Чувства обоняния и вкуса у пчел
Человек любит говорить о своих «пяти чувствах», хотя наука уже давно установила, что, кроме чувства зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания, существуют еще и некоторые другие чувства, которым у нас соответствуют специальные органы. Например, орган равновесия размещен в среднем ухе, а микроскопически малые органы восприятия тепла и холода — в коже. Эти чувства играют в нашей жизни подчиненную роль, поэтому они до сих пор и не приобрели популярности.
Однако и пять давно известных чувств не равноценны. Тот, кто потерял зрение, потерпел тяжелый урон; достаточно пробыть несколько минут в обществе слепого, чтобы понять, как жестоко он обижен судьбой. С другими людьми мы можем общаться годами и не замечать, что у них полностью утрачено чувство обоняния — так незначительно изменилась их жизнь в связи с этой потерей. Именно чувство зрения является для нас основным. А вот для многих животных такое значение имеет чувство обоняния. Для собаки или лошади утрата обоняния так же катастрофична, как для людей потеря зрения.
Для пчелы чувства зрения
О значении запаха цветов.
Если внимательно присмотреться к пчелам, собирающим мед на цветущем лугу, можно сделать замечательное наблюдение: одна пчела спешит с цветка на цветок клевера и не обращает внимания на остальные цветы; другая в это же время перелетает с незабудки на незабудку, совершенно не обращая внимания на клевер и другие растения; третья как будто специализировалась только на тимьяне. Проанализировав эти факты, можно установить, что, как правило, каждая рабочая пчела в течение многих дней собирает нектар с цветков растений определенного вида; биологи говорят, что пчелы отличаются «цветочным постоянством». Это относится, конечно, только к отдельным индивидам, а не ко всей семье; когда группа пчел собирает нектар с клевера, другие рабочие пчелы из того же улья могут избрать целью своих полетов незабудку, тимьян или какие-нибудь другие цветы.
Цветочное постоянство выгодно как для пчел, так и для растений. Для пчел — потому что они, сохраняя верность цветкам определенных видов растений, повсюду встречают одинаковые условия работы, к которым они приспособились. Только тот, кто наблюдал, как долго пчела, прилетевшая в первый раз на какой-нибудь определенный цветок, ощупывает его своим хоботком, пока не найдет спрятанных капелек нектара, и как ловко она впоследствии достигает цели, может понять, какую экономию времени дает цветочное постоянство. Но еще большее значение имеет такое поведение пчел для цветов, так как от этого зависит их быстрое и успешное опыление; кроме того, цветочная пыльца, например клевера, оказалась бы совершенно непригодной для тимьяна.
До сих пор все пока просто и ясно. Но цветочное постоянство дает повод и для размышлений. Каким образом удается пчелам так уверенно отыскивать на лугу цветы растений одного вида? По их окраске? Отчасти, конечно, да, но только различных видов цветов значительно больше, чем цветочных окрасок. Однако каждый вид цветов имеет свой, присущий только ему запах. Именно он мог бы служить великолепным отличительным и опознавательным знаком цветов каждого вида, если только пчелы в состоянии его воспринимать и ориентироваться по нему. Как мы можем узнать, делают ли они это?
Дрессировка на запах.
Чтобы спросить об этом пчел, воспользуемся приемом.. оказавшимся очень полезным при исследовании деятельности органов чувств у животных, а именно применим метод дрессировки. Поставим где-нибудь на открытом воздухе столик, а на нем чашку с медом. Пчелы быстро приспособятся собирать сладкий взяток и уносить его к себе домой. Как и при посещении цветов, одни и те же пчелы будут постоянно возвращаться к открытому ими источнику взятка. Это позволяет несколько изменять условия опыта.
С помощью небольших количеств меда приучим пчел летать в картонную коробку с откидывающейся крышкой. В передней стенке коробки устроим леток (рис. 35), а внутрь поставим кормушку с сахарным сиропом. Теперь уберем душистый мед, а на внутреннюю полочку, над летком, положим ароматный цветок, например розу (рис. 36). Рядом с коробкой, в которой находятся корм и роза, поставим несколько пустых коробок без корма и без роз. Чтобы пчелы, обладающие отличной памятью на место, не привыкали к определенному порядку размещения предметов, коробку с кормушкой будем периодически менять местами то с одной, то с другой пустой коробкой. Таким образом, запах останется единственным надежным путеводителем к нужному месту. Научатся ли пчелы им пользоваться?
