Нервная система, органы чувств и поведение пчел

Каждый живой организм существует в изменяющихся условиях среды и способен приспособляться к этим усло­виям. Существование организма без его взаимодействия с внешней средой невозможно.

Живой организм способен воспринимать внешние воз­действия окружающей среды и реагировать на них, иначе говоря, ему присуще свойство раздражимости.

Раздражимость свойственна всем живым существам, но у многих животных, в том числе и у пчел, она особен­но развита.

Органами, воспринимающими внешние воздействия (раздражения), являются нервная система и связанные с ней специальные органы чувств.

Через нервную систему осуществляется согласован­ность в работе всех органов животного, а также быстрое реагирование на всевозможные изменения, возникающие в окружающей среде.

Строение нервной системы.

У громадного большинства многоклеточных животных развивается ткань, обладающая особой чувствитель­ностью. Эта ткань, служащая для восприятия раздраже­ний и передачи возбуждений от одних органов к другим, носит название

нервной ткани. Она состоит из нервных клеток, имеющих по несколько отростков (нейри­тов). Одни отростки служат для восприятия и собирания возбуждений, которые проводятся затем к телу нервной клетки; там полученное возбуждение перерабатывается и, как бы отражаясь, в переработанной форме передается по другому отростку другим нервным клеткам или клет­кам других тканей.

У низших животных нервная система имеет самое про­стое устройство: нервные клетки рассеяны по всему телу, а их отростки образуют целую сеть.

Более усложненная нервная система у насекомых представляется в виде ряда узелков. Здесь уже нервные клетки сосредоточиваются в группы, называемые нерв­ными узлами.

Отростки нервных клеток соединяются один с другим в сложные нити, называемые нервами. Нервы идут к мус­кулам и другим органам.

Местами несколько узлов сливаются вместе, образуя более сложный узел. В нем создается уже центр более усиленной нервной деятельности.

Нервная система хорошо развита у всех насекомых, но у пчел и муравьев она достигает наибольшего развития.

Чем выше организация нервной системы, тем сложнее деятельность и поведение животного.

У насекомых нервная система состоит из трех отделов: центральной нервной системы, периферической и вегета­тивной.

Центральная нервная система через органы чувств воспринимает ощущения; от нее зависят движения пчелы и согласованная работа всех ее органов и частей тела.

Вегетативная нервная система связана с процессами питаний, дыхания, кровообращения и т. д. Вегетативная система у пчел хорошо развита. Она состоит из 7—8 нервных узлов, большею частью парных, залегающих в голове вокруг глотки. Они соединяются между собой и с мозгом нервными волокнами. Отдельные части этой нервной си­стемы лежат в груди и брюшке. Это система тех нервов, которые не зависят от воли животного. Она состоит в связи с центральной системой.

Рис, 24. Нервная система рабочей пчелы (вид сбоку): Головной мозг: I — надглоточный узел; 2 — подглоточный узел. 3-рюшная нервная цепочка: 4— грудные узлы; 5— брюш­ные узлы. ДН — нервные нити конечностей.

Центральная нервная система пчелы, и других на­секомых, состоит из цепи парных  узлов со­единенных между собою толстыми нервными тяжами, состоящими из чувствительных и двигательных нервных волокон. Нервные узлы расположены парами. У личинки насчитывается больше нервных узлов, чем у взрослого насекомого. Так, например, личинка пчелы или матки имеет   13   пар  узлов:   2   пары   в  голове (по паре   над глоткой и под глоткой); 3 пары в груди (грудные узлы) и 8 пар в брюшке (брюшные узлы), а у пчелы имеется только 10 пар узлов   (рис.   24  и   25).

Уменьшение  числа узлов у взрослых насе­комых не является упро­щением (ослаблением) нервной системы, а на­оборот, здесь наблю­дается дальнейшая цен­трализация в виде слия­ния некоторых узлов. Таким образом у пчелы нервная система стано­вится значительно совер­шенней и потому более способна к выполнению сложных функций.

Рис. 25. Нервная система рабочей пчелы (вид снизу):

1 — усик,   его  нервы;   2—попетой   глаз; .3—сложный    глаз;    4 — зрительная   ло­пасть;   5 — головной   мозг;    6 —узлы брюшной нервной цепочки.

