Два типа танца и граница расстояния

Вернувшись с богатой поляны, пчела-разведчица привлекает внимание рабочих особей ритмичными движениями на поверхности сот. В зависимости от удалённости находки она использует одну из двух базовых программ поведения. Граница между ними обусловлена энергетической целесообразностью поиска.

Если цветы находятся близко к улью, примерно в радиусе до пятидесяти или ста метров в зависимости от подвида, разведчица исполняет круговой танец. Она бежит по замкнутой траектории небольшого радиуса, резко разворачивается на сто восемьдесят градусов и описывает такой же круг в обратную сторону. Этот рисунок сообщает сборщицам лишь сам факт наличия взятка поблизости. Точный азимут здесь не требуется, потому что пчёлы легко находят ориентир по аромату, который разведчица принесла на волосках своего тела.

Когда расстояние превышает сотню метров, характер движений резко меняется. Пчела переходит на восьмёрочный, или виляющий, танец. Насекомое пробегает отрезок по прямой линии, активно раскачивая брюшком из стороны в сторону и жужжа крыльями, затем описывает полукруг вправо, возвращается к начальной точке, снова бежит по той же прямой с покачиваниями и уходит в полукруг влево. Этот сложный цикл содержит точные математические векторы для всей группы сборщиц.

Как движения кодируют компас и спидометр

Внутри улья царит абсолютная темнота, поэтому пчёлы не могут ориентироваться по визуальным вспышкам или лучам. Танцовщица переносит систему координат с горизонтальной плоскости земли на вертикальную плоскость воскового пласта. В роли базового ориентира выступает сила тяжести Земли, воспринимаемая проприорецепторами сочленений шеи и брюшка.

  • Вертикаль сота, направленная строго вверх против вектора гравитации, условно обозначает текущее положение солнца на небесном своде.
  • Угол между этой вертикалью и линией прямолинейного виляющего пробега пчелы равен углу между направлением на солнце и курсом к источнику корма.
  • Длительность прямого виляющего участка и частота вибраций крыльев показывают точное расстояние до цели.
  • Запах нектара и микрокапли пыльцы на хитиновом покрове передают химический профиль искомого растения.

Если поляна расположена строго по направлению к солнцу, разведчица делает виляющий пробег снизу вверх. Если лететь надо точно от солнца, пробег направлен сверху вниз. Отклонение траектории вправо на шестьдесят градусов от вертикали означает, что сборщицам после вылета из летка нужно взять курс на шестьдесят градусов правее солнечного диска.

Оценка расстояния закодирована во времени. Каждые дополнительные сто миллисекунд прямолинейного пробега с колебаниями брюшка добавляют к дистанции определённый километраж. Например, у медоносной пчелы краинской породы бег длительностью ровно в одну секунду соответствует примерно одному километру пути, а трёхсекундная пробежка указывает на дистанцию около трёх километров.

Как пчёлы считывают информацию без зрения

Окружающие танцовщицу пчёлы не смотрят на неё глазами. В тесном и тёмном пространстве гнезда они вплотную прижимаются к исполнительнице своими антеннами-усиками. На усиках сосредоточены тысячи механорецепторов и хеморецепторов, способных фиксировать малейшие отклонения воздуха и механические вибрации субстрата.

Во время прямого пробега разведчица сокращает грудные летательные мышцы, создавая низкочастотные акустические колебания частотой от двухсот сорока до двухсот шестидесяти герц. Звук распространяется в воздухе на расстояние пары сантиметров, а вибрация передаётся через стенки восковых ячеек сота. Пчёлы улавливают эти колебания Джонстоновым органом, расположенным во втором членике усиков, и подколенными органами на голенях лапок.

Каждые несколько циклов танцовщица останавливается и отрыгивает крошечную каплю принесённого нектара. Собирающиеся вокруг пчёлы касаются её хоботками и дегустируют жидкость. Так они узнают концентрацию сахаров в находке и понимают, стоит ли вообще тратить силы на дальний полёт.