Спустя несколько часов можно провести решающий опыт. Выставим чистые коробки, которые не имеют еще следов пчел, а по внешнему виду и запаху совершенно не отличаются друг от друга. В одну из них положим ароматную розу, но не поместим корм. Уже через несколько секунд нам станет совершенно ясным поведение пчел: одна за другой подлетают они к летку коробки с запахом розы и входят в нее, а в коробки без запаха они не идут. Пчелы воспринимают запах розы и пользуются им как опознавательным знаком при отыскивании источника взятка.
Это нас уже не поражает. Но мы можем использовать описанный метод, чтобы точнее познакомиться с обонянием пчелы. Принимая во внимание факт цветочного постоянства и существующее разнообразие видов цветов, поинтересуемся прежде всего, насколько развита у пчел способность различать запахи. Поставим перед пчелами задачу — распознать среди многих других разнообразных запахов тот, на который их дрессировали.
В этом случае было бы нецелесообразно работать с цветами. Они пахнут то сильно, то слабо, да и сам по себе их запах, после того как они сорваны, иногда меняется непредвиденным образом. Кроме того, не всегда есть под рукой желаемый набор цветов.
На юге Франции известен отличный способ консервирования запаха свежих цветов: куски шерстяной ткани, пропитанные чистым, не имеющим запаха парафиновым маслом, несколько раз последовательно посыпают свежими цветками, например жасмина; масло впитывает запах цветков. Затем его выжимают из ткани, разливают по бутылкам и рассылают по всему миру для изготовления всевозможных изделий парфюмерной промышленности.
Таким образом, в бутылочке с маслом можно получить запах жасмина, розы, цветков апельсина и других растений, и если несколькими каплями этого масла смочить полочку, устроенную над летком в картонной коробке, то последняя наполнится цветочным ароматом удивительной чистоты. Кроме того, парфюмерная промышленность предоставляет в наше распоряжение очень богатый выбор ароматических веществ, например эфирных масел.
Теперь вернемся к нашему опыту. Мы дрессируем пчел на запах эфирного масла, имеющего аромат апельсиновой корочки. Выставим несколько десятков чистых коробок, снабжая на этот раз каждую коробку каким-нибудь запахом: одну — запахом, на который дрессировали пчел, а другие — запахами различных цветов и эфирных масел; ни в одной из них нет корма. Как же ведут себя пчелы?
Они подлетают к леткам всех коробок, как говорится, всюду суют свой нос; подлетев к коробке со знакомым дрессировочным запахом, пчелы забираются внутрь и ищут там привычный корм. Еще на лету уклоняются они от летков, из которых распространяются другие запахи. И только в том случае, если исходящий из коробки запах даже и для нашего обоняния имеет большое сходство е дрессировочным, пчелы иногда ошибаются. Так произошло с двумя ароматическими маслами, имеющими запах апельсиновой корки. Одно было получено из Испании, а другое — из Мессины.
Для человека с нетренированным обонянием запахи этих двух апельсиновых масел едва различимы. Но люди, профессия которых требует от них упражнения и развития органов обоняния, показывают нам, чего можно достичь тренировкой. При испытании двух апельсиновых масел на запах опытный парфюмер ни на минуту не усомнится в их происхождении. Пчелы различают запахи почти так же уверенно и очень мало интересуются коробкой с запахом масла испанского апельсина. Короче говоря, из этого и многих других опытов следует, что пчелы отлично удерживают в памяти дрессировочный запах и с большой уверенностью отличают его от запахов, ясно различимых и для человеческого обоняния. А так как в природе едва ли найдутся два вида цветов с совершенно одинаковым запахом, то цветочное постоянство пчел вполне объяснимо.
Обоняние пчел можно подвергнуть испытанию еще и на степень чувствительности: надрессировав пчел на определенный цветочный запах, им предлагают затем в серии Следующих один за другим опытов этот запах во все более разбавленных концентрациях, до тех пор пока даже после самой настойчивой дрессировки пчелы окажутся больше не в состоянии отыскать коробку с запахом среди других коробок, не имеющих никакого запаха.
