В некоторых случаях пчелы могут устраивать «молчаливые» танцы, которые на взгляд наблюдающего человека ничем не отличаются по своим внешним признакам, но вибрации летательного мотора при этом отсутствуют. «Молчаливые» танцоры не смогут никого привлечь, поэтому не будет мобилизовано ни одной сборщицы. Знаменитые виляющие движения явно используются как механическая стратегия для сообщения сотам вибрации летательных мышц через ноги. Очень легкая пчела-танцор, стоящая на краях ячеек сотов или даже бегающая по ним, не передала бы существенной энергии сотам через свои тонкие ноги. Однако во время виляющих движений она цепляется ногами за края ячеек и таким образом ритмично тянет их своими лапками поочередно то влево, то вправо. Натяжение оказывается сильнее всего в точке смены направления виляющего движения, потому что это тот самый момент, когда пчелы сильнее всего тянут за край ячейки. И именно в этот момент, когда каемка натянута сильнее всего, сотам сообщается вибрация, а пчелы отмечают каждый момент смены направления движения брюшка вибрационными импульсами.
Однако вибрационные сигналы, которые производят танцующие особи, очень слабы по сравнению с постоянным мощным фоновым шумом жужжащего улья. Системы обмена информацией, естественные и искусственные, сконструированы так, чтобы добиться максимально высокого отношения «сигнал – шум». Нужный сигнал должен быть достаточно мощным, чтобы его можно было распознать, несмотря на фоновый шум. Громкое жужжание слышно в улье непрерывно, а вибрационный сигнал от виляющего танца одиночной пчелы слишком слаб, чтобы его можно было распознать на фоне этого шума.
Рис. 4.25 Тонкие стенки восковых ячеек сотов увенчаны утолщенной выпуклостью вдоль верхнего края. Все вместе они образуют сплошную сеть, которая лежит поверх стенок ячеек
Рис. 4.26 Пчелы, привлеченные танцем, в темном улье издалека распознают местоположение танцора по двухмерной картине колебаний стенок ячеек. Стенки ячейки, обведенной здесь белым, движутся в противоположных направлениях. Стенки всех других ячеек движутся в одном направлении (см. рис. 7.27). Пчелы распознают вибрацию стенок ячеек ногами. Приняв эту информацию (как пчела на рисунке, касающаяся ячейки, обведенной белым), они поворачивают головы в сторону танцующей особи, разворачиваются всем телом, а затем бегут к ней и присоединяются к танцу. Расстояние, с которого можно определить таким способом местоположение танцора, в значительной степени зависит от физической конструкции сота, на котором происходят танцы. Изображение танцующей пчелы, вибрации которой приводят к появлению колебаний в ячейках, размыто из-за ее быстрых движений
Как же при таких слабых сигналах и сильном фоновом шуме заинтересованные пчелы обнаруживают само присутствие танцующей особи, не говоря уже о ее местоположении? Ключевым моментом здесь являются физические особенности вибрационных свойств сотов, и это будет подробно объясняться в главе 7. Однако оказывается, что картина вибрации в горизонтальной плоскости, которую каждая пчела ощущает через утолщенные края ячеек своими шестью ногами (см. рис. 7.27), указывает на направление и расстояние до танцующей на сотах особи относительно самой пчелы (рис. 4.26).
Вибрация сотов предназначена исключительно для того, чтобы привести последователя к танцору. Она не содержит информации о местоположении кормового участка.
Несмотря на то что уже известно о языке танца, на многие важные вопросы еще предстоит найти ответ. Существуют некоторые удивительные аномалии, связанные с элементами виляющей фазы танца и местоположением источника пищи.
• Отличаются друг от друга направления последовательных виляющих фаз, исполняемых для одной и той же цели.
• Продолжительность виляющей фазы, которая кодирует расстояние, зависит от визуальной структуры местности между ульем и кормовым участком.
• Представление дальности полета становится менее точным по мере увеличения расстояния. Танцы для полета дальностью 2 и 3 км – что близко к пределу для обычных полетов за кормом – почти одинаковы, хотя пчел можно найти занятыми поисками корма на расстояниях до 10 км от ульев. Об экстремально дальних вылетах точно рассказать в танце нельзя.
Как же мобилизованные пчелы находят кормовые участки с такими неточными инструкциями?
Новенькие, пожалуйста, следуйте сигналам
Наблюдение за мобилизованными особями, которые следовали за танцующей пчелой на протяжении многих кругов, очень информативно. Чтобы добраться до кормового участка во время первого вылета из улья, пчеле иногда требуется в 30 раз больше времени, чем пчеле, которая уже посещала этот участок. Пчела с опытом местных полетов может преодолеть расстояние за 40 секунд; новичок, впервые покидающий гнездо после наблюдения за танцем, может затратить до 20 минут, чтобы добраться до кормового участка. Существенное сокращение времени полета у новичков происходит в том случае, когда кормовой участок привлекательно пахнет, а ветер доносит запах прямо к улью. Танцующие пчелы, посещающие лишенные запаха кормовые участки, явно показывают, что вне улья пчелы осуществляют контакт и обмен информацией. Пчелы с опытом местных полетов и без него, по крайней мере во время полета к кормовому участку, образуют маленькие смешанные группы количеством до десяти особей. Опытные особи садятся первыми, и вскоре их примеру следуют неопытные пчелы (рис. 4.27). Иногда случаются посадки тандемом – опытная пчела внизу, а неопытная сверху.
