по защите улья от похитителей меда, смело набрасываясь даже на медведя или человека.
Деятельность пчел четко распределяется на внешнюю и внутреннюю. Причем старшие особи занимаются внешними делами семьи, а младшие обычно выполняют внутренние работы. Их хорошо можно различить по окраске – молодые пчелы покрыты тонким беловатым пушком. Такое распределение обязанностей вызвано тем, что молодежь физически слабее и менее опытна, а домашняя работа требует меньшего напряжения и навыков. Более опасной, сложной и тяжелой внешней работой загружены те пчелы, которые более сильные и опытные. Однако некоторая их часть остается в улье для руководства и обучения молодых, и трудно понять, каким образом осуществляется такое распределение обязанностей среди старших пчел.
Врожденная программа деятельности рабочей пчелы
Каждая рабочая пчела своевременно обеспечивается всем необходимым для выполнения перечисленных выше функций. В ее организме точно в определенное время и в заданной последовательности включаются процессы перестройки. Эти процессы у каждой особи дополняются поведенческими механизмами, определенными для каждого этапа. Именно благодаря таким перестройкам организма вышедшие из яичек молодые пчелы проходят путь от чистки сот до самой сложной работы – сбора нектара и пыльцы. В самом начале трудовой жизни рабочей пчеле «поручается» чистить старые ячейки. Она вылизывает и выглаживает их до блеска, «со знанием дела», хотя ее этому никто не обучал. После развития у пчелы желез, выделяющих «молочко», включаются инстинктивные действия по уходу за маткой и потомством. Пчела начинает кормить «молочком» царицу, молодых личинок и личинок маток. Потом пчела переходит на работу по кормлению пергой взрослых личинок. Далее согласно «указаниям» наследственной программы она направляется на приемку корма. Здесь идет разделение работников – одни участвуют в приеме пищи у прилетающих пчел-сборщиц, а другие переносят ее в ячейки для хранения. И это делается без всякой сутолоки - каждый член семьи четко знает свои обязанности. Через неделю врожденные поведенческие механизмы заставят приемщицу сменить «профессию» и заняться уборкой мусора. А когда перемены в организме рабочей пчелы обеспечивают функционирование восковых желез, а это происходит с 12-го по 18-й день, она начинает вместе с другими особями заделывать ячейки и строить соты. После формирования ядовитых желез – рабочие пчелы становятся сторожами у летка. К трехнедельному возрасту организм рабочей пчелы полностью готов для роли сборщицы пищи. К этому времени она достаточно «мужает» и начинает хорошо летать. Перед этим молодые пчелы старательно тренируются, изредка вылетая из улья, держась в воздухе на небольшой высоте и обязательно повернув голову к улью.
Согласно наследственной программе общая закономерность и очередность выполнения перечисленных работ постоянна, однако «биография» отдельных пчел может отличаться друг от друга.
Итак, в индивидуальных действиях каждой особи, несомненно, основную роль играет наследственная программа, которая включает в определенное время механизмы перестройки организма, физиологические процессы и определенные поведенческие приемы. Благодаря этому пчелы знают, как ухаживать за самкой и расплодом, какая для этого нужна пища, какие нужно вести работы по ремонту сот и улья, как находить пищевой источник и многое-многое другое. Но существует еще немало вопросов, которые столетиями остаются без ответа. Каким образом пчелы распределяют между собой задания? Почему их совместные действия столь согласованы? Кто управляет всеми масштабными действиями целой семьи?
Врожденные строительные таланты
Среди многих инстинктивных проявлений, свойственных этим удивительным общественным насекомым наибольшее восхищение вызывает создание ими идеальных по форме сот. Пчелы четко скоординированно, быстро и «умело» строят в улье вертикальные ряды ячеек из воска, выделяемого брюшными железами. Структура пчелиных сот издавна не дает покоя ученым. Еще древние утверждали, что в основе сот могут лежать только такие геометрические фигуры, как треугольник, квадрат и шестиугольник, которые создают наиболее рациональную упаковку. Любая другая фигура неэкономична, так как оставляет свободное пространство между ячейками. И именно шестигранник обеспечил построение сот с возможностью хранения наибольшего количества меда. Математики рассчитали, что шестигранная фигура сот должна иметь углы в 700 и 32/. И действительно, при измерении сот эти расчеты точно подтвердились. То есть врожденные способности позволяют пчелам решать задачу на уровне высшей математики. Современные методы вычисления позволили по достоинству оценить и форму соединения ячеек. Их угловая часть являет собой пирамиду, состоящую из трех ромбов. Это не только исключает потери пространства за счет плотного прилегания ячеек друг к другу, но и требует минимума строительного материала. Десятисторонние призмы сот – истинное чудо «инженерного искусства» пчелиного сообщества! Объяснить такие «познания» пчел ученым пока не удалось. Ведь эти насекомые не знают геометрии, и конечно, не могут сравнивать между собой разные формы сосудов, чтобы выбрать наиболее оптимальную. Существует только одно объяснение - для создания сосуда такой совершенной формы рабочие пчелы изначально обеспечены уникальной врожденной программой и удивительно сложным, четко координируемым инстинктивным поведением.
Врожденная опрятность
Пчелы отличаются замечательной врожденной опрятностью, и благодаря целенаправленному инстинктивному поведению они строго следят за порядком общего жилища, а также чинят поломки в гнезде. Каждое утро рабочие пчелы проводят уборку в улье, вынося из него экскременты и трупы умерших насекомых. Если это «неподъемный» труп улитки или другого живого существа, проникшего в улей, пчелы принимают все меры, чтобы избежать гниения. Иногда личинки пчел погибают от болезней. Врожденные знания позволяют рабочим пчелам своевременно узнавать, где находится больная личинка, и для поддержания гигиенических условий в улье вскрывать ячейку и удалять ее погибающую обитательницу. Ученые установили, что вскрытие ячеек и удаление личинок контролируется различными генами, и существуют переключатели, которые последовательно запускают врожденные целесообразные действия насекомых.