Нервный узел, зале­гающий в голове пчелы, называется по своему положению головным или надглоточным узлом; по аналогии с высшими животными его называют еще головным мозгом или просто моз­гом. Этот узел достигает значительной величины и до некоторой степени уподобляется головно­му мозгу животного. Остальная цепь нервных узлов тянется по сре­динной линии брюшной стороны (под кишечным каналом) и носит назва­ние брюшной нервной  цепи. При этом первая пара узлов этой цепи находится еще в голове. Она залегает под пищеводом (и  под глоткой) и называется под глоточным узлом. Под глоточный узел меньше надглоточного и соединен с ним нервными тяжами, охватывающими пищевод с боков.

Отдельные нервные узлы сохраняют известную само­стоятельность и свое особое поле действия.

Так, от надглоточного нервного узла отходят нервы к органам чувств:   глазам,   усикам, а также к лобному нервному узлу (вегетативной системы), от которого берет начало желудочно-кишечный тяж. От под глоточного узла нервы идут к различным частям рта и слюнным же­лезам. От грудных узелков — к ножкам и крыльям; от брюшных узелков — к окружающей   их   мускулатуре,   атакже к жалу, половым органам, органам дыхания, кро­вообращения и пищеварения.

Рис. 26. Головной мозг рабочей пчелы:

А — общий вид: I — надглоточный узел, II — под глоточный узел — простые глаза; 2— зрительные лопасти сложных глаз; Об — обонятельные доли; Я — нервы. III — лобный узелок веге­тативной нервной системы. Б — внутреннее строение мозга рабо­чей пчелы: 1 — грибовидное тело; 2— центральное тело; 3—зри­тельная лопасть; 4 — пучки зрительных нервов. Б — сравнительные размеры мозга трех особей пчел: м — матки; т — трутня рп — рабочей пчелы.

Головной мозг пчелы (рис. 26) состоит из наружного клеточного слоя и волокнистой ткани, находя­щейся под клеточным слоем и составляющей внутреннюю часть мозга. Волокнистая ткань образует парные образо­вания, называемые грибовидными телами. Гри­бовидные тела мозга пчелы считаются центрами ее выс­шей нервной деятельности.

Мозг рабочей пчелы хорошо развит. Грибовидные тела у нее не только больше, чем у матки и трутня, но они отчасти имеют другую форму, а также обильнее снабжены нервными клетками. Это находится в прямой зависимости от того, что условия жизни и деятельности пчелы — оты­скивание и сбор корма, выкормка расплода, постройка гнезда, защита его и другие работы — несравненно слож­нее условий жизни и деятельности матки и трутня.

Периферическая нервная система представляет собой совокупность всех нервов, исходящих от нервных узлов и связанных с ними органов, воспринимающих идущие из внешней среды раздражения так называемых органов чувств (органов зрения, обоняния, осязания, вкуса и др.).

Органы чувств.

У пчел чувствующие клетки, специализированные в известном направлении, являются воспринимателями определенных раздражений внешней среды. Возбужде­ния, полученные органами чувств, передаются в нервные центры, где они перерабатываются и передаются различ­ным органам животного, преимущественно мускулам и железам.

В зависимости от образа жизни и окружающей среды у животных вырабатываются органы чувств с теми или иными отличиями. У пчел очень хорошо развито зрение и обоняние. Хорошо развиты вкус, осязание и слух.

Зрение. Исследования показывают, что линза простого глазка, благодаря своей сильной выпуклости, может дать отчетливое изображение только на самом близком рас­стоянии, например, при работах в улье и в венчиках цветов.

Слабая выпуклость линз сложных глаз свидетельствует о том, что отчетливое   изображение   может   получиться только тогда, когда рассматриваемый предмет находится на значительном расстоянии.

Следовательно, сложные глаза служат для того, что­бы видеть вдаль, при полете пчелы. Кроме этого, с по­мощью сложных глаз пчела различает свет, исходящий от разных участков небосвода, что позволяет ей лучше ориентироваться во время летной деятельности. Способность различать цвета зависит от строения и совершенства глаз пчелы.

Путем постановки меда или сиропа для пчел на квад­ратиках разной окраски было доказано, что пчелы разли­чают цвета. Только они видят цвета (спектр) иначе, чем мы. Так, синий, белый и желтый цвета они различают без­условно причем наиболее отчетливо отличают синий цвет. Красный и соответствующей интенсивности серый цвет пчеле кажутся одинаковыми. Пчелы имеют свойство раз­личать так называемые ультрафиолетовые лучи, невиди­мые людьми. Поэтому ульи, окрашенные белой краской различного состава, зачастую легко различаются пчелами.

