• информация получена из опыта (обучение);
• информация получена от других представителей вида, обладающих опытом (обмен информацией).
Органы чувств обеспечивают жизненно важную связь с окружающей средой для обучения и взаимодействия. Органы чувств – это не пассивные окна в мир; совместно с центрами сенсорной интеграции в центральной нервной системе они определяют категории, которые являются биологически важными, но в некоторых обстоятельствах не существуют как физическая реальность. Цвет – это пример способности чувствовать нечто, не существующее объективно. Цвета не существуют вне мира восприятия живых организмов. Электромагнитные волны, к которым принадлежит свет, представляют собой часть непрерывного спектра. Только та часть этого спектра, которая стимулирует чувствительные клетки животного, будет восприниматься как свет. Цвета вводятся в мир восприятия живых организмов различными рецепторными клетками, чувствительными к тем или иным частям спектра световых волн. Категории цвета, которые продолжили свое существование в процессе эволюции, зависят от характеристик сенсорных устройств живых организмов и от того, насколько важными для их выживания и размножения являются эти цвета.
Мир чувств медоносных пчел великолепно приспособлен к сигналам, передаваемым цветами. Цветки выделяются на фоне зеленых листьев леса благодаря своей окраске – и пчелы могут видеть цвета. Цветы пахнут – и пчелы обладают очень сильно развитым обонянием.
Медоносные пчелы наделены врожденной способностью воспринимать цвета. Необученные пчелы, которым предоставлены цвета на выбор, будут лететь к синему и желтому. Синие и желтые оттенки часто встречаются у цветков, а многие другие окраски цветков включают выраженные элементы с длиной волны, соответствующей синему и желтому цветам.
Самой важной для медоносной пчелы является способность присваивать разные значения различным цветам в ходе обучения решению задач. Приобретение этого навыка через опыт играет настолько значимую роль в жизни пчел, что благодаря своей способности учиться они занимают особое место среди насекомых. Обмен информацией – высочайший уровень информационного потока между членами одного вида – также проявляется у медоносных пчел необычайно сильно.
Врожденная способность различать цвета, способность учиться на опыте и обмениваться в дальнейшем этой информацией образуют базовый треугольник пчелиной «мудрости». Наши догадки о том, что пчелы «знают о цветках», особенно подробны.
Чтобы оценить сложные поведенческие качества медоносных пчел, проявляющиеся в поиске и сборе взятка с цветов, полезно разделить их поведение, связанное с посещением цветков, на несколько функциональных шагов.
Вот задачи, которые должны выполнить сборщицы для успешной эксплуатации цветочных ресурсов:
• распознать цветки как таковые;
• выявить отличия между различными видами цветков;
• распознать состояние цветка;
• знать, как успешно обработать цветок при помощи ног и ротовых органов;
• определить географическое местоположение цветка;
• определить ежесуточный интервал времени, в котором разные цветки выделяют больше нектара;
• поделиться информацией с соседями по гнезду, играя роль связного в системе информационного обмена;
• пользуясь системой информационного обмена, самостоятельно получать и расшифровывать информацию о том, где искать цветки.
Мир сделан не только из цветов. Проблема ли это для пчел?
Пока неясно, как медоносные пчелы определяют, что является цветком, а что нет. То, что они делают это, не испытывая трудностей, очевидно из наблюдений за их посещением цветков в поле. Итак, в чем же кроется проблема?
Мы тоже способны распознавать цветки. Но воспринимают ли пчелы цветы так же, как мы?
В этом месте мы можем стать немного философами. Мы можем ощущать природу мира только на основе того, что мы воспринимаем. Восприятие опосредовано общим знанием, которое в процессе эволюции оказывается существенным для выживания и распространения того или иного вида. Воспринятые нами сигналы проходят через органы чувств и последующую обработку этих сенсорных сигналов в нашем мозге. Этот субъективный опыт не может передаваться от человека к человеку. Мы называем какой-то цвет «фиолетовым», потому что нас этому научили, но у нас нет возможности увидеть этот цвет глазами другого человека и подтвердить, что его впечатление от «фиолетового» идентично нашему. Но можно ли проникнуть в голову пчелы, чтобы разобраться в том, как ощущают мир они?
Некоторое представление об этом можно получить, изучая ощущения пчел и работу их мозга. Совместные анатомические, физиологические и поведенческие исследования пчел обнаружили тесную связь между особенностями цветков и особенностями восприятия у пчел.
Пчелы и цветы неразрывно связаны двумя важными воспринимающими функциями – зрением и обонянием. Наша концепция цветов в целом также определяется цветом и запахом. Но пчелы ощущают цветы совершенно иным образом. Люди, на эстетические чувства которых цветы оказали значительное влияние, являются всего лишь «чувственными паразитами» на тех свойствах, которыми пчелы одарили цветы в ходе их совместной эволюции.