Проветривание и отопление гнезда
За счет энергии, выделяемой пчелами, в гнезде всегда тепло. В помещении с расплодом температура поддерживается на уровне 350С. Если температура гнезда превышает допустимую норму, особенно в жаркие летние дни, пчелы проветривают свое жилище, вентилируя его оригинальным способом. Расположившись рядами по всему улью на разной высоте, одни пчелы быстрыми взмахами крыльев организуют направленное движение застоявшегося воздуха наружу. Другие пчелы при этом машут крыльями у входа в улей, загоняя внутрь внешний свежий воздух. Образовавшийся сильный воздушный поток понижает внутреннюю температуру в улье и освежает воздух. Эти проветривания делаются регулярно и довольно продолжительно. Если одна партия работников утомляется, наступает очередь другой, и они в строгом порядке приступают к работе. Каким-то, пока неизвестным способом координируются действия рабочих пчел, обеспечивая целенаправленность такой, казалось бы, несложной работы. Ведь благодаря слаженным движениям крыльев этих миниатюрных насекомых перемещение воздуха столь велико, что рука возле улья ощущает ветер. А когда в гнезде слишком сухо, определенные рабочие пчелы приносят в зобиках воду и смачивают соты для повышения влажности.
Издавна известна удивительная способность пчел создавать в улье «систему отопления» для индивидуального и общественного обогрева. Она особенно важна для сохранения жизни матки и потомства. Система настолько эффективна, что даже в сильные морозы в центре пчелиного улья температура не опускается ниже 140 С. Для поддержания тепла пчелы применяют целый комплекс целенаправленных инстинктивных действий. Во-первых, при осеннем похолодании они сбиваются в шар вокруг одной из рамок с сотами. Во-вторых, с помощью своих анализаторов насекомые определяют температуру в таком клубке и четко ее регулируют, теснее прижимаясь друг к другу в мороз и располагаясь свободнее при потеплении, что делает шар более рыхлым. В-третьих, пчелы постоянно двигают крыльями, ногами и брюшком для выработки тепла мышечными движениями. В-четвертых, идет постоянная ротация, когда одни особи, нагреваясь в центре шара, уступают место другим, находящимся снаружи. Ведь пчелы, расположившиеся на поверхности клубка, помогают сохранять его тепло, создавая своими мохнатыми тельцами защитный слой от проникновения холода.
Общественное пищевое поведение
Пищевое поведение пчел чаще всего представляет собой сложное переплетение различных стереотипных действий и приобретенных навыков, когда трудно достичь определенного результата на основе исключительно инстинктивного поведения.
На долю разведчиц, играющих важную роль в пищевом обеспечении семьи, выпадает необходимость постоянного разрешения трудных проблем.
Во-первых, им нужно найти подходящий источник пищи, для чего требуется распознать из множества объектов именно медоносное растение, которое способно дать сладкий нектар и пыльцу. Эти насекомые обладают хорошо развитым цветовым зрением. Они видят в ультрафиолетовых лучах особые метки - указателями нектара, которых люди со своим зрением не замечают. Исследования показали, что медоносная пчела охотно садится только на те цветные модели с пищевым подкреплением, которые имеют очертания и нужную окраску цветка, и для нее имеют значение наследственно известные ей малейшие детали в его рисунке.
Во-вторых, врожденная программа, приобретенный опыт и прекрасная память позволяют разведчицам сориентироваться и запомнить местонахождение медоносов по отношению к улью. Пчелы с молодости учатся запоминать навигационные ориентиры и пользуются приобретенными навыками всю свою жизнь.
В-третьих, медоносные цветки каждого вида расцветают в свою пору и открываются в определенное время суток. Поэтому, чтобы собрать нектар (и попутно опылить максимальное количество цветков), пчелы должны знать не только то, какие растения его дадут, но и то, в какое время и в каком месте можно его добыть.
В-четвертых, существует еще одна сложность, с которой сталкивается разведчица - это постоянно меняющиеся условия внешней среды. При вылете пчелы из улья солнце может быть либо хорошо видно, либо скрыто облаками, а медоносные цветки после прошлого посещения могут быть либо все также зазывающе открыты, либо закрыться, увянуть. Запахи тоже могут сохраняться или измениться, смешиваясь с другими и т.п.
В-пятых, разведчица, совершив обратный путь, должна сообщить информацию о результатах своего поиска рабочим пчелам и убедить их лететь за кормом именно к этому источнику. И несмотря на то что при исследовании местности пчела-разведчица летела по сложной траектории, она должна рассчитать, зашифровать и выразить с помощью «языка танцев» сведения о наиболее коротком и экономичном пути с учетом качества и удаленности пищи от улья.
Ученые задаются вопросом, какой же врожденной «компьютерной» программой должны обладать пчелы, чтобы учитывать все трудности, с которыми постоянно сталкивается разведчица, и обеспечивать закономерную последовательность своих сложнейших действий? Несомненно, для этого пчелы наделены уникальными врожденными знаниями, памятью, возможностью обучаться, великолепными органами чувств, системами ориентации и коммуникации для передачи информации членам семьи и многими другими способностями.