Можно провести и сравнительный опыт с изучением собственного обоняния и таким образом получить масштаб для сравнения «остроты обоняния» пчел и человека. Сверх ожидания сравнение, сделанное для всех испытанных до сих пор ароматических веществ, обнаруживает большое совпадение. Обоняние пчелы отказывает приблизительно при таком же ослаблении запаха, при котором его уже не может распознать обоняние человека. Некоторые насекомые, а также собака, олень и другие животные с «чутким носом» обнаруживают в этом отношении совсем другие способности.
Степень воздействия запаха и окраски на посещающих цветки пчел зависит, конечно, в каждом отдельном случае от интенсивности запаха цветка и от яркости и характера окраски его венчика. Но в целом можно сказать, что издали ориентиром для пчел служит окраска цветка и они руководствуются ею во время полета к нему. Однако в непосредственной близости от цветка пчелы по запаху узнают, тот ли это вид растения, который они ищут.
Весьма наглядно это можно показать еще на одном опыте, если надрессировать пчел одновременно на запах и на окраску, а затем предложить им раздельно то и другое на выбор. Например, мы кормили пчел в синей коробке, имеющей запах жасмина (рис. 37, а, средняя коробка). После продолжительной дрессировки поставим слева синюю коробку без запаха, а справа — неокрашенную коробку с запахом жасмина (рис. 37, б). Возвратившись из своего улья, пчелы уже издалека направляются к синей коробке. Однако, приблизившись к летку и не ощутив привычного запаха жасмина, они внезапно останавливаются в воздухе, и только немного из них забираются внутрь.
Большинство пчел принимается за бесполезные поиски и спокойно летает около коробок. Некоторые приближаются при этом на несколько сантиметров к летку, из которого исходит запах жасмина, и, чуть помедлив, решительно проскальзывают внутрь летка, несмотря на отсутствие синей окраски. Запах как бы обладает для них большей убедительностью.
Это подтверждается и наблюдениями на лугу. Часто можно видеть пчел-сборщиц, подлетающих в поисках определенного цветка к растениям с другими цветками, окраска которых для глаз пчелы сходна с окраской разыскиваемых цветов. Но, оказавшись в непосредственной близости от цветка и почувствовав незнакомый запах, они убеждаются в своей ошибке, останавливаются на мгновение и, даже не опустившись на цветок, улетают прочь, туда, куда их манит ближайшее цветное пятно.
Где у пчел «нос».
Редко наука впадала в такие заблуждения, как это случилось при поисках «носа» у насекомых. Трудно понять, почему так получилось? Ведь уже давно известно, что насекомые, у которых отрезаны усики, не реагируют на запахи. Несмотря на это, многие естествоиспытатели пытались отыскать «нос» у насекомых на крыльях или ножках, на брюшке и на других, казалось бы, совершенно неподходящих для этого частях тела. То, что насекомые с отрезанными усиками перестают реагировать на запахи, объясняли не тем, что они потеряли возможность воспринимать запах, а исключительно тяжелым повреждением всего организма. Полагали, что ампутация богатых нервами усиков делает насекомое вялым и флегматичным.
С помощью двух простых опытов можно убедиться, насколько неправильно это положение. Мы кормим пчелу сахарным сиропом в плоской стеклянной чашечке, которая стоит на серой бумаге. Вокруг чашечки разбрызгано несколько капель ароматического вещества, имеющего, например, запах мяты. Положим рядом два других серых листа бумаги с пустыми чашечками и запахом тимьяна. Итак, пчела дрессируется на запах мяты. Через некоторое время мы убеждаемся, что дрессировка удалась. Выставим четыре чистых листа с пустыми чашечками и придадим одной из них дрессировочный запах (мяты), а три другие снабдим запахом тимьяна. Пчела ищет корм только на чашечке, имеющей запах мяты.
Теперь повторим опыт, предварительно отрезав пчеле оба усика. Операция, очевидно, не производит на нее большого впечатления, так как чувство боли как будто чуждо насекомому. Она продолжает в поисках кормушки перелетать с места на место, задерживаясь над каждой из них в вибрирующем полете (рис. 38). Но обнаружить запах мяты пчела уже не в состоянии, и в конце концов она опускается по воле случая на ту или иную чашку.
