Танцы на сотах

Давно уже физики установили, что свет представляет собой определенный вид электромагнитного излучения. Световые волны колеблются не в одной какой-нибудь плоскости, а в бесчисленном множестве взаимопересекающихся плоскостей. Линией их пересечения служит направление луча. Когда солнечный свет отражается от блестящей поверхности, от воды, скажем, или зеркала, значительная часть световых волн начинает колебаться лишь в одной какой-нибудь плоскости. Свет, как говорят, поляризуется. Процент поляризованного света зависит от величины угла между падающим лучом и отражающей его поверхностью.

Солнечный свет поляризуется и когда пробивается сквозь мельчайшие частички веществ, парящие в атмосфере (некоторые облака тоже действуют как поляризаторы). В различных частях неба, на разном расстоянии от солнца, процент поляризованного света неодинаков. Когда солнце перемещается, эти разнородные поля поляризации следуют за ним, сохраняя свое взаимное расположение по отношению к солнцу.

Небо для глаз, которые видят поляризованный свет, покрыто как бы пятнами разной световой интенсивности. Запомнив их порядок, всегда можно узнать, в какой стороне неба солнце, даже если самого солнца не видно. По маленькому просвету в тучах глаза-поляроиды могут определять страны света: где юг, где север, где восток, а где запад.

Мы, к сожалению (или к счастью?), никаких пятен на небе не видим. Глаза наши на такое не способны, если только не вооружены они специальными очками или приборами-поляроидами. Принцип действия поляроидов очень прост: как узкая щель, пропускают они только те световые волны, которые колеблются в плоскости, параллельной этой щели.

У пчел же другие глаза: они отбирают из световых лучей, рассеянных в поднебесье, только поляризованные в определенных плоскостях. Поэтому даже в пасмурный день пчелы знают, за каким облаком прячется солнце. Для них это очень важно. Ведь пчелы ориентируются по солнцу.

Есть ли на свете образованный человек, который не слышал бы о танцах пчел? Пчелы "танцуют" в ульях, сообщая определенными фигурами своих "па" о богатых находках - о цветах, полных сладкого нектара. Другие насекомые в улье, глядя на эти танцы, получают исчерпывающую информацию о местоположении медоносов и летят к ним.

Танцы бывают двух видов: круговые и виляющие (не считая вихревого, который побуждает рой к вылету из улья).

Когда пчела найдет поблизости от дома - метрах так не более чем в ста - цветы, богатые нектаром, то, прилетев в улей, "танцует" на сотах: бегает кругами. Круг налево, потом разворот и круг направо. Земляки ее окружают, возбужденно следуют за ней, обнюхивают, касаясь брюшка усиками.

На языке пчел круговой танец означает: "Нашла много пищи поблизости от улья". Где нашла, в какой стороне и на каком расстоянии - это танец умалчивает. Дополнительным разъяснением к нему служит лишь запах цветов, унесенный на брюшке, поэтому пчелы и обнюхивают разведчицу. Затем вылетают из улья и ищут во всех направлениях невдалеке от него цветы с запахом, который принесла она с собой в улей. Найти дорогу помогают и воздушные трассы запахов, о которых уже была речь.

Более полную информацию о результатах разведки представляет виляющий танец. Назван он так потому, что пчелы, исполняя его, виляют из стороны в сторону брюшком. Не все время виляют, а только когда бегут по прямой линии, соединяющей два полукольца восьмерки: фигура этого танца напоминает восьмерку. Чем больше взмахов брюшком, тем ближе медоносы. Если нектар найден в шести километрах от улья, то пчела, сообщая о нем, вильнет брюшком восемь раз в секунду. А если виляний будет двадцать, то лететь за взятком надо около километра. Темп танца тоже имеет значение.

Если пчела, танцуя, за пятнадцать секунд описывает в ту и другую сторону девять-десять полных кругов, пища в ста метрах от улья. Если полных циклов (за то же время) семь, речь идет о расстоянии двести метров. Четыре с половиной круга соответствуют одному километру, а два - шести километрам.

Встречный ветер замедляет темп танца, а попутный, наоборот, ускоряет его. Расстояние до цели пчелы определяют ценой усилий, которые они затрачивают, чтобы добраться до нее. Когда приходится им лететь против сильного ветра, то, вернувшись в улей, танцем своим они рассказывают о расстоянии больше действительного. И наоборот, когда до медоносов можно добраться с резвым попутным ветерком, дистанция, указанная в этом случае, будет меньше действительной.