Обоняние. Опыты свидетельствуют, что у пчел на­столько развито обоняние, что они разбираются в ряде разнообразных запахов, выбирая из них нужный им запах. Их обоняние несравненно острее, чем у человека. Так, на­пример, пчелы могут легко отыскать источник нектара по запаху: легко находят в безвзяточное время каждую про­литую каплю меда, стараются проникнуть, в то помеще­ние, где хранится мед и пр. Пчелы одного улья могут отличать своих пчел от пчел другого улья. Сторожевые пчелы у летка дотрагиваются, как бы обнюхивают своими усиками входящих в леток пчел и моментально узнают чужих. Пчела, лишенная усиков, теряет способность на­ходить корм и правильно строить соты. Органами обоняния, у пчел являются мембранные или обонятельные пластинки раз­мещенные у пчелы на верхней стороне усиков, а у трутня по всему усику. На поверхности усика имеется очень мно­го так называемых поровых   пластинок с нервны­ми окончаниями, воспринимающими запахи. На каждом усике насчитывается у матки — 1868, у рабочей пчелы — 2218, а у трутня больше всего — 2601 пластинка.

Вкус.

Чувство вкуса у пчел тоже хорошо развито. Пчелы охотно берут подслащенную воду, если в ней рас­творен» свыше. 4—5% сахара. В то же время они не хотят брать мед или сахарный сироп, если прибавить в него, например, более 3% соли. Раствор сахарина пчелы не берут, но раствор хинина с сахарным сиропом берут. Орган вкуса находится во рту пчелы и его придатках (у основания язычка).

Осязание.

Органами осязания считают полые хити­новые волоски, в которые входят концы нервов. Прикос­новение к таким волоскам вызывает раздражение нервных окончаний. У пчел эти органы расположены по всему телу, на щупальцах рта и возле жала, но особенно обильно на усиках.

Слух.

Известно, что пчелы производят различные зву­ки и понимают их. Наблюдениями установлено, что пчелы обладают хо­рошим слухом. Если с шумом подойти к улью, то можно увидеть, как сторожевые пчелы повернулись в  сторону шума. Достаточно легонько стукнуть по улью, как пчелы дружно отзовутся.

Семья пчел издает так называемые «жалобные» звуки или «безматочный» гул при потере матки; «довольный» гул   при    нахождении    матки;   «веселый» при   роении и т. д. Однако здесь   же   надо   подчеркнуть  условность этих названий. Также известна «перекличка» («пение») маток, когда на звук одной матки немедленно откликаются другие; зна­чит, они слышат, то есть имеют органы, воспринимаю­щие различной высоты звуки.

Теперь выявлено, что пчелы могут издавать и воспри­нимать звуки очень высокого тона (так называемые ультразвуки), которые нам не слышны.

Считается, что звуковые волны (колебания частиц воздуха) воспринимаются многочисленными волосками, имеющимися на теле пчелы. К ним подходят нервные окончания, которые передают соответствующие раздраже­ния в центральную нервную систему.

Рефлексы пчел.

Имея хорошо развитую центральную и перифериче­скую нервную систему, пчела способна в большой мере воспринимать раздражения непрерывно изменяющейся внешней среды и реагировать на них.

Рассмотрим это на примерах. Если к ножке сидящей пчелы легонько прикоснуться булавкой,   то  она   может ответить на это раздражение тем, что отодвинет ножку. Происходит это следующим образом. Нервные окончания ножки пчелы получили раздражение, которое передалось по нерву в мозговой центр, нервным клеткам брюшной нервной цепочки. Там раздражение переработалось и, как бы отразившись, передалось по другому нерву к мус­кулам той же ножки. Мускулы ножки, получив перерабо­танное раздражение, ответили на него сокращением, и ножка отодвинулась.

Такие ответные реакции организма на раздражения окончаний чувствующих нервов, протекающее при участии двух нервных проводников и мозгового центра, называют­ся рефлексами. Рефлексов у пчелы, как и у многих других животных, очень много. Они лежат в основе регулирующей деятель­ности нервной системы. Великий русский физиолог И. П. Павлов указывал, что «В жизни сложного организма рефлекс есть суще­ственнейшее и наиболее частое нервное явление. При по­мощи его устанавливается правильное и точное соотноше­ние частей организма между собой и отношение целого организма к окружающим условиям. Исходный же пункт рефлекса составляет раздражение периферических окон­чаний центростремительных нервов. Этими окончаниями пронизаны все органы и все ткани их.

Рефлексы бывают простые и сложные, в зависимость от того, какие отделы центральной нервной системы при­нимают в них участие (низшие или высшие).