Одометр насекомого и феномен оптического потока

Долгое время учёные спорили, каким именно способом летящая пчела измеряет пройденные километры. Существовала гипотеза об оценке расхода энергии: пчела могла бы судить о расстоянии по сгоревшему запасу глюкозы в гемолимфе. Эту версию опровергли серией экспериментов с искусственным встречным ветром и утяжелением насекомых грузом. Расход энергии увеличивался в разы, но показания танца оставались неизменными.

В конце двадцатого века биолог Мандиям Шринивасан доказал, что пчелиный одометр работает на основе оптического потока. Насекомое оценивает угловую скорость смещения визуальных объектов на сетчатке фасеточных глаз во время движения. Земля, трава и деревья плывут под летящей пчелой, создавая мерцание контрастных полос в рецепторах омматидиев.

Поправка на движение солнца

Солнце непрерывно движется по небосводу со средней скоростью около пятнадцати градусов в час. Танец разведчицы может продолжаться без перерыва десятки минут или даже несколько часов, если поляна необычайно богата нектаром. Удивительно, но угол её пробега на вертикальном соте постепенно меняется прямо в ходе исполнения.

В мозге пчелы работают циркадные часы, синхронизированные с видимым движением светила. Танцовщица автоматически вносит угловую поправку на каждый прошедший отрезок времени, даже находясь в закрытом светонепроницаемом улье. Пчёлы, вылетающие по её указанию через полчаса после начала танца, получают правильный текущий азимут и прилетают точно в заданную точку.

В пасмурную погоду пчёлы используют способность видеть ультрафиолетовые лучи и регистрировать плоскость поляризации рассеянного солнечного света с помощью специальных рецепторов в верхней части фасеточных глаз. Крошечного просвета между тучами размером в несколько угловых градусов достаточно, чтобы пчелиный мозг восстановил истинное положение солнца за облаками.

Как расшифровали язык улья

Основы понимания коммуникации общественных насекомых заложил австрийский зоолог Карл фон Фриш в первой половине двадцатого века. Для своих опытов он сконструировал наблюдательный улей с прозрачными стеклянными стенками и индивидуально метил тысячи пчёл разноцветными несмываемыми красками на спинке.

Фриш устанавливал блюдца с сахарным сиропом на разном удалении и под разными углами к пасеке, а затем с секундомером и транспортиром фиксировал поведение разведчиц на сотах. Его выводы казались современникам невероятными, ведь они приписывали беспозвоночным животным способность к абстрактной знаковой символизации пространства. В 1973 году Карл фон Фриш получил за свои исследования Нобелевскую премию по физиологии и медицине совместно с Конрадом Лоренцем и Николасом Тинбергеном.

Частые вопросы

Танцуют ли пчёлы при поиске нового жилья?

Да, во время роения пчёлы-квартирмейстеры ищут подходящие дупла или расщелины скал. Вернувшись к висящему на ветке рою, они танцуют прямо на телах своих сестёр. Направление и интенсивность танца показывают координаты потенциального жилища и его качество. Рой снимается с места только тогда, когда большинство разведчиц сходятся на одном варианте танца.

Ошибаются ли пчёлы во время передачи координат?

В системе заложена естественная погрешность порядка пяти или десяти градусов по азимуту. Эта неточность биологически полезна. Благодаря разбросу прилетающих сборщиц семья не сбивается в одну точку, а равномерно накрывает посадку цветущих растений по всей площади поляны.

Учатся ли молодые пчёлы танцу у старших?

Базовая программа движений и реакция на силу тяжести заложены генетически. Недавно вышедшие из ячеек изолята пчёлы способны исполнять рисунок виляния без обучения. Однако молодые пчёлы, наблюдавшие за танцами опытных фуражиров в первые дни жизни, передают дистанцию значительно точнее и делают меньше ошибок в координации.

Зачем пчёлам жужжать во время танца?

Жужжание создаётся сокращением мощных мышц грудного отдела. Возникающие звуковые волны и микроколебания воздуха служат основным сигналом ориентации для пчёл-слушательниц в темноте, помогая им точно определить положение оси тела танцовщицы.