Целесообразные устройства для пищедобывания
Медоносные пчелы обеспечены удивительно целесообразным устройством ног и ротового аппарата для сбора нектара и пыльцы. Основными элементами в собирательном устройстве, расположенном на задних ногах пчелы, являются корзиночка, гребень и щеточка. Перелетая с цветка на цветок, она собирает пыльцу, которая прилипает к густым волоскам головы и груди. А далее пчела организует четко координируемые действия органов движения по образованию комков пыльцы. Счищенная с тела в основном с помощью передних ног пыльца скапливается в щеточках средних ног, которые зажимаются и протаскиваются между щеточками задних ног. Когда в щеточках на обеих задних ногах собирается достаточное количество пыльцы, пчела гребнем каждой ноги быстро вычесывает эти щеточки. В результате на наружной поверхности гребней образуется по комочку пыльцы. Затем лапка начинает совершать маятникообразные движения, чтобы переместить комочек внутрь корзиночки, где его будут удерживать специально изогнутый к входу волос и боковые волоски. Наследственная программа медоносной пчелы обеспечивает цикличность этих механизмов сбора пыльцы, благодаря чему в корзиночке постепенно образуется большой ее комок. Прилетев домой, пчела ловкими движениями, упираясь средней ногой в верхних конец комка, выталкивает его в специальную ячейку для хранения пыльцы. Также целесообразно устроен для добывания нектара ее ротовой аппарат – длинный хоботок, оканчивающийся заостренным язычком.
Биокоммуникация
Общественная организация пчел, несомненно, предполагает взаимодействие между членами сообщества с обменом информацией. Одним из удивительных примеров коммуникации пчел является их способность передавать друг другу точные сведения о том, в какой точке пространства находится источник пищи и как этой точки удобнее достичь.
У пчел, как и у других насекомых, среди различных способов коммуникации существует общение на химическом уровне с помощью феромонов, вырабатываемых железами наружной секреции. Этот «язык» позволяет объясняться с собратьями и координировать определенные совместные действия. Так, выделения матки пчел в небольшом улье тормозят поведение рабочих особей, которые воспитывают других маток, а феромон тревоги призывает к нападению пчел на человека или животное, находящихся поблизости от их гнезда. После того, как ужалит одна пчела, очень быстро ей на помощь может прилететь целый рой. Ведь перед тем как ужалить, пчела выделяет в воздух феромон, который способен призвать соплеменников при концентрации всего до 10 -17 молекул в 1 см 3. Химическая регуляция очень интересна и еще мало изучена.
У пчел крылья, помимо своего основного назначения, обеспечивают и звуковую сигнализацию. Различными оттенками их гудения пчела создает разные сигнальные эффекты. Пчеловоды давно используют эти знания на практике. Особым жужжание пчел становится перед роением. Это определяется с помощью микрофона и специально разработанной усилительной системы. Автоматически распознанные изменения звуковых колебаний поступают в дом пасечника. Сигнал оповещает, что пришло время принимать меры, чтобы не упустить рой.
Язык «танцев»
О «языке танцев» медоносной пчелы, открытом в двадцатые годы прошлого века известным зоологом Карлом фон Фришем, известно почти каждому школьнику. Как считают ученые, этот пчелиный язык чрезвычайно точен и выразителен. Пчелы знают его в достаточной мере, чтобы объяснить собратьям, где расположен источник пищи, как далеко лететь за нектаром, каким образом добраться до нужного поля, где делать повороты или какие огибать препятствия.
Как было сделано открытие? Ученому давно было ясно, что пчелы обладают превосходной разведывательной службой, но было непонятно, как организуется поход группы соплеменников за добычей. Для выявления механизмов такого общения ученый проследил за поведением пчел-разведчиц, попробовавших в кормушке сахарный сироп. Он был поражен, когда, вернувшись в улей, разведчица исполнила на медовых сотах круговой танец. Этим она привела в сильное возбуждение находящихся рядом других пчел, которые немедленно полетели к кормушке. Дальнейшие исследования показали, что танец пчел намного сложнее, чем казалось первоначально.
Открытие Фриша долгое время ставилось под сомнение, предполагалось, что для приглашения к полету разведчица использует запах. Ученые не верили, что пчела способна передавать информацию с помощью сложнейшей системы дистанционного (визуального) наведения. Ведь она включает абстрактные символы, что характерно именно для языка. Идеальным разрешением спора могли стать результаты эксперимента с танцами пчелы-робота под контролем человека. И действительно, таким образом, удалось вступить в диалог с семьей пчел, которые воспринимали танец искусственной пчелы, как информацию о расстоянии до кормушек. Был подтвержден сам факт использования пчелами «языка танцев», расшифровка которого продолжается до сих пор. Карл фон Фриш получил Нобелевскую премию, а мир вынужден был признать, что передавать информацию в символической форме способны не только так называемые «высшие» животные, но и скромное беспозвоночное создание – пчела.
Информация о пищевом источнике
Разведчицы, исполняя свой танец, сообщают с его помощью другим пчелам-сборщицам информацию о месте нахождении корма, направлении полета к богатому пищевому источнику и другие сведения. Если корм находится близко, то исполняется круговой танец – пчела двигается по кругу. Если же расстояние до корма более 100 м, то исполняется виляющий танец. Этот танец содержит сложную информацию и о расстоянии до корма и о направлении, в котором следует лететь. При этого расстояние закодировано в виде продолжительности прямого пробега в танце, сопровождаемом определенным жужжащим звуком. А направление полета по отношению к Солнцу сообщается с помощью угла между линией прямого пробега и направлением силы тяжести. Таким образом, разведчица наделена способностью не только запомнить ориентиры и составить «внутреннюю карту» полета к пищевому источнику, но еще и кодировать эту информацию, чтобы выразить ее языком танца и передать своим собратьям. При этом пчела-разведчица выступает опытным шифровальщиком, имея генетически заложенные коды и способы их применения. Другие сборщицы внимательно наблюдают за характером ее движений и переводят для себя «язык танца» в информацию о том, где находится источник. То есть они ее декодируют с помощью такого же врожденного шифровального механизма. При этом для целенаправленного движения к корму пчелы–наблюдательницы снова пересчитывают значение угла танца по отношению к силе тяжести в значении угла по отношению к Солнцу.