Поведение пчелы не производит впечатления, что она получила тяжелое увечье, и можно доказать повторным опытом, что из-за ампутации усиков пчела не становится ни вялой, ни флегматичной. Покормим пчелу на синем листе и поставим рядом пустые чашечки на желтых листах. Следовательно, дрессировка производится на синий цвет. И если теперь повторить предыдущий опыт, произведя у пчелы ампутацию усиков, она, несмотря на это, тотчас полетит к синему листу бумаги, опустится на него и начнет искать в пустой чашечке корм (рис. 39).
Таким образом, несмотря на ампутацию усиков, она не потеряла способности реагировать на окружающее, а только утратила способность ориентироваться по запаху. Усики несут на себе органы обоняния.
Органы обоняния у пчел устроены иначе, чем наши. У человека орган обоняния расположен в глубине носового отверстия, где в нежную слизистую оболочку проникают корешки бесчисленных нервных волокон. Здесь на них действуют ароматические вещества, которые попадают в нос вместе с воздухом при дыхании. У насекомых носа нет. Их дыхательные отверстия (дыхальца) расположены по поверхности тела и не приспособлены к восприятию запахов. Ведь орган обоняния— один из важных, а иногда и ведущий орган чувств, поэтому наиболее целесообразным является расположение его на передней части головы. Именно там и находятся у насекомых усики. Внутри каждого усика проходит отходящий от мозга обонятельный нерв.
Поверхность усиков, как и поверхность всего тела насекомых, покрыта твердым хитиновым панцирем, и для того, чтобы ароматические вещества могли проникать к волокнам обонятельного нерва, весь хитиновый покров усиков пронизан тончайшими канальцами пор.
Рис 40 Усик пчелы, увеличенный примерно в 20 раз. Он состоит из 12 подвижно соединенных члеников.
На рис. 40 показан внешний вид усика пчелы при двадцатикратном увеличении, а на рис. 41—один из члеников усика при еще большем увеличении. Несколько удлиненные светлые кружочки — «обонятельные поры». В них заканчиваются разветвления обонятельного нерва. С внешней стороны они затянуты чрезвычайно нежной пленкой, сквозь которую ароматические вещества могут легко проникать и раздражать нерв. Между этими обонятельными порами стоит целый лес мельчайших чувствительных волосков, так что усики пчелы — это не только органы обоняния, но также и важнейшие органы осязания.
Рис. 41. Членик усика пчелы при очень сильном увеличении. Светлые пятна — затянутые пленкой поры в хитиновом покрове (органы обоняния); между ними — многочисленные осязательные волоски.
Если хорошенько поразмыслить над этим, то напрашиваются оригинальные выводы. При помощи нашего органа обоняния — носа — абсолютно невозможно определить, исходит ли воспринимаемый нами запах от круглого или угловатого, короткого или длинного предмета. Пахучие – вещества поступают в вихре вдыхаемого нами потока воздуха, и когда они достигают органа обоняния, расположенного в глубине ноздрей, то уже больше нет никакой связи между формой издающего запах предмета и способом, при помощи которого его пахучие вещества достигли органа обоняния.
У пчелы все обстоит иначе. Так как органы обоняния и осязания рассеяны по всей поверхности усиков, то, когда в темноте улья она ощупывает и исследует усиками пахнущие воском ячейки, отложенное маткой яйцо или личинку, ее осязательные и обонятельные ощущения должны находиться в соответствии с формой предмета. Следствием этого является способность пчелы к «объемному» обонянию. Это можно сравнить с «объемностью» нашего зрения и привычными с детства тесными связями зрительных впечатлений с физическим, осязательным восприятием.
Но, если мы нюхаем шестиугольную ячейку сота или скатанный из нее восковой шарик, у нас создается одно и то же впечатление — пахнет воском. Для пчелы же, возможно, «шестиугольный запах воска» так же отличается от «круглого запаха воска», как для нас вид воскового сота от вида воскового шарика. Органы обоняния могут достигать благодаря этому большого совершенства. Мы не можем этого понять, потому что это чуждо нашим ощущениям. Но в жизни пчелы, работающей в темноте и ориентирующейся только при помощи осязания и обоняния, совершенство этих органов чувств играет решающую роль.
О вкусах не спорят.
