Небесный компас ориентировки пчел

Викинги не имели понятия о компасе. В дальних странствиях через океан они ориентировались по солнцу, луне и звездам.

При ориентировке можно пользоваться небесными телами двояким образом, смотря по тому, идет ли речь о коротком или продолжительном путешествии. Предположим, что мы приехали погостить в уединенный сельский домик в незнакомой нам местности и хотим отыскать другой дом, который находится на расстоянии четверти часа ходьбы от нашего, но не виден из-за пересеченного неровного ландшафта. Нам указывают направление.

Чтобы не потерять его во время своего небольшого путешествия, мы должны сохранять по отношению к солнцу одно и то же положение — тогда мы будем двигаться по прямой линии. Этот способ часто применяют животные. Впервые его наблюдали у некоторых муравьев. Если один из таких муравьев отправляется из своего гнезда в разведывательное путешествие, он движется под определенным углом к солнцу и, следовательно, по прямой линии. При возвращении он воспринимает положение солнца как бы в зеркальном отображении. То, что муравьи

действительно ориентируются на местности по положению небесных тел, можно доказать с помощью простого, но убедительного опыта. Если возвращающегося домой муравья поместить при помощи ширмы в тень и одновременно с противоположной стороны поставить зеркало, отражающее солнце, то он мгновенно начнет двигаться в противоположном направлении (рис. 66).

Рис. 66. Опыт с зеркалом доказывает, что муравьи ориентируются по солнцу. Штриховая линия — путь муравья, когда он видит отражение солнца в зеркале. Г — гнездо.

Для более длинных путешествий пользоваться таким способом ориентировки невозможно, потому что солнце, луна и звезды меняют свое положение над горизонтом. Если бы викинги не знали, что солнце утром видно на востоке, в полдень — на юге, а вечером — на западе, то в открытом море они плавали бы по кругу. Поистине удивительно, что и пчелы могут пользоваться солнцем как надежным компасом, причем они обращают внимание на его положение на небосводе и одновременно принимают в расчет время дня. Хотя у них нет часов, они обладают чувством времени.

Следующий опыт убедительно показывает, что пчелы действительно ориентируются по солнцу. Установим кормушку в пункте, удаленном на 200 метров в западном направлении от наблюдательного улья и будем там с утра до вечера кормить сахарным сиропом две-три дюжины помеченных краской пчел. Подставке, на которой стоит кормушка, придается слабый запах (например, лавандового масла).

Спустя несколько дней ранним утром перенесем улей в местность с совсем другим ландшафтом, удаленную на много километров от первой. Установим в четырех пунктах, находящихся от улья на 200 метров к западу, востоку, северу и югу, четыре одинаковые кормушки с сиропом, имеющие запах лаванды. У каждой из них должен быть наблюдатель, который немедленно залавливает каждую опускающуюся на кормушку пчелу.

Рис. 67а. Местность, в которой сначала находился наблюдательный улей в опыте с его перестановкой. Вид на восток от расположенного в западном направлении от улья кормового столика (К). Улей стоит за деревьями и домами, большая липа в середине фотоснимка находится на полпути между ульем и кормушкой.

Рис. 67б. Местность, в которую был перенесен улей в ходе опыта. Вид со стороны западного кормового столика (К) на улей после его перемещения. Он стоит посредине широкого луга, позади двух людей, которые на фотографии видны справа и кажутся белыми на фоне темного леса.

В новой местности глаз не находит никаких примет, которые он смог бы использовать для привычного определения стран света (сравните рис. 67а и 67 б). Улей тоже не может служить отправным пунктом для этого, потому что он сориентирован теперь совсем по-другому: леток, обращенный ранее на восток, указывает теперь на юг.

Несмотря на это, довольно скоро некоторые из меченых пчел появляются на кормушке, причем подавляющее большинство из них прилетает к наблюдательному пункту, расположенному к западу от улья, и только немногие по ошибке попадают на другие кормушки, расставленные в направлении трех других стран света. Итак, пчелы даже в новой для них местности оказались в состоянии ориентироваться по солнцу, когда они в поисках уже знакомого «ресторана» полетели в привычном направлении. Но при последних полетах пчел за взятком накануне вечером солнце стояло на западе, а во время последнего опыта оно было на востоке. Следовательно, пчелы принимают в расчет время суток.

Для того чтобы этот опыт удался, нет необходимости целый день приучать пчел посещать место кормления. В прекрасный солнечный день мы поставили на землю наблюдательный улей и только в полдень открыли леток. С 3 до 4 часов дня на кормушке, расположенной на расстоянии 180 метров к северо-западу от улья, были помечены 42 пчелы, которые посещали кормушку до 8 часов вечера (рис. 68, а).

Рис. 68. Другой опыт с перемещением улья, а — наблюдательный улей (Ну) перед перемещением; К — кормушка, расположенная за 180 метров от улья; б — наблюдательный улей после перемещения. Четыре кормовых столика расставлены в направлении четырех стран света.

Когда на следующее утро эта семья пчел пробудилась для новых полетов, она оказалась удаленной от места своей прежней стоянки на расстояние 23 километра, в местности с совсем другим ландшафтом, на берегу озера. И все же пчелы, помеченные нами и получавшие накануне корм в послеполуденные часы, теперь уже до полудня появились на кормушках: 15 — на западной и по 2 — на северной и южной. На восточную кормушку не прилетело ни одной пчелы (рис. 68, б). Большинство пчел появилось рано утром, между 7 и 8 часами.

