Книга: От пчелы до гориллы

Постройки пчел

Они всегда поражали воображение людей. На редкость прекрасен кусок чистых сотов во всей их молочной белизне и геометрической четкости. Реомюр предлагал принять ширину ячейки за единицу меры длины (впрочем этот эталон был бы не совсем точен, ведь размеры ячейки меняются в зависимости от породы пчел; существуют различия и в размерах ячеек, предназначенных для рабочих пчел или трутней).

Когда математику Маральди предложили задачу: найти форму сосуда, который обладал бы наибольшей вместимостью при наименьшей затрате материала, Маральди ответил: шестигранник…

Вот о чем размышляли мы с сотрудником лаборатории аббатом Даршеном много лет назад, любуясь куском сотов. Даршен искал тему для диссертации. «Почему бы вам не написать о восковых сооружениях пчел?» — сказал я ему. Он сразу согласился.

Выбрать тему для диссертации вообще дело непростое. Конечно, за годы работы у научного руководителя вырабатывается своеобразный нюх; он способен почуять хорошую тему, которая, не требуя слишком большой затраты времени, сможет привести его ученика к новым интересным результатам и докторской степени. Но ведь всегда возможны случайности; с этим каверзным биологическим материалом всегда ожидаешь ловушек и подвохов, с ним никогда нельзя быть ни в чем уверенным. А потом вдруг внезапно, еще раньше, чем ученик, чувствуешь: диссертация пошла. Но иногда довольно долго приходится ждать этой минуты.

Мы с Даршеном были поражены формой молодого сота, этого эллипсоида с его перехватом вблизи того места, где он впаян в деревянную рейку рамки, с его всегда такими правильными, истонченными краями. Изменчивы в нем только размеры, зависящие от количества строивших его пчел. Как же они справляются с этой работой? Неизвестно. Ведь все совершается в самом центре очень плотной массы пчел, гирлянды строительниц, внутри которой температура достигает 34° и даже больше. В этом-то биологическом горне воск обрабатывается и превращается в сот.

Пчелы в гирлянде неподвижны, они сцеплены ножками, иногда образуя более плотные скопления, заметные в виде более темных слоев. Некоторые исследователи считали, что то одна, то другая пчела время от времени отрывается от гирлянды и кладет в сот пластинку воска, выделенную восковыми железами и грубо обработанную жвалами. После этого пчела снова возвращается на свое место в гирлянде, быть может, за получением приказа о строительстве, каковы бы ни были форма и механизм этого приказа.

В действительности все обстоит одновременно и сложнее и более просто. И стало это известно совсем недавно: мы долго обдумывали, как, не слишком нарушая происходящие в гирлянде процессы, уменьшить плотность слоя пчел, масса которых скрывает от наших глаз ход строительства. Прежде всего мы занялