На исследование этого вопроса меня натолкнул м-р Уотергауз, который показал, что форма ячейки находится в тесной зависимости от присутствия соседних ячеек, и потому высказываемый ниже взгляд, быть может, следует рассматривать только как видоизменение его теории. Исходя из великого принципа градации, посмотрим, не откроет ли нам сама Природа метод своей работы. На одном конце короткого ряда мы имеем шмелей, пользующихся для сбережения меда своими старыми коконами, к которым они иногда приделывают короткие восковые трубочки, иногда же устраивают отдельные, крайне неправильно округлые восковые ячейки. На другом конце ряда находятся ячейки пчелы, расположенные в два ряда; каждая ячейка, как хорошо известно, представляет собою шестигранную призму, у которой нижние края шести граней срезаны так, что образуется вывернутая пирамида из трех ромбов. Эти ромбы имеют определенные углы, и три ромба, образующие пирамидообразное основание отдельной ячейки на одной стороне сота, входят в состав оснований трех прилежащих ячеек противоположной стороны. В этом ряде, между крайне совершенными ячейками пчел и простыми ячейками шмелей, находятся ячейки мексиканской Melipona domestica, тщательно описанные и изображенные Пьером Губером. Сама Melipona по своему строению занимает промежуточное место между пчелой и шмелем, но стоит ближе к последнему; она строит почти правильный восковой сот из цилиндрических ячеек, в которых воспитываются ее личинки, и, кроме того, несколько крупных восковых ячеек для сохранения меда. Последние почти сферической формы, приблизительно равной величины и собраны в неправильную массу. Особенно следует обратить внимание на то обстоятельство, что эти ячейки строятся так близко друг к другу, что если бы сферы были полными, они или пересекали бы друг друга, или одна вдавливалась бы в другую, чего, однако, никогда не бывает, так как в тех местах, где сферы должны были бы пересекаться, пчелы устраивают между ними совершенно плоские восковые стенки. Вследствие этого каждая ячейка состоит из наружной сферической части и двух, трех или более плоских поверхностей, смотря по тому, прилегает ли ячейка к двум, трем или большему числу других ячеек. Когда одна ячейка упирается в три другие, что при приблизительно одинаковых размерах сфер бывает по необходимости часто, три плоские поверхности, сходясь, образуют пирамиду, которая, как замечает Губер, представляет собою грубое подобие трехстороннего пирамидального основания ячейки пчелы. Точно так же, как в случае с ячейками пчелы, три плоские поверхности одной ячейки и здесь обязательно входят в состав трех прилежащих ячеек. Очевидно, что при таком способе постройки Melipona сохраняет воск и, что еще важнее, труд, потому что плоские стенки между соседними ячейками не двойной, но той же самой толщины, что и наружные сферические части, и каждая плоская стенка образует часть двух ячеек.
Размышляя над этим, я пришел к заключению, что если бы Melipona устраивала свои сферы на определенном расстоянии одна от другой, делала их одинакового размера и располагала симметрично в два ряда, то постройка была бы настолько же совершенна, как и пчелиный сот. На этом основании я написал профессору Миллеру в Кембридже, и этот геометр любезно проверил нижеследующие соображения, сделанные на основании его указаний, и нашел, что они совершенно верны.
Опишем некоторое число равных сфер, центры которых расположены двумя параллельными рядами; пусть центр каждой сферы находится на расстоянии радиуса х V2, или радиуса х 1,41421 (или на еще меньшем расстоянии), от центров шести окружающих сфер того же самого ряда, и на том же самом расстоянии от центров прилежащих сфер другого параллельного ряда; тогда, построив плоскости пересечения сфер обоих рядов, мы получим двойной ряд шестигранных призм, соединенных пирамидальными основаниями, образованными каждое тремя ромбами; и все углы как ромбов, так и сторон шестигранных призм, по самым тщательным измерениям, будут соответственно тождественны с углами ячеек пчелиного сота. Но я знаю от профессора Уаймэна, который сделал множество тщательных измерений, что точность пчелиной работы весьма преувеличена, так как какова бы ни была типичная форма ячейки, она очень редко бывает осуществлена, если только это вообще бывает.
Отсюда мы можем с уверенностью заключить, что если бы явилась возможность хотя немного изменить инстинкты Melipona, вовсе не особенно удивительные в том виде, как они есть, то это насекомое возводило бы постройку, столь же замечательно совершенную, как и постройка пчелы. Предположим, что Melipona имеет способность устраивать правильно сферические ячейки одинаковой величины, что даже не было бы большой неожиданностью, так как до некоторой степени она уже выполняет это, а многие другие насекомые устраивают совершенно цилиндрические ходы в дереве, вероятно, вращаясь вокруг неподвижной точки. Предположим далее, что Melipona располагает свои ячейки ровными рядами, как она уже поступает со своими цилиндрическими ячейками; наконец, предположим, – в чем и заключается наибольшее затруднение, – что насекомое в состоянии до некоторой степени точно судить о том, на каком расстоянии становиться от соседей-рабочих, когда несколько особей строят свои ячейки рядом; но ведь она уже настолько далеко ушла в способности судить о расстоянии, что всегда описывает свои сферы так, что они должны пересекаться на известном протяжении, и, кроме того, соединяет пункты пересечения совершенно плоскими поверхностями. Я думаю, что таким изменением инстинктов, нисколько не удивительных в их настоящем виде, – и едва ли более удивительных, чем тот, который заставляет птицу строить гнездо, – пчела и приобрела под влиянием естественного отбора свои неподражаемые строительные способности.