Запах, которым пропиталась «танцовщица», указывает на то, какие цветы предназначены для посещения. Но если источник пищи, например, кормушка с сахарным сиропом, не имеет запаха, пчела обязательно пометит его выделениями пахучей железы, и при танце эта железа выпячивается.
Ученые пришли к заключению, что пчелы могут использовать статическое электричество как средство связи, как сигнальную информацию внутри улья. Вероятно, обитатели улья отличают разведчицу-«танцовщицу от всех прилетающих пчел-сборщиц (хотя все они с запахом добычи) по более высоким зарядам ее тела. Сборщицы следуют за ней для наблюдения за «танцем»– рассказом о богатом источнике пищи. Следует отметить, что искусственно созданное внешнее электрическое поле является существенным экологическим фактором, негативно влияя на поведение насекомых, нарушая их комфорт и препятствуя движению. Так, пчелиные семьи в ульях, расположенных под линиями электропередач (ЛЭП), слабеют и отличаются малой продуктивностью. А если улей поместить в установку с большим электрическим полем, чем возле ЛЭП, наблюдается резкое возбуждение пчел, повышение температуры внутри гнезда и вылет всей семьи. Следовательно, природное электрическое поле помогает живым существам, а искусственное – приносит им вред.
Информация о новом месте и об угрозе отравления
Подобные танцы исполняют и разведчики роящихся пчел. Они используют визуальную информацию для передачи сведений не только о пище, но и о подходящем месте для нового гнезда. Расшифровав информацию, содержащуюся в танце разведчика роящихся пчел, специалист может точно определить место их предполагаемого гнездовья.
В недавнее время исследователями были открыты «отпугивающие» танцы, которые оповещают об угрозе отравления инсектицидами, что наглядно демонстрирует гибкость реального поведения пчел. Во-первых, их способность адекватно отреагировать на деятельность человека, угрожающую жизни особей и всей семьи. А во-вторых, подтверждает существование системы перевода в «язык танца» опасных ситуаций.
Сложность «языка танцев»
Этой системой коммуникации пчелы пользуются в повседневной совместной работе, и она является достаточно гибкой. Ведь в основе «языка танцев» лежат врожденные действия особей и приобретенный в результате обучения опыт. Например, каждой сборщице, прилетевшей в улей с богатой добычей, инстинктивно известно, как совершать танец, но опытные сборщицы более полно указывают на источник корма. А чтобы считывать информацию, молодым пчелам приходится учиться, изучая «азбуку языка танцев», чтобы связывать его тип и отдельные танцевальные элементы с определенным местом на кормовом участке и т.п.
Чем глубже исследования, связанные с уникальным языком пчел, тем более сложным он представляется. Оказывается, расстояние до корма пчелы способны показывать и уточнять одиннадцатью параметрами танца – его продолжительностью, темпом, количеством виляний брюшком, длительностью сопровождающих танец звуковых сигналов. Множество исследований, в том числе и современных с помощью кино– и видеосъемки, показывают широкие возможности пчел, обеспечивающие высокую точность указания цели. Если разведчицы при поиске корма вынуждены были огибать холм, то в танце они указывали прямое направление, а расстояние – с учетом усилий, затраченных на облет холма. В одной из серий опытов перед ульем помещали тоннель, а емкость с сиропом ставили либо в конце его, либо за поворотом под прямым углом. В первом случае пчелы указывали точное расстояние по прямой. А во втором – направление, указанное разведчиками, соответствовало гипотенузе угла поворота. Если же тоннель был круглым или V-образным, танцы пчел были настолько сложными, что расшифровать их не удалось.
Вместе со своей уникальностью язык пчел в то же время отличается и некоторой ограниченностью. Так, пчелы способны передавать информацию о наличии корма только в горизонтальной плоскости. В их языке нет понятия «вверх» - врожденные знания показывают пчелам, что цветы не могут расти на небесах. Это было установлено опытным путем, когда улей расположили внизу радиобашни, а корм – наверху. Приманку показали пчелам-разведчицам, но те не смогли мобилизовать туда сборщиц. Эти ограничения языка танцев пчел свидетельствуют о его «закрытости», тогда как языки человека являются превосходной открытой системой.
Сравнение «языков» пчел и других животных
А в какой степени можно сравнивать сложное языковое поведение пчел с коммуникативной деятельностью других животных? Существует много определений критериев языка. По одному из них человек обладает в полном объеме семью определенными ключевыми свойствами языка, и только некоторые из них присущи естественным языкам животных. Коммуникативные системы у некоторых видов животных сравнивались по четырем группам – насекомые (медоносная пчела), рыбы (колюшка), птицы (серебристая чайка) и обезьяны (гиббон). Пчелы, как уже говорилось, наделены «языком танцев». Для самцов и самок колюшки характерна сигнализация о начале репродуктивного поведения путем изменения окраски и некоторых частей тела. У серебристой чайки родители начинают кормить своих птенцов, сигнализирующих о готовности принимать пищу с помощью клевков в направлении родительского клюва. Сообщество гиббонов обладает системой специальных криков, которые оповещают об опасности или общих потребностях. Как считают ученые, в каждом из приведенных способов общения присутствует, по крайней мере, одно из ключевых свойств языка. А танцам пчел приписывается максимальное для животных число свойств (шесть). Немаловажное значение для такого способа имеет количество информации, которую способны передавать эти насекомые. По мнению ученых, пчелы только о направлении полета могут передать около четырех бит информации. А максимальное количество информации, передаваемой «языком танцев», возможно, удастся установить после широкого спектра опытов.
superbotanik.net
Жданова Т. Д.
Деятельность всех пчел в улье целиком направлена на то, чтобы обеспечить благосостояние семьи. Искусственно изолированная от семьи пчела оказывается не жизнеспособной и вскоре погибает.