«De gustibus non est disputandum» (о вкусах не спорят),— говорит старинная пословица. Если два огородника не могут договориться между собой, кто из них вырастил более крупные Огурцы, их спор может разрешить третейский судья. Но, когда два человека спорят о том, какой кофе вкуснее — с сахаром или без сахара, это лишено всякого смысла. Легко убедиться на опыте, что одно и то же вкусовое вещество на различных людей действует по-разному. Вполне естественно, что каждый считает лучшим то, что отвечает его вкусам. Никакие уговоры и решения третейского судьи не смогут заставить его отказаться от своего мнения.
Если даже среди людей не существует единого мнения в том, что вкусно и что невкусно, то стоит ли удивляться, что вкусы семьи насекомых весьма часто отличаются от наших. Скорее уж заслуживают быть отмеченными те случаи, когда между нами и насекомыми обнаруживаются некоторые черты сходства.
Одна из них состоит в разделении «химических чувств» на обоняние и вкус. Обоняние благодаря чрезвычайной чувствительности соответствующего органа предназначено для обнаружения некоторых предметов, находящихся в отдалении. Мельчайшие частицы, которые выделяют летучие ароматические вещества, переносятся по воздуху и возбуждают обонятельные нервы. Чувство вкуса развито относительно меньше, и его роль ограничивается проверкой химического состава пищи при ее приеме. Ограниченность этого чувства у пчелы и у человека проявляется в незначительности числа определяемых вкусом оттенков: сладко, кисло, горько, солено.
Во всем царстве животных особенно распространена оценка сладости. Однако острота чувства вкуса подвержена значительным колебаниям. Маленькая рыбка — морской петух — в состоянии ощутить вкус в 100 раз более разбавленного сахарного сиропа, чем мы. Известны бабочки, у которых чувствительность органов вкуса, расположенных на кончиках лапок, более чем в 1000 раз превосходит чувствительность человеческого языка.
Лакомиться — в этом, так сказать, смысл жизни пчел, потому что нектар, в сущности, сахарный сироп, который пчелы распознают и собирают из-за его сладости. Но тот, кто считает пчел особенно чувствительными к вкусу нектара, конечно, ошибается. Совсем напротив: сахарный раствор примерно двухпроцентной концентрации, в котором мы еще очень отчетливо ощущаем сладковатый привкус, пчелы не отличают от простой воды. Даже пчелы, погибающие с голоду, не прикасаются к такому раствору, хотя они с жадностью набрасываются на любую капельку сахарного сиропа, как только установят, что это такое.
Рис. 42. Бутыль содержит 1 литр воды. Рядом насыпаны кучки сахара, которые нужно растворить в воде, чтобы сладкий вкус смогли почувствовать бабочка (а), рыба (морской петух, б), человек (в) и пчела (г).
Чтобы сделать все нагляднее, я сфотографировал бутыль, содержащую литр воды, и рядом с ней — кучки сахара, которые следует растворить в этом количестве В0ды, чтобы сладкий вкус раствора смогли ощутить известная нам своей чувствительностью к вкусовым восприятиям бабочка, морской петух, человек и пчела (рис. 42). Бабочка может использовать для своего питания малейшие количества сахара. То обстоятельство, что орган вкуса пчел относительно невосприимчив к этому веществу, имеет свои причины. Ведь пчелы, собирая нектар, заготавливают корм на зиму. Имея дело со слабо концентрированными, растворами сахара, они не достигли бы успеха, так как эти растворы не могут храниться.
Хозяйка не станет экономить сахар при варке варенья, потому что иначе оно заплесневеет, — пчела не будет складывать в свои ячейки жидкий мед. Природа создала ее такой невосприимчивой в отношении вкуса, чтобы она даже не пыталась действовать биологически нецелесообразно. Но и растения, так сказать, идут навстречу потребности пчел иметь пригодный для хранения корм. Нектарники их цветков производят сок с удивительно высоким содержанием сахара (в большинстве случаев от 40 до 70%).
Пчел нельзя обмануть, предложив им сахарин или другие заменители, не имеющие питательной ценности, но па наш вкус настолько сходные с сахаром, что их легко с ним спутать. Не потому, конечно, что пчелы умнее нас! Причина заключается просто-напросто в том, что все заменители, которые нам кажутся очень сладкими, для пчел безвкусны.