Как формируются такие группы сборщиц? Наши знания об этом скудны, но похоже, пчелы, которые танцуют в улье, помогают мобилизованным пчелам на месте. Пчела, посещавшая кормовой участок и не танцевавшая в улье, летит прямо к цели и, достигнув места, сразу совершает посадку. Но сборщица, которая танцевала, описывает большие петли вокруг цели, издавая громкое гудение. До того как Карл фон Фриш обнаружил обмен информацией в танце, эти полеты, сопровождаемые гудением, заставляли его предполагать, что пчелы ведут соседей по гнезду к кормовым участкам при помощи звука. Низкая скорость «гудящих полетов» позволяет наблюдателю заметить светлые полосы на брюшках жужжащих пчел. Это протоки широко открытых желез Насонова, расположенных между двумя последними сегментами брюшка пчелы. Открытая железа Насонова распространяет запах гераниола, который важен в контексте нескольких форм поведения (см. рис. 4.13). Негудящие пчелы, которые садятся, не кружась над участком, и без сопровождения, держат свои железы Насонова закрытыми. Гудящие сборщицы садятся в компании мобилизованных пчел. Опытные и вновь мобилизованные пчелы не вылетают из улья совместно к одной и той же цели; такие группы, видимо, должны формироваться на пути между ульем и кормовым участком.
Рис. 4.27 Новичков ведут к цветам опытные пчелы, поэтому часто все они садятся тандемом
Но есть группа пчел, которые очень быстро и без всякой помощи появляются на обозначенном кормовом участке, после того как примут участие в танце в улье. Это опытные сборщицы, которые знают об этом участке, посещали его несколькими днями ранее. Сборщиц, которые берут взяток на одном и том же участке и которых пометили пятнышком краски, можно наблюдать не только рядом друг с другом в улье, но и ночующими совместно (рис. 4.28).
Также оказалось, что такие группы пчел часто принимают участие в одном и том же танце, где одна из них становится танцовщицей, а другие следуют ее танцу (рис. 4.29).
Рис. 4.28 Опытные сборщицы, которые посещали один и тот же кормовой участок, часто держатся в улье общей группой и устраивают во время танцев совместный кордебалет
Поэтому танцующие пчелы мобилизуют не только новичков, но и опытных сборщиц – даже тех, кто посещал тот же участок, что и сама танцующая особь. Таким образом, опытных сборщиц можно настроить на пополнение запасов из уже известного источника.
Пчелы совершенно лишены настоящего слуха, поэтому «гудящие полеты» в окрестностях кормового участка не могут восприниматься мобилизованными пчелами на слух и использоваться для ориентации. Однако полеты прекрасно воспринимаются визуально и могут оптимальным образом стимулировать способности пчел к распознаванию движения. «Гул» во время полетов является, вероятно, побочным результатом использования крыльев для создания турбулентности. Эта турбулентность, словно след судна на поверхности воды или завихрения за самолетом, может некоторое время устойчиво сохраняться в воздухе, удерживая феромоны из желез Насонова и снабжая вновь прибывших особей химическими указателями как дополнительными инструкциями.
Многие из элементов информационного обмена, используемого для мобилизации мини-роев на кормовые участки, наблюдаются также при «истинном» роевом поведении. Мини-рои сборщиц не попадают под такое же давление отбора, как настоящие рои, потому что судьба всей колонии находится в безопасности. По-настоящему роящуюся колонию нужно быстро привести в новый дом, или же она погибнет (см. рис. 2.8). Возможно, поведение, используемое для мобилизации пчел к источникам пищи, развилось из «истинного» роевого поведения.
Рис. 4.29 Опытные сборщицы пыльцы в группе следующих их танцу особей, которые посетили тот же источник пыльцы, что и танцующая пчела
Мобилизация новичков на кормовые участки – очень сложное поведение, при котором пчелы в улье и в поле обмениваются друг с другом информацией. Цветы добавляют важные подсказки вроде ароматов, впитывающихся в тело танцующей особи, которые служат обонятельными указателями в дополнение к тому, что приносит ветер. При наличии достаточного количества природных ресурсов пчелиные колонии будут развиваться нормально, даже если упорядоченные танцы полностью дезориентированы опрокидыванием улья, устранением тем самым гравитации как контрольной точки и лишением танцующих пчел способности передавать информацию о направлении. Колония, окруженная достаточными и равномерно распределенными в пространстве ресурсами, не понесет ущерба от такого обращения и найдет достаточно цветов для удовлетворения своих потребностей путем случайного поиска и распознавания запахов. Передача информации в танце становится критически важной, когда ресурсы пространственно ограничены и не столь обильны. В таком случае целенаправленная мобилизация значительно улучшит сбор ресурсов.