Четкое распределение труда в семье
В сообществе медоносных пчел труд особей строго разделен. Одни из них добывают пищу и приносят в улей, другие – забирают ее и складывают в соты, третьи – чистят ячейки, четвертые – крыльями, как вентилятором, проветривают улей, пятые – несут караульную службу, дежуря у входа, и не пропускают врагов. В семье существуют разведчики для поиска пропитания, няни для ухода за малышами, пчелы–уборщики, могильщики, которые уносят из улья мертвых. Пчелы-солдаты организованы в специальные воинские подразделения, которые несут службу по защите улья от похитителей меда, смело набрасываясь даже на медведя или человека.
Деятельность пчел четко распределяется на внешнюю и внутреннюю. Причем старшие особи занимаются внешними делами семьи, а младшие обычно выполняют внутренние работы. Их хорошо можно различить по окраске – молодые пчелы покрыты тонким беловатым пушком. Такое распределение обязанностей вызвано тем, что молодежь физически слабее и менее опытна, а домашняя работа требует меньшего напряжения и навыков. Более опасной, сложной и тяжелой внешней работой загружены те пчелы, которые более сильные и опытные. Однако некоторая их часть остается в улье для руководства и обучения молодых, и трудно понять, каким образом осуществляется такое распределение обязанностей среди старших пчел.
Врожденная программа деятельности рабочей пчелы
Каждая рабочая пчела своевременно обеспечивается всем необходимым для выполнения перечисленных выше функций. В ее организме точно в определенное время и в заданной последовательности включаются процессы перестройки. Эти процессы у каждой особи дополняются поведенческими механизмами, определенными для каждого этапа. Именно благодаря таким перестройкам организма вышедшие из яичек молодые пчелы проходят путь от чистки сот до самой сложной работы – сбора нектара и пыльцы. В самом начале трудовой жизни рабочей пчеле «поручается» чистить старые ячейки. Она вылизывает и выглаживает их до блеска, «со знанием дела», хотя ее этому никто не обучал. После развития у пчелы желез, выделяющих «молочко», включаются инстинктивные действия по уходу за маткой и потомством. Пчела начинает кормить «молочком» царицу, молодых личинок и личинок маток. Потом пчела переходит на работу по кормлению пергой взрослых личинок. Далее согласно «указаниям» наследственной программы она направляется на приемку корма. Здесь идет разделение работников – одни участвуют в приеме пищи у прилетающих пчел-сборщиц, а другие переносят ее в ячейки для хранения. И это делается без всякой сутолоки — каждый член семьи четко знает свои обязанности. Через неделю врожденные поведенческие механизмы заставят приемщицу сменить «профессию» и заняться уборкой мусора. А когда перемены в организме рабочей пчелы обеспечивают функционирование восковых желез, а это происходит с 12-го по 18-й день, она начинает вместе с другими особями заделывать ячейки и строить соты. После формирования ядовитых желез – рабочие пчелы становятся сторожами у летка. К трехнедельному возрасту организм рабочей пчелы полностью готов для роли сборщицы пищи. К этому времени она достаточно «мужает» и начинает хорошо летать. Перед этим молодые пчелы старательно тренируются, изредка вылетая из улья, держась в воздухе на небольшой высоте и обязательно повернув голову к улью.
Согласно наследственной программе общая закономерность и очередность выполнения перечисленных работ постоянна, однако «биография» отдельных пчел может отличаться друг от друга.
Итак, в индивидуальных действиях каждой особи, несомненно, основную роль играет наследственная программа, которая включает в определенное время механизмы перестройки организма, физиологические процессы и определенные поведенческие приемы. Благодаря этому пчелы знают, как ухаживать за самкой и расплодом, какая для этого нужна пища, какие нужно вести работы по ремонту сот и улья, как находить пищевой источник и многое-многое другое. Но существует еще немало вопросов, которые столетиями остаются без ответа. Каким образом пчелы распределяют между собой задания? Почему их совместные действия столь согласованы? Кто управляет всеми масштабными действиями целой семьи?
Врожденные строительные таланты
Среди многих инстинктивных проявлений, свойственных этим удивительным общественным насекомым наибольшее восхищение вызывает создание ими идеальных по форме сот. Пчелы четко скоординированно, быстро и «умело» строят в улье вертикальные ряды ячеек из воска, выделяемого брюшными железами. Структура пчелиных сот издавна не дает покоя ученым. Еще древние утверждали, что в основе сот могут лежать только такие геометрические фигуры, как треугольник, квадрат и шестиугольник, которые создают наиболее рациональную упаковку. Любая другая фигура неэкономична, так как оставляет свободное пространство между ячейками. И именно шестигранник обеспечил построение сот с возможностью хранения наибольшего количества меда. Математики рассчитали, что шестигранная фигура сот должна иметь углы в 700 и 32/. И действительно, при измерении сот эти расчеты точно подтвердились. То есть врожденные способности позволяют пчелам решать задачу на уровне высшей математики. Современные методы вычисления позволили по достоинству оценить и форму соединения ячеек. Их угловая часть являет собой пирамиду, состоящую из трех ромбов. Это не только исключает потери пространства за счет плотного прилегания ячеек друг к другу, но и требует минимума строительного материала. Десятисторонние призмы сот – истинное чудо «инженерного искусства» пчелиного сообщества! Объяснить такие «познания» пчел ученым пока не удалось. Ведь эти насекомые не знают геометрии, и конечно, не могут сравнивать между собой разные формы сосудов, чтобы выбрать наиболее оптимальную. Существует только одно объяснение — для создания сосуда такой совершенной формы рабочие пчелы изначально обеспечены уникальной врожденной программой и удивительно сложным, четко координируемым инстинктивным поведением.