В описанном выше примере рефлекса пчелы принима­ли участие нервные узлы брюшной нервной цепи, являю­щейся у пчелы низшим отделом центральной нервной си­стемы, следовательно, это простой рефлекс . Но если на раздражение чувствительных нервных окончаний пчелы она ответит иначе, более сложно, например, уле­тит или ужалит, то такие ответные реакции организма на внешние раздражения называются сложными рефлексами, так как в них принимают участие выс­шие отделы центральной нервной системы. которые осу­ществляют согласованность в работе многих органов пчел и других насекомых.

Многие рефлексы пчелы отличаются очень высокой сложностью, например, кормление расплода, добывание пищи, постройка сотов и др.

Многолетние опыты И. П. Павлова показали, что у жи­вотных есть двоякого рода рефлексы. Одни рефлексы — врожденные, постоянные, в одинаковой мере присущие всем организмам данного вида. Они не требуют специальной их выработки организ­мом: животное рождается, обладая этими рефлексами. Их И. П. Павлов назвал безусловными рефлексами, или инстинктами.

У пчел различают инстинкты: пищевой, оборонитель­ный и половой. Кроме того, в них развит инстинкт заботы о потомстве (выкормка расплода) и постройки сотов. Все они имеются у каждой пчелы и являются врожденными, или сложными безусловными рефлексами. Молодая толь­ко что вышедшая из ячейки пчела протягивает хоботок к другим пчелам, и они дают ей пищу. Пчела, впервые уви­девшая цветок, ищет в нем нектар и собирает пыльцу, производя при этом сложнейшие согласованные движе­ния ножками, крыльями, ротовыми частями, хотя этому ее никто не учил.

Не все инстинкты проявляются одновременно. Прояв­ление тех или иных рефлексов в основном зависит от об­становки (условий внешней среды) и частично связано с возрастом пчел.

Инстинкты составляют основу поведения пчелы и пчелиной семьи. Поведением принято называть всю совокупность движений организма, работу всех его орга­нов и желез, направленных на охранение его существова­ния, на оборону от опасности, на размножение и выкарм­ливание потомства.

У пчел инстинкты сильно развиты, и большинство из них отличается очень большой сложностью. Так, напри­мер, инстинкт восковыделения и постройки сотов у пчел лучше всего проявляется только при воздействии 5 фак­торов: наличие в семье плодной матки, наличие свобод­ного места для отстройки сотов, достаточное количество молодых пчел, обилие корма, нормальная температура гнезда. Постройка сотов также зависит от ряда причин: в одних условиях строятся соты с пчелиными ячейками, в других — с трутневыми, в третьих — одновременно со строительством трутневых сотов происходит переделка пчелиных ячеек в трутневые и т. д.

При проявлении некоторых инстинктов пчел часто на­блюдается, что   реакция   пчел   на   воздействие   условий  внешней среды происходит не одновременно,  а разграни­чение во времени, и состоит из цепи последовательных действий. Так, инстинкт размножения пчел роение проявляется при обилии пчел в семье, особенно — моло­дых, не загруженных работой, тесноте и «духоте» в гнез­де и наличии взятка. При проявлении этого инстинкта пчелы отстраивают мисочки для вывода маток, количество трутневого расплода увеличивается, далее происходит откладывание маткой яиц в мисочки, отстройка маточни­ков и выкормка маточных личинок; наконец выходит пер­вый рой, за ним — второй и т. д.

Если во время проявления инстинкта изменятся усло­вия внешней среды, например, прекратится взяток, то цепь инстинктивных явлений размножения прерывается, а в случае возобновления нарушенного условия (взятка) вся цепь начинается сначала. Кроме безусловных рефлексов (инстинктов) у живот­ных есть и другие рефлексы, которые не являются вро­ждёнными, а приобретаются на протяжении жизни живот­ного. Эти рефлексы впервые изучены И. П. Павловым и на­званы им условными   рефлексами. Условные рефлексы животного создаются в результа­те его личного опыта. У новорожденных животных их нет. Условные рефлексы временные, непостоянные. Они образуются на основе безусловных рефлексов и встре­чаются большей частью у высокоорганизованных живот­ных, у так называемых позвоночных, но в определенной степени имеются и у пчел и других насекомых.

О рефлексах животных можно привести много приме­ров из опытов И., П. Павлова. Если, например, щенку, кормившемуся только молоком, дать кусочек мяса, то у него начнет выделяться слюна только после того, как это мясо попадет в рот и произведет раздражение вкусовых нервов; это раздражение передается в головной мозг, и переработавшись там, дойдет к слюнным железам. Такая ответная реакция организма на раздражение является примером безусловного рефлекса. Но при по­следующих кормлениях щенка у него слюна начнет выде­ляться раньше, чем кусочек мяса попадет в рот: выделе­ние слюны вызывается видом мяса, его запахом и пр. Здесь мы имеем   условный    рефлекс.