Недавно доктор Эш из Мюнхена, ученик Карла Фриша, установил, что пчелы, исполняющие виляющий танец, передают также дополнительную информацию о расстоянии до медоносов и жужжанием своих крыльев. Эти сигналы "напоминают трескотню велосипедного мотора". Если "мотор" гудит примерно полсекунды, то до цветов, богатых нектаром, двести метров. И чем громче его трескотня, тем выше качество найденной пищи.

Теперь пора сказать, как пчелы информируют друг друга о направлении, ведущем к цели. Случается, что танцуют они у летка, на горизонтальной поверхности. Тогда прямолинейная часть виляющего танца, линия, соединяющая два полукруга восьмерки, всегда обращена в сторону найденной пищи. Танцующая пчела по прямой всегда бежит туда, куда надо лететь. Пчелы, окружающие танцовщицу, запоминают угол между направлением на цель, показанным у летка, и солнцем на небе и летят за взятком, сохраняя этот угол.

Это когда пчелы танцуют под открытым небом, видя солнце над головой или хотя бы маленькое пятнышко голубого небосвода. Ну а в улье, в полной темноте, как указывают они необходимый для правильной ориентировки солнечный угол?

Очень остроумный нашла природа выход из этого затруднительного положения. В улье, где солнца не видно, его условно заменила сила, действующая и в темноте, - притяжение земли! Гравитационный вектор символизирует как бы стрелку компаса, направленную с юга на север.

Если пчела, танцуя, бежит по соту в прямолинейной части танца головой вниз, значит, за пищей нужно лететь в сторону, противоположную солнцу. Когда бежит, виляя брюшком, головой вверх, цель там, где солнце. Если прямая танца отклоняется от направления силы тяжести под тем или иным углом, полет должен быть направлен под таким же углом по отношению к солнцу.

В одном из опытов пчелам приходилось летать за взятком вокруг высокого горного отрога, преодолеть который прямым перелетом они не могли. Путь был окольный, но в танце пчелы указывали прямое направление - от улья через хребет к цветам с нектаром. Непонятно, как насекомые, смотревшие на танец, могли понять, что лететь в данном случае надо не прямой дорогой, указанной в танце, а вокруг хребта.

Установлено, что высоту цели над землей пчелы своими танцами указать не могут. Кормушки с сиропом привязывали к макушке радиомачты, прямо под ней стоял улей. Пчелы-разведчицы вскоре нашли сахар на мачте, но рассказать о своей находке другим пчелам им не удалось. Они танцевали и так и этак, во всех направлениях бегали виляющей походкой, но несвязная эта "речь" только вводила в заблуждение их соотечественниц.

Теперь известно, что муравьи подобно пчелам тоже видят поляризованный свет, падающий 6 небосвода, и умеют ориентироваться по нему.

Но у них нет столь сложной системы передачи информации, как пчелиные танцы. По-видимому, для всех животных, именуемых зоологами членистоногими, поляризованный свет служит маяком. И похоже, что ни одно другое нечленистоногое животное (то есть не насекомое, не рак) такими способностями не обладает.

Сложные, или фасеточные, глаза, которыми наделены все взрослые членистоногие (и никто больше), наверное, и есть те оптические "сепараторы", отделяющие свет поляризованный от неполяризованного^*. Просеивая солнечные лучи, они рисуют в воображении насекомого картину пятнистого неба, где каждое пятно - ориентир.

^* (Правда, у гусениц соснового шелкопряда нет сложных глаз, но тем не менее, путешествуя в поисках пищи, они ориентируются по небу, расписанному пятнами поляризованного света. Это доказано.)

Сложный глаз составлен из сотен мелких глазков - омматидиев^*. Карл Фриш сконструировал прибор, копирующий в грубой форме природную модель поляроида, которую представляют собой омматидии. Опыты с этим прибором убедили ученого, что сложный глаз насекомого действительно фильтрует поляризованные лучи.

^* (Каждый омматидии представляет собой по существу отдельный глазок. Он имеет свою сетчатку, свой хрусталик и под ним прозрачный конус, который вместе с хрусталиком образует светопреломляющий аппарат глазка. Сложные глаза есть только у членистоногих.)