Но эту теорию можно подтвердить опытом. Следуя примеру м-ра Тегетмейера, я разделил два сота и вставил между ними длинную, толстую, прямоугольную полосу воска; пчелы начали немедленно выкапывать в ней маленькие круглые ямочки, и по мере того как углубляли их, вместе с тем и расширяли, пока они не стали неглубокими ямками, казавшимися глазу частью правильных сфер, с диаметром, приблизительно равным диаметру ячейки. Особенно интересно было, что когда несколько пчел начинали рыть свои ямки поблизости друг от друга, то они начинали работать на таком расстоянии, что со временем ямки приобретали вышеуказанную ширину (т. е. приблизительно ширину обыкновенной ячейки), при глубине около одной шестой диаметра той сферы, часть которой они составляли; при этом края ямок пересекались и переходили один в другой. Как скоро происходило последнее, пчелы переставали углублять ямки и принимались за постройку плоских стенок из воска по линиям пересечения ямок; таким образом каждая шестигранная призма устраивалась на зубчатом крае неглубокой ямки, а не на прямых краях трехгранной пирамиды, как это бывает при постройке обыкновенных ячеек.
«Умственные качества животных одного и того же вида, рожденных в диком состоянии, варьируют очень сильно»
После этого я поместил в улей, вместо толстого прямоугольного куска воска, тонкую узкую полосу с острым краем, окрашенную киноварью. Пчелы сейчас же принялись рыть в ней с обеих сторон маленькие ямки, одна около другой, как и прежде, но воск был так тонок, что основания ямок противоположных сторон, если бы они были углублены в той же степени, как в предыдущем опыте, должны были прорваться навстречу друг другу. Пчелы, однако, не дошли до этого и вовремя остановились с рытьем ямок, сделав у них, как только они были несколько углублены, плоское дно; и это плоское дно, образованное тонкой пластинкой красного воска, оставшегося непрогрызенным, насколько можно было судить, приходилось как раз на месте воображаемого пересечения углублений противоположных сторон восковой пластинки. Местами между противолежащими углублениями оставались небольшие участки, местами большие части ромбических пластинок, но вследствие неестественных условий работа была сделана нечисто. Для того чтобы, прекращая работу в местах пересечения, получить между углублениями плоские стенки, пчелы должны были работать, выгрызая и углубляя ямки на обеих сторонах красного воска почти с одинаковой скоростью.
Принимая во внимание гибкость тонкой пластинки воска, я не вижу затруднения в том, что пчелы, даже работая на обеих сторонах пластинки, могут узнать, когда они прогрызли ее до надлежащих пределов, чтобы затем остановить работу. Мне кажется, что в случае с обыкновенным сотом пчелы не всегда работают с совершенно одинаковой скоростью на обеих сторонах; по крайней мере, я замечал при основании только что начатой ячейки полуоконченные ромбы, которые были несколько вогнуты на одной стороне, где, я думаю, углубление производилось быстрее, и выпуклы на другой, где пчелы работали медленнее. В одном весьма интересном случае я положил сот назад в улей, дав пчелам поработать над ним еще короткое время, потом снова исследовал ячейку и нашел, что ромбическая пластинка была окончена и стала совершенно плоской; принимая во внимание, что эта маленькая пластинка была крайне тонка, совершенно невозможно допустить, что пчелы сделали ее плоской, выгрызши выпуклую сторону; я подозреваю, что в таких случаях они становятся на противоположных сторонах, толкают и давят мягкий согретый воск (каким, как я убедился, он легко делается) в надлежащем промежуточном месте и, таким образом, делают его плоским.
Из опыта с пластинкой окрашенного кармином воска можно видеть, что если бы пчелы сами выстроили себе тонкую восковую стенку, они могли бы сделать ячейки надлежащей формы, поместившись на соответствующем расстоянии одна от другой, работая с одной и той же скоростью и стараясь устроить одинаковые сферические углубления, но не давая сферам вдаваться друг в друга. Рассматривая край строящегося сота, можно ясно видеть, что пчелы делают по окружности сота толстый ободок, или валик, и затем выгрызают его с противоположных сторон, работая всегда кругами и углубляя каждую ячейку. Они не сразу делают трехсторонне-пирамидальное основание ячейки, а то одну, то две ромбические пластинки, смотря на тому, одна или две из них приходятся на самом краю строящегося сота, и никогда не оканчивают ве