Врожденная опрятность
Пчелы отличаются замечательной врожденной опрятностью, и благодаря целенаправленному инстинктивному поведению они строго следят за порядком общего жилища, а также чинят поломки в гнезде. Каждое утро рабочие пчелы проводят уборку в улье, вынося из него экскременты и трупы умерших насекомых. Если это «неподъемный» труп улитки или другого живого существа, проникшего в улей, пчелы принимают все меры, чтобы избежать гниения. Иногда личинки пчел погибают от болезней. Врожденные знания позволяют рабочим пчелам своевременно узнавать, где находится больная личинка, и для поддержания гигиенических условий в улье вскрывать ячейку и удалять ее погибающую обитательницу. Ученые установили, что вскрытие ячеек и удаление личинок контролируется различными генами, и существуют переключатели, которые последовательно запускают врожденные целесообразные действия насекомых.
Проветривание и отопление гнезда
За счет энергии, выделяемой пчелами, в гнезде всегда тепло. В помещении с расплодом температура поддерживается на уровне 350С. Если температура гнезда превышает допустимую норму, особенно в жаркие летние дни, пчелы проветривают свое жилище, вентилируя его оригинальным способом. Расположившись рядами по всему улью на разной высоте, одни пчелы быстрыми взмахами крыльев организуют направленное движение застоявшегося воздуха наружу. Другие пчелы при этом машут крыльями у входа в улей, загоняя внутрь внешний свежий воздух. Образовавшийся сильный воздушный поток понижает внутреннюю температуру в улье и освежает воздух. Эти проветривания делаются регулярно и довольно продолжительно. Если одна партия работников утомляется, наступает очередь другой, и они в строгом порядке приступают к работе. Каким-то, пока неизвестным способом координируются действия рабочих пчел, обеспечивая целенаправленность такой, казалось бы, несложной работы. Ведь благодаря слаженным движениям крыльев этих миниатюрных насекомых перемещение воздуха столь велико, что рука возле улья ощущает ветер. А когда в гнезде слишком сухо, определенные рабочие пчелы приносят в зобиках воду и смачивают соты для повышения влажности.
Издавна известна удивительная способность пчел создавать в улье «систему отопления» для индивидуального и общественного обогрева. Она особенно важна для сохранения жизни матки и потомства. Система настолько эффективна, что даже в сильные морозы в центре пчелиного улья температура не опускается ниже 140 С. Для поддержания тепла пчелы применяют целый комплекс целенаправленных инстинктивных действий. Во-первых, при осеннем похолодании они сбиваются в шар вокруг одной из рамок с сотами. Во-вторых, с помощью своих анализаторов насекомые определяют температуру в таком клубке и четко ее регулируют, теснее прижимаясь друг к другу в мороз и располагаясь свободнее при потеплении, что делает шар более рыхлым. В-третьих, пчелы постоянно двигают крыльями, ногами и брюшком для выработки тепла мышечными движениями. В-четвертых, идет постоянная ротация, когда одни особи, нагреваясь в центре шара, уступают место другим, находящимся снаружи. Ведь пчелы, расположившиеся на поверхности клубка, помогают сохранять его тепло, создавая своими мохнатыми тельцами защитный слой от проникновения холода.
Общественное пищевое поведение
Пищевое поведение пчел чаще всего представляет собой сложное переплетение различных стереотипных действий и приобретенных навыков, когда трудно достичь определенного результата на основе исключительно инстинктивного поведения.
На долю разведчиц, играющих важную роль в пищевом обеспечении семьи, выпадает необходимость постоянного разрешения трудных проблем.
Во-первых, им нужно найти подходящий источник пищи, для чего требуется распознать из множества объектов именно медоносное растение, которое способно дать сладкий нектар и пыльцу. Эти насекомые обладают хорошо развитым цветовым зрением. Они видят в ультрафиолетовых лучах особые метки — указателями нектара, которых люди со своим зрением не замечают. Исследования показали, что медоносная пчела охотно садится только на те цветные модели с пищевым подкреплением, которые имеют очертания и нужную окраску цветка, и для нее имеют значение наследственно известные ей малейшие детали в его рисунке.
Во-вторых, врожденная программа, приобретенный опыт и прекрасная память позволяют разведчицам сориентироваться и запомнить местонахождение медоносов по отношению к улью. Пчелы с молодости учатся запоминать навигационные ориентиры и пользуются приобретенными навыками всю свою жизнь.
В-третьих, медоносные цветки каждого вида расцветают в свою пору и открываются в определенное время суток. Поэтому, чтобы собрать нектар (и попутно опылить максимальное количество цветков), пчелы должны знать не только то, какие растения его дадут, но и то, в какое время и в каком месте можно его добыть.
В-четвертых, существует еще одна сложность, с которой сталкивается разведчица — это постоянно меняющиеся условия внешней среды. При вылете пчелы из улья солнце может быть либо хорошо видно, либо скрыто облаками, а медоносные цветки после прошлого посещения могут быть либо все также зазывающе открыты, либо закрыться, увянуть. Запахи тоже могут сохраняться или измениться, смешиваясь с другими и т.п.
В-пятых, разведчица, совершив обратный путь, должна сообщить информацию о результатах своего поиска рабочим пчелам и убедить их лететь за кормом именно к этому источнику. И несмотря на то что при исследовании местности пчела-разведчица летела по сложной траектории, она должна рассчитать, зашифровать и выразить с помощью «языка танцев» сведения о наиболее коротком и экономичном пути с учетом качества и удаленности пищи от улья.
Ученые задаются вопросом, какой же врожденной «компьютерной» программой должны обладать пчелы, чтобы учитывать все трудности, с которыми постоянно сталкивается разведчица, и обеспечивать закономерную последовательность своих сложнейших действий? Несомненно, для этого пчелы наделены уникальными врожденными знаниями, памятью, возможностью обучаться, великолепными органами чувств, системами ориентации и коммуникации для передачи информации членам семьи и многими другими способностями.