Итак, им не нужно было предварительно узнавать, что при полете к западной кормушке они должны держаться такого направления, чтобы утром солнце было сзади них, а вечером — впереди. Они так хорошо чувствуют положение солнца над горизонтом в каждый час дня, что в состоянии утром, когда оно находится совсем в другом месте, лететь к кормушке по тому же направлению, которое они определили по небесному компасу накануне вечером.

Является ли это «знание» врожденным? Обусловливается ли ориентировка по положению солнца старым, насчитывающим миллионы лет и передающимся по наследству свойством пчелиного рода? И да и нет.

Можно спросить об этом самих пчел. Если держать молодых пчел в подвале, где они лишены возможности наблюдать за положением солнца, а потом вынести их на волю, немедленно подвергнуть дрессировке и на следующий день перенести в другую местность, то из этого ничего не получится, так как пчелы не смогут найти направление, на которое их накануне дрессировали. Они приобретают эту способность лишь после того, как на протяжении многих дней во время полетов на воле ознакомятся с суточным движением солнца.

Это очень мудрое приспособление, потому что движение солнца меняется в зависимости от времени года. Оно неодинаково также и на различных географических широтах. Крылатые существа могут относительно быстро расселяться по земному шару. Поэтому застывшая, наследственно закрепленная привязанность к схеме, пригодной только для одного места земного шара, оказалась бы для них неблагоприятной. Если перевезти теперь производительниц меда из одной части земного шара в другую, неизбежно возникнет страшная путаница, и пчеловод тоже должен быть доволен тем, что каждой пчеле с первых дней жизни приходится знакомиться с суточным движением солнца в условиях данной местности.

Замечательно, что маленькие астрономы при этом обнаруживают исключительную одаренность и выдерживают следующий трудный экзамен. Семья пчел содержится до полудня в подвале и в течение многих дней получает возможность летать на воле лишь после полудня. Молодые пчелы могут наблюдать только послеполуденное движение солнца. Затем в незнакомой для них местности их также после полудня дрессируют летать в одном — определенном по компасу — направлении, а на следующее утро еще раз переносят в местность с незнакомым ландшафтом. Пчелы летят в том направлении, в котором их дрессировали. Они оказались в состоянии только по послеполуденному перемещению солнца восстановить все его суточное движение над горизонтом.

Так как в других жизненных положениях пчелы проявляют себя далеко не такими глубокими мыслителями, то, вероятно, предрасположение к восприятию этого жизненно важного курса обучения заложено в них самой природой — ив этом смысле наследственная передача от предшествующих поколений играет значительную роль.

Луна и сверкающие созвездия ночного неба, служившие ориентирами викингам, ничего не говорят пчелам: ночью они остаются в улье. Но под голубым дневным небосводом они превосходят штурмана-человека, потому что глаза пчел определяют плоскость поляризации света.

Мы уже имеем представление о том, как в чувствительных клетках каждого отдельного глаза пчелы благодаря воздействию поляризованного света возникает своя картина освещенности. Она контрастна при полностью поляризованном свете, менее контрастна при частично поляризованном свете, и распределение ее заметно изменяется в зависимости от изменения направления световых колебаний.

Так, от голубого неба распространяется поляризованный свет, интенсивность и направление колебаний которого зависят от положения солнца над горизонтом, а при заданном положении солнца — от характерных особенностей каждого участка неба. В этом легко убедиться, если смонтировать установку с поляроидом так, чтобы его можно было легко вращать в любом направлении и поворачивать под любым углом (рис.69), а затем направлять на различные участки неба.

Рис. 69. Поляризатор монтируется в металлическую раму таким образом, чтобы его можно было установить в направлении любой части света и на любой высоте. Обозначения стран света и угол отклонения нанесены на двух полукругах.

Рис. 70. Вид на небо сквозь восемь треугольников поляризатора; высота над горизонтом 45°. Фотоснимки сделаны 25 сентября 1944 года в 10 часов.

Каждый из треугольников поляроида дает свою картину освещенности (рис. 70). Поэтому мы можем себе представить, что летящие пчелы воспринимают свет не одним-единственным участком сложного глаза, направленным прямо на солнце, положение которого в данном случае постоянно, но одновременно тысячами отдельных глазков, каждый из которых воспринимает различную картину освещенности, соответствующую видимому им участку неба и связанную с положением солнца. Так совокупностью отдельных глазков воспринимают они весь небосвод, одновременно зрительно ориентируясь по нему и тысячекратно регистрируя малейшее отклонение от направления полета.

Если солнце закрыто горой или другим препятствием, для пчел достаточно небольшого кусочка голубого неба, чтобы так же уверенно держаться нужного направления, как если бы они видели солнце.

Это вспомогательное «средство навигации» отказывает только в том случае, если небо покрыто тучами. Свет, прошедший через облака, в отличие от света голубого неба не поляризован. Но даже если солнце не скрыто горой, пчелы могут воспринимать солнечный свет при такой облачности, когда наши глаза его уже совершенно не видят. В этом им могут позавидовать капитаны многих самолетов и кораблей.

Пчела, конечно, не может воспринимать тысячи разобщенных, как в звездчатом поляризаторе, образцов освещенности и прослеживать их изменения. Как в нашем сознании восприятия, исходящие от отдельных чувствительных клеток сетчатки обоих глаз, сливаются в цельное стереоскопическое изображение, так и отдельные восприятия, поступающие от каждого элемента пчелиных глаз, перерабатываются мозгом пчелы в относительно простое общее впечатление, о качестве которого мы, конечно, не можем составить представления.

Опыты, из которых это вытекает, дают первое доказательство восприятия поляризованного света глазами пчел.