Зрительная система пчел во многих отношениях отличается от нашей. Каждый из их сложных глаз состоит из примерно шести тысяч отдельных глазков (рис. 4.1). Картина окружения складывается из множества довольно крупных обособленных одиночных точек. Наши собственные глаза формируют на сетчатке каждого глаза единственное полное изображение, созданное одной линзой.
Плохая острота зрения пчел означает, что они могут различать мелкие детали объектов и цветки, лишь когда находятся на расстоянии нескольких сантиметров от них (рис. 4.2).
Рис. 4.1 Медоносные пчелы обладают двумя крупными сложными глазами и тремя маленькими глазками. Каждый сложный глаз создает изображение, построенное из совокупности точек различных цветов и интенсивности при низком разрешении. Глаза у трутней крупнее, чем у рабочих пчел и маток. Трутень, показанный здесь, только что выбрался из куколочного кокона
Пчелам нужно осмотреть особенности цветка крупным планом, прежде чем они смогут признать, что пятно на местности действительно является цветком. Цветовой контраст заставит цветки выделяться на фоне зеленой листвы – так же птицы и приматы быстро обнаруживают ярко окрашенный зрелый плод, что, в свою очередь, важно для распространения животными семян тех растений, плоды которых они поедают. Однако прежде, чем могут быть рассеяны семена, цветы должны посетить опылители. Чтобы гарантировать это, растения используют ту же стратегию, что и в случае с плодами: окраска в качестве рекламы. Как же выглядят цвета в мире пчел?
Здесь будет полезным сравнение со способностью видеть цвет у людей. Вот появляется радуга: мы воспринимаем длинноволновой свет как красный, коротковолновой – как фиолетовый. Все другие цвета лежат между ними (рис. 4.3).
Свет на красном конце спектра менее интересен пчелам и лишь очень слабо стимулирует клетки их зрительных рецепторов. Объект, отражающий световые волны той длины, которая не стимулирует зрительные рецепторы, выглядит черным. Для пчел поле, покрытое красными цветками мака, выглядит как область, испещренная черными пятнами (рис. 4.4). Отсутствие чувствительности к красному цвету у пчел компенсируется усилением чувствительности к коротким волнам видимого спектра: пчелы могут видеть ультрафиолетовый свет, который мы не способны воспринимать без помощи техники.
Рис. 4.2 Одно из последствий низкого разрешения совокупности точек в видимом мире пчелы – то, что детали такого объекта, как цветок, к которому она подлетает, становятся различимыми, лишь когда пчела находится уже совсем близко от него
Вверху. Так пчела видит поросшее цветами место с расстояния нескольких метров
В центре. На расстоянии 30 см цветы выглядят примерно так Внизу. Детали цветка пчела распознает только с расстояния 5 см
Рис. 4.3 Радуга показывает, что люди видят лишь малую часть электромагнитных волн Солнца. Цветовой спектр, различаемый медоносными пчелами, смещается в сторону коротковолнового излучения. Красный цвет исчезает, и на другом краю спектра радуги в их поле зрения появляется ультрафиолетовая полоса
На лепестках многих цветов есть несколько участков поверхности, которые сильно отражают ультрафиолетовый свет и тем самым образуют узоры, предназначенные для пчелиного глаза, но остающиеся невидимыми для нас (рис. 4.5). Такие узоры могут служить знаками посадки для приближающихся сборщиц и позволять пчелам еще легче отличать друг от друга различные виды растений.
Значение некоторых аспектов сенсорных систем животных можно подробно объяснить их уместностью в биологическом контексте. Пчелы используют коротковолновую часть спектра солнечного света для ориентации в полете. Цветки эксплуатируют зрительную чувствительность пчел, показывая своим опылителям участки лепестков, отражающие коротковолновый свет, в качестве привлекающих сигналов.
Все становится еще сложнее: цвета, которые видят пчелы, зависят прежде всего от длины световых волн, но – нам трудно представить это – еще и от того, как быстро летит пчела. Даже поведенческая задача, которую выполняет пчела, может влиять на ее способность видеть цвета.
Пчелы летят над местностью со скоростью 30 км/ч. На данной скорости их цветовое зрение выключено – они не воспринимают цвета (рис. 4.6).
Цвета появляются для пчел не раньше, чем они подлетят поближе к цветкам и начнут медленно кружиться над ними. Это явление обладает биологической значимостью. Для пчелы во время быстрого полета цвет объектов – явно необязательная информация. Маленький мозг пчелы должен концентрироваться на других проблемах, которые важны во время быстрого полета, вроде распознавания структурных особенностей окружающей местности: где находятся препятствия, где ориентиры, которые указывают путь? Детальное зрительное восприятие многочисленных нецветных объекто