Целесообразные устройства для пищедобывания
Медоносные пчелы обеспечены удивительно целесообразным устройством ног и ротового аппарата для сбора нектара и пыльцы. Основными элементами в собирательном устройстве, расположенном на задних ногах пчелы, являются корзиночка, гребень и щеточка. Перелетая с цветка на цветок, она собирает пыльцу, которая прилипает к густым волоскам головы и груди. А далее пчела организует четко координируемые действия органов движения по образованию комков пыльцы. Счищенная с тела в основном с помощью передних ног пыльца скапливается в щеточках средних ног, которые зажимаются и протаскиваются между щеточками задних ног. Когда в щеточках на обеих задних ногах собирается достаточное количество пыльцы, пчела гребнем каждой ноги быстро вычесывает эти щеточки. В результате на наружной поверхности гребней образуется по комочку пыльцы. Затем лапка начинает совершать маятникообразные движения, чтобы переместить комочек внутрь корзиночки, где его будут удерживать специально изогнутый к входу волос и боковые волоски. Наследственная программа медоносной пчелы обеспечивает цикличность этих механизмов сбора пыльцы, благодаря чему в корзиночке постепенно образуется большой ее комок. Прилетев домой, пчела ловкими движениями, упираясь средней ногой в верхних конец комка, выталкивает его в специальную ячейку для хранения пыльцы. Также целесообразно устроен для добывания нектара ее ротовой аппарат – длинный хоботок, оканчивающийся заостренным язычком.
Биокоммуникация
Общественная организация пчел, несомненно, предполагает взаимодействие между членами сообщества с обменом информацией. Одним из удивительных примеров коммуникации пчел является их способность передавать друг другу точные сведения о том, в какой точке пространства находится источник пищи и как этой точки удобнее достичь.
У пчел, как и у других насекомых, среди различных способов коммуникации существует общение на химическом уровне с помощью феромонов, вырабатываемых железами наружной секреции. Этот «язык» позволяет объясняться с собратьями и координировать определенные совместные действия. Так, выделения матки пчел в небольшом улье тормозят поведение рабочих особей, которые воспитывают других маток, а феромон тревоги призывает к нападению пчел на человека или животное, находящихся поблизости от их гнезда. После того, как ужалит одна пчела, очень быстро ей на помощь может прилететь целый рой. Ведь перед тем как ужалить, пчела выделяет в воздух феромон, который способен призвать соплеменников при концентрации всего до 10 -17 молекул в 1 см 3. Химическая регуляция очень интересна и еще мало изучена.
У пчел крылья, помимо своего основного назначения, обеспечивают и звуковую сигнализацию. Различными оттенками их гудения пчела создает разные сигнальные эффекты. Пчеловоды давно используют эти знания на практике. Особым жужжание пчел становится перед роением. Это определяется с помощью микрофона и специально разработанной усилительной системы. Автоматически распознанные изменения звуковых колебаний поступают в дом пасечника. Сигнал оповещает, что пришло время принимать меры, чтобы не упустить рой.
Язык «танцев»
О «языке танцев» медоносной пчелы, открытом в двадцатые годы прошлого века известным зоологом Карлом фон Фришем, известно почти каждому школьнику. Как считают ученые, этот пчелиный язык чрезвычайно точен и выразителен. Пчелы знают его в достаточной мере, чтобы объяснить собратьям, где расположен источник пищи, как далеко лететь за нектаром, каким образом добраться до нужного поля, где делать повороты или какие огибать препятствия.
Как было сделано открытие? Ученому давно было ясно, что пчелы обладают превосходной разведывательной службой, но было непонятно, как организуется поход группы соплеменников за добычей. Для выявления механизмов такого общения ученый проследил за поведением пчел-разведчиц, попробовавших в кормушке сахарный сироп. Он был поражен, когда, вернувшись в улей, разведчица исполнила на медовых сотах круговой танец. Этим она привела в сильное возбуждение находящихся рядом других пчел, которые немедленно полетели к кормушке. Дальнейшие исследования показали, что танец пчел намного сложнее, чем казалось первоначально.
Открытие Фриша долгое время ставилось под сомнение, предполагалось, что для приглашения к полету разведчица использует запах. Ученые не верили, что пчела способна передавать информацию с помощью сложнейшей системы дистанционного (визуального) наведения. Ведь она включает абстрактные символы, что характерно именно для языка. Идеальным разрешением спора могли стать результаты эксперимента с танцами пчелы-робота под контролем человека. И действительно, таким образом, удалось вступить в диалог с семьей пчел, которые воспринимали танец искусственной пчелы, как информацию о расстоянии до кормушек. Был подтвержден сам факт использования пчелами «языка танцев», расшифровка которого продолжается до сих пор. Карл фон Фриш получил Нобелевскую премию, а мир вынужден был признать, что передавать информацию в символической форме способны не только так называемые «высшие» животные, но и скромное беспозвоночное создание – пчела.
Информация о пищевом источнике
Разведчицы, исполняя свой танец, сообщают с его помощью другим пчелам-сборщицам информацию о месте нахождении корма, направлении полета к богатому пищевому источнику и другие сведения. Если корм находится близко, то исполняется круговой танец – пчела двигается по кругу. Если же расстояние до корма более 100 м, то исполняется виляющий танец. Этот танец содержит сложную информацию и о расстоянии до корма и о направлении, в котором следует лететь. При этого расстояние закодировано в виде продолжительности прямого пробега в танце, сопровождаемом определенным жужжащим звуком. А направление полета по отношению к Солнцу сообщается с помощью угла между линией прямого пробега и направлением силы тяжести. Таким образом, разведчица наделена способностью не только запомнить ориентиры и составить «внутреннюю карту» полета к пищевому источнику, но еще и кодировать эту информацию, чтобы выразить ее языком танца и передать своим собратьям. При этом пчела-разведчица выступает опытным шифровальщиком, имея генетически заложенные коды и способы их применения. Другие сборщицы внимательно наблюдают за характером ее движений и переводят для себя «язык танца» в информацию о том, где находится источник. То есть они ее декодируют с помощью такого же врожденного шифровального механизма. При этом для целенаправленного движения к корму пчелы–наблюдательницы снова пересчитывают значение угла танца по отношению к силе тяжести в значении угла по отношению к Солнцу.
Запах, которым пропиталась «танцовщица», указывает на то, какие цветы предназначены для посещения. Но если источник пищи, например, кормушка с сахарным сиропом, не имеет запаха, пчела обязательно пометит его выделениями пахучей железы, и при танце эта железа выпячивается.
Ученые пришли к заключению, что пчелы могут использовать статическое электричество как средство связи, как сигнальную информацию внутри улья. Вероятно, обитатели улья отличают разведчицу-«танцовщицу от всех прилетающих пчел-сборщиц (хотя все они с запахом добычи) по более высоким зарядам ее тела. Сборщицы следуют за ней для наблюдения за «танцем»– рассказом о богатом источнике пищи. Следует отметить, что искусственно созданное внешнее электрическое поле является существенным экологическим фактором, негативно влияя на поведение насекомых, нарушая их комфорт и препятствуя движению. Так, пчелиные семьи в ульях, расположенных под линиями электропередач (ЛЭП), слабеют и отличаются малой продуктивностью. А если улей поместить в установку с большим электрическим полем, чем возле ЛЭП, наблюдается резкое возбуждение пчел, повышение температуры внутри гнезда и вылет всей семьи. Следовательно, природное электрическое поле помогает живым существам, а искусственное – приносит им вред.
Информация о новом месте и об угрозе отравления
Подобные танцы исполняют и разведчики роящихся пчел. Они используют визуальную информацию для передачи сведений не только о пище, но и о подходящем месте для нового гнезда. Расшифровав информацию, содержащуюся в танце разведчика роящихся пчел, специалист может точно определить место их предполагаемого гнездовья.
В недавнее время исследователями были открыты «отпугивающие» танцы, которые оповещают об угрозе отравления инсектицидами, что наглядно демонстрирует гибкость реального поведения пчел. Во-первых, их способность адекватно отреагировать на деятельность человека, угрожающую жизни особей и всей семьи. А во-вторых, подтверждает существование системы перевода в «язык танца» опасных ситуаций.
Сложность «языка танцев»
Этой системой коммуникации пчелы пользуются в повседневной совместной работе, и она является достаточно гибкой. Ведь в основе «языка танцев» лежат врожденные действия особей и приобретенный в результате обучения опыт. Например, каждой сборщице, прилетевшей в улей с богатой добычей, инстинктивно известно, как совершать танец, но опытные сборщицы более полно указывают на источник корма. А чтобы считывать информацию, молодым пчелам приходится учиться, изучая «азбуку языка танцев», чтобы связывать его тип и отдельные танцевальные элементы с определенным местом на кормовом участке и т.п.
Чем глубже исследования, связанные с уникальным языком пчел, тем более сложным он представляется. Оказывается, расстояние до корма пчелы способны показывать и уточнять одиннадцатью параметрами танца – его продолжительностью, темпом, количеством виляний брюшком, длительностью сопровождающих танец звуковых сигналов. Множество исследований, в том числе и современных с помощью кино– и видеосъемки, показывают широкие возможности пчел, обеспечивающие высокую точность указания цели. Если разведчицы при поиске корма вынуждены были огибать холм, то в танце они указывали прямое направление, а расстояние – с учетом усилий, затраченных на облет холма. В одной из серий опытов перед ульем помещали тоннель, а емкость с сиропом ставили либо в конце его, либо за поворотом под прямым углом. В первом случае пчелы указывали точное расстояние по прямой. А во втором – направление, указанное разведчиками, соответствовало гипотенузе угла поворота. Если же тоннель был круглым или V-образным, танцы пчел были настолько сложными, что расшифровать их не удалось.
Вместе со своей уникальностью язык пчел в то же время отличается и некоторой ограниченностью. Так, пчелы способны передавать информацию о наличии корма только в горизонтальной плоскости. В их языке нет понятия «вверх» — врожденные знания показывают пчелам, что цветы не могут расти на небесах. Это было установлено опытным путем, когда улей расположили внизу радиобашни, а корм – наверху. Приманку показали пчелам-разведчицам, но те не смогли мобилизовать туда сборщиц. Эти ограничения языка танцев пчел свидетельствуют о его «закрытости», тогда как языки человека являются превосходной открытой системой.
Сравнение «языков» пчел и других животных
А в какой степени можно сравнивать сложное языковое поведение пчел с коммуникативной деятельностью других животных? Существует много определений критериев языка. По одному из них человек обладает в полном объеме семью определенными ключевыми свойствами языка, и только некоторые из них присущи естественным языкам животных. Коммуникативные системы у некоторых видов животных сравнивались по четырем группам – насекомые (медоносная пчела), рыбы (колюшка), птицы (серебристая чайка) и обезьяны (гиббон). Пчелы, как уже говорилось, наделены «языком танцев». Для самцов и самок колюшки характерна сигнализация о начале репродуктивного поведения путем изменения окраски и некоторых частей тела. У серебристой чайки родители начинают кормить своих птенцов, сигнализирующих о готовности принимать пищу с помощью клевков в направлении родительского клюва. Сообщество гиббонов обладает системой специальных криков, которые оповещают об опасности или общих потребностях. Как считают ученые, в каждом из приведенных способов общения присутствует, по крайней мере, одно из ключевых свойств языка. А танцам пчел приписывается максимальное для животных число свойств (шесть). Немаловажное значение для такого способа имеет количество информации, которую способны передавать эти насекомые. По мнению ученых, пчелы только о направлении полета могут передать около четырех бит информации. А максимальное количество информации, передаваемой «языком танцев», возможно, удастся установить после широкого спектра опытов.
www.ronl.ru
