Сложное поведение медоносных пчел (стр. 3 из 3)
Вернувшиеся разведчицы привлекают других рабочих пчел с помощью определенной демонстрации, во время которой они машут крыльями и выделяют феромон "привлечения". Но это происходит только в том случае, если обнаруженный ими источник пищи отличается высокими ценностными качествами. Пчела-сборщица определяет эту ценность по расстоянию от улья и по качеству пищи в сравнении с пищей из других источников. Чем дальше пища от улья, тем слаще она должна быть, чтобы заставить пчелу танцевать и привлечь других пчел. Весной и ранним летом, когда вокруг обычно много пищи, данный источник может вызвать "привлечение" пчел только в том случае, если пища там действительно сладкая. Поздним летом и осенью, когда пищи становится недостаточно, пчел будет привлекать даже пища невысокого качества. Каким образом рабочие пчелы извлекают информацию из виляющего танца разведчицы, не вполне понятно. Вернувшаяся разведчица приносит в улей следы пахучего вещества с цветков, которые она посетила. Другие рабочие пчелы собираются толпой вокруг танцующей пчелы, воспринимают этот запах, быстро его запоминают, чтобы потом использовать память об этом запахе, когда они окажутся вблизи того места, где находится пища. Кроме запаховых раздражителей пчелы, вероятно, используют и звуковые сигналы, которые издает танцующая пчела в темноте улья.
Во время виляющей фазы танца пчела издает звуковые импульсы с частотой, которая примерно в 2,5 раза больше частоты ее виляющих движений. Этот звук, вероятно, является дополнением к частоте виляющих движений, а все вместе воспринимается сгрудившимися вокруг рабочими пчелами как информация о расстоянии до источника пищи.
Некоторые исследователи полагали, что танец не играет существенной роли в привлечении пчел-сборщиц. Основную роль они отводили прежде всего обонятельным сигналам, как это происходит у некоторых других общественных насекомых. Большая часть данных в ранних экспериментальных исследованиях фон Фриша согласуется с этой интерпретацией. В определенных ситуациях медоносные пчелы действительно полагаются на запах при установлении точной локализации пищи.
Рис.10. Виляющий танец медоносной пчелы. Угол между осью танца и вертикалью соответствует угловому расстоянию между источником пищи и солнцем.
Рис.11. Демонстрация "привлечения" у медоносной пчелы.
Однако, как было убедительно показано в более поздних экспериментах фон Фриша и других исследователей, танец пчел представляет собой основную систему передачи информации о местонахождении пищевых источников. Например, можно в восемь раз уменьшить чувствительность к свету пчел-сборщиц, если зачернить их оцелли. Оцелли - это три простых глазка пчелы, расположенные на верхней части головы. Если вертикальные соты, на которых пчелы исполняют свой танец, осветить искусственным солнечным светом, который не могут увидеть вернувшиеся разведчицы с зачерненными оцеллями, то пчелы во время танца будут ориентироваться по силе гравитации, как это обычно и происходит. Однако привлекаемые разведчицами интактные пчелы будут реагировать на искусственное солнце; а это дает экспериментатору средство, с помощью которого он может управлять процессом интерпретации танца пчелами-зрителями. Изменяя положение искусственного солнца, этих пчел можно было заставить отправиться в том направлении, которое задавал экспериментатор. Этот эксперимент показывает, что привлеченные танцем рабочие пчелы полагались именно на танец, чтобы получить информацию о расстоянии до пищи и направлении на нее. По мнению Гоулда, коммуникация у пчел потребовала так много времени для ее анализа и вызвала столько споров, потому что она представляет собой очень сложное явление. Мало того, что пчелы-разведчицы имеют изощренную систему сигнализации с помощью танцев - если лишить этих пчел возможности использовать такой вид коммуникации, они зачастую могут возвратиться к системе мобилизации сборщиц при помощи запаха. Они могут ориентироваться не только по прямому солнечному свету, но и по характеру поляризации солнечного света. Исполняя свой танец в темноте улья, пчелы могут использовать вместо направления на солнце направление сил гравитации. Когда пчелы находятся внутри улья или когда экспериментатор помещает их в ловушку, внутренние часы пчел могут заменить им непосредственное наблюдение за движением солнца. Создается впечатление, что у пчел есть выход из любого положения. Как мы увидим дальше, этот род планирования с учетом всех возможных неожиданностей и есть ключ к пониманию сложного поведения животных, которые на первый взгляд кажутся нам довольно примитивными.
6. Организация сложного поведения
В областях с умеренным климатом медоносные пчелы-сборщицы живут в условиях постоянно меняющейся внешней среды. Когда пчела вылетает из улья и начинает свой поиск, солнце может быть хорошо видно, а может быть и закрыто облаками. Цветки, которые раньше были богаты нектаром, теперь могут быть закрыты, могут уже увянуть или их могут съесть какие-либо животные. Запахи, о которых помнили пчелы после последнего полета, могут исчезнуть или смешаться с целым морем новых запахов.
Мы можем представить себе компьютерную программу, предназначенную для того, чтобы воспроизвести случайности, подобные тем, с которыми встречается пчела-сборщица. Когда пчела вылетает на разведку в поисках пищи, программа задает серию вопросов, построенную таким образом, что содержание очередного вопроса зависит от того, какой ответ был дан на предыдущий вопрос. Конечный результат зависит от результата предыдущей стадии и т.д. Такого рода программу можно заложить в простую логическую сеть, специально предназначенную для решения конкретной задачи. Не исключено, что поведение пчелы в определенной степени организовано именно таким образом.
Однако поведение медоносной пчелы сложнее, чем простая программа по схеме ЕСЛИ-ТО. Пчелы способны адаптироваться к новым обстоятельствам посредством научения. Мензел исследовал вопрос о том, каким образом пчела запоминает цветовые характеристики источника пищи. Он изменял окраску искусственных цветов на разных стадиях посещения их пчелами, т.е. на стадиях приближения, приземления, питания и отлета от цветка. Оказалось, что пчелы запоминают окраску какого-либо цветка в последние две секунды перед тем, как опуститься на него. Пчела запоминает расположение наземных ориентиров только тогда, когда улетает от цветка. Если наземные ориентиры удалить, пока пчела собирает нектар, и вновь поставить их на место, когда пчела улетит, она будет неспособна вспомнить их, несмотря на то что они находились на месте, когда пчела приближалась к цветку. Таким образом, создается впечатление, что запоминание пчелами цвета и наземных ориентиров тесно связано с определенными фазами их пищедобывательного поведения. Подобным же образом пчелы каждый день, вылетая из улья, запоминают его расположение. Если день ото дня изменять внешний вид улья или окружающих его растений, то это никак не будет беспокоить пчел. Но если улей передвинуть в сторону на какой-нибудь метр в то время, когда пчелы улетели за взятком, то по возвращении им будет очень трудно его отыскать.
Фон Фриш показал, что пчелы способны чрезвычайно быстро запоминать запахи цветков и различать запах одного цветка среди 700 других запахов. Соответственно более медленно запоминаются окраска, форма, местонахождение и время раскрытия цветка. Если запах знакомого искусственного цветка изменить, то пчела быстро запомнит новый запах, однако цвет, форму и другие признаки цветка, которые оставались неизменными, пчела должна будет запомнить заново. Другими словами, складывается впечатление, что пчелы-добытчицы запоминают все признаки цветка как единый комплекс. Если в эксперименте изменить только один запах, то пчела должна будет переучиваться и вновь запоминать весь комплекс признаков цветка. Таким образом, представляется вероятным, что научение у пчел запрограммировано. Это означает, что запоминание конкретных ориентиров происходит только во время определенных поведенческих реакций, а именно когда пчела вылетает из улья, приближается к цветку или улетает от него.
Чтобы объяснить поведение пчелы, нам не нужно приписывать ей какие-то специальные психические свойства или когнитивные способности. Мы попытаемся объяснить его с точки зрения набора неких "процедурных" правил. Однако этот вопрос может оказаться гораздо более сложным, если нам понадобится охватить весь поведенческий репертуар животного. Более того, всегда существует такая возможность, что будут вскрыты какие-то новые свойства поведения медоносной пчелы, которые заставят нас отказаться от объяснения его как основанного на жесткой программе. Современный уровень наших знаний не позволяет наделить пчел психическими способностями - это кажется просто фантастическим. Когда же мы переходим к изучению более сложных животных, ситуация представляется не такой простой.
Поведение многих позвоночных животных значительно сложнее поведения медоносной пчелы. Вместе с тем многие поведенческие реакции позвоночных достаточно стереотипны. Быть может, как полагают Гоулды, психические способности позвоночных переоцениваются и между ними и медоносными пчелами не существует такой уж большой пропасти. В следующих главах мы рассмотрим этот вопрос с различных точек зрения. Однако, обсуждая гораздо более сложные аспекты поведения позвоночных, мы не должны ни на минуту забывать о сложном поведении медоносных пчел.