Второй пример. Если перед кормлением животного, например, собаки, будет звонить звонок, и это повторится несколько раз, то вскоре один только звук звонка будет вызывать обильное выделение слюны животным. На базе пищевого, безусловного рефлекса вырабатывается услов­ный рефлекс, то есть временная связь внешнего агента с ответной на него деятельностью организма. Условные рефлексы непостоянны. Они могут усили­ваться тем больше, чем большее число раз происходит совпадение внешнего раздражения с дачей пищи. Но если уже выработанный условный рефлекс в дальнейшем не подкреплять, то он угасает и исчезает.

Условные рефлексы соответствуют тому, что обычно называют привычками, или навыками. Все животные с нормальной нервной системой способны в определенной мере действовать согласно условиям среды и в любой мо­мент использовать свой опыт и привычки. Так, если пчела, нашедшая неподалеку от улья корм, набрав его в зобик , принесет в улей, то этот свой опыт она использует и поле­тит туда же вторично, и будет летать до тех пор, пока там будет корм. Если же корм будет забран или прекратится его выделение цветками, то выработанный навык (услов­ный рефлекс) будет постепенно затухать. Пчела, произве­дя еще несколько напрасных полетов и не получив под­крепления выработанного условного рефлекса безуслов­ным (пищевым), в конце концов перестанет туда летать. Вместо угасшего рефлекса на нахождение корма в дан­ном месте у нее могут образовываться другие условные ре­флексы, связанные с нахождением корма в других местах.

Не у всех пчел семьи условные рефлексы развиты оди­наково. Молодые, нелетные пчелы выполняют свойствен­ную им работу в основном инстинктивно. У летных же пчел, кроме безусловных рефлексов, вырабатываются и условные рефлексы, связанные с их летной деятельностью, нахождением    источников   взятка   и  отысканием  своего улья.

Некоторые условные рефлексы у пчел бывают особен­но развиты. Пчела, один раз бравшая корм в определен­ном месте, не только прилетит туда вторично, но, принеся, корм в улей, по-своему сообщит многим другим пчелам о направлении и удаленности от источника взятка, после чего много других летных пчел легко находят корм, при­несенный первой пчелой.

Условные рефлексы, повторяясь в поколениях, могут переходить в безусловные, врожденные.

С другой стороны, даже врожденные рефлексы, ин­стинкты, могут в значительной мере, в зависимости от условий, или развиваться, или затухать. Так, строитель­ство сотов вызывается врожденным рефлексом, инстинк­том. Если пчелам на протяжении многих поколений будут создаваться хорошие условия для воскостроительства (хо­рошая кормовая база, обеспечивающая обильный и непре­рывный взяток, сильные семьи, наличие пустого места в улье и др.), то инстинкт восковыделения и постройки со­тов будет развиваться. Если же таких условий на протя­жении ряда поколений пчелам не будет предоставлено, то этот инстинкт будет затухать.

Задача пчеловодов  — всемерно развивать полезные инстинкты и условные ре­флексы пчел, создавая наиболее полные условия их про­явления с целью улучшения качества пчел и повышения их продуктивности.

Применяемый в практике пчелоопыления прием, на­званный «дрессировкой пчел» основан на выработке у пчел условного рефлекса на запах корма. Сущность этого приема заключается в том, что после дачи корма (обычно — в улье) с запахом определенных цве­тов какая-то часть летных пчел вылетает из улья и ищет нектар в цветках растений этого вида, чем производит до­полнительное опыление и способствует повышению уро­жая этих растений. Однако, этот ценнейший по значению прием нуждается в дальнейшей разработке и усовершен­ствовании, ибо при скармливании корма в улье у пчел вырабатывается условный рефлекс не только на запах корма, но и на его местонахождение, вид, время появления и т. д. Поэтому, в практику вводятся и другие, более совершенные методы «дрессировки пчел». Подробнее об этом говорится в разделе «Кормовая база и опыление сельскохозяйственных культур».

Практика показывает, что «дрессировка пчел» особен­но эффективна тогда, когда пасека наиболее близко подвезена к участкам, где растут опыляемые растения, и когда эти растения больше всего выделяют нектар. Поэто­му особенно важно, чтобы опыляемые пчелами участки медоносных растений возделывались по всем правилам передовой агротехники, которая способствует наилучше­му развитию растений и одновременно лучшему нектаро выделению.