Чтобы отучить детей от привычки сосать пальцы, их смазывают хинином. Он настолько горек на вкус, что этому средству воспитания оказывается предпочтение перед всеми другими. Пчелы с заметным удовольствием пьют совершенно несъедобный на наш вкус сахарный сироп, в который добавлен хинин. Менее, чем мы, чувствительны пчелы и к другим горьким веществам.
Можно было бы перечислить еще некоторые «извращения» их вкуса. Но мы не собираемся составлять поваренную книгу для пчел, и поэтому можно ограничиться сказанным.
Практическое применение научных исследований.
Пчеловодство — не только занятие для любителей, но и очень полезное дело. Современные культурные леса без дуплистых деревьев уже не предоставляют пчелам всех необходимых условий жизни. Если бы человек не «одомашнил» пчел, то бесчисленные центнеры драгоценного сахарного сока цветков терялись бы понапрасну или попадали бы только в желудки мух и бабочек. Но еще больше, чем мед, ценится косвенная польза, которую приносит пчеловодство. Дело в том, что большинство наших культурных растений опыляют преимущественно пчелы, без которых эти растения давали бы незначительный урожай семян и фруктов или не плодоносили бы совсем.
Пчеловоды имеют обыкновение отбирать у пчелиных семей так много меда, что оставшегося в ульях корма на зиму бывает недостаточно. Взамен они осенью скармливают каждой семье по 3—5 килограммов сахару, который подается в улей в виде сиропа. Это выгодно пчеловоду, потому что мед ценнее сахара. Для нужд пчеловодства следовало бы продавать кормовой сахар по сниженной, цене. Однако финансовые органы выражают вполне понятное желание, чтобы этот удешевленный сахар действительно пошел на пользу пчелам, а не был вследствие человеческой слабости использован в домашнем хозяйстве. Они хотели бы соответствующим образом «испортить» его, чтобы сделать непригодным для питания людей.
Было предложено много способов денатурации сахара, и в течение какого-то времени использовались для этой цели: торфяная мука, речной песок, опилки и древесный уголь, перец и многое другое. Но некоторые из этих примесей оказались неэффективными, потому что их легко удавалось удалить из сахара, другие были убыточны для пчеловодов. Поэтому во многих странах, к большому сожалению пчеловодов, было отменено разрешение на продажу специального сахара для пчел.
Только точное знание особенностей чувства вкуса пчел может привести к разрешению этой старой проблемы. Целесообразнее всего было бы использовать пониженную чувствительность пчел к горечи. Среди испытанных веществ было одно, которое обратило на себя внимание потому, что даже малейшие его следы в продукте вызывают у человека ощущение чрезмерной, невыносимой горечи. А для пчел оно не имеет вкуса. С точки зрения химиков, это вещество (которое называется октоацетил сахарозой) представляет собой не что иное, как сахар, соединившийся с небольшим количеством уксусной кислоты.
Части молекул уксусной кислоты, связанные с молекулами сахара, делают его горьким для людей, но безвкусным для пчел. Применение его в качестве вещества, добавляемого к сахару, долгое время было нецелесообразным, так как его трудно достать и оно дорого стоит. Однако в конце концов усилия химиков увенчались успехом, им удалось на основе новых методов получить дешевое горькое вещество. Его фирменное название — октозан.
Если к большому количеству сахара примешать очень незначительное количество такого горького вещества, весь сахар сделается непригодным для употребления в пищу. Пчелы же берут приготовленный из такого сахара сироп столь же охотно, как и нектар.
То, что он не причинит вреда ни самим пчелам, ни расплоду, можно было предсказать еще заранее, и это подтвердилось многолетними опытами. Октозан совершенно безвреден и для людей. Это важно, потому что, хотя кормовой сахар должен идти на питание пчелам и его нельзя использовать для производства товарного меда, невозможно избежать того, чтобы в сотах совсем не оставалось горьких остатков, которые могут попасть в продукт, предназначенный на продажу. Покупатели с возмущением отказались бы от горького меда. Но октозан, попав в мед, снова расщепляется на свои составные части — сахар и незаметные следы уксусной кислоты, утрачивая, таким образом, горечь, как будто сама природа захотела создать такое вещество, которое удовлетворяло бы во всех отношениях требования финансовых органов и пчеловодов.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)Чувства обоняния и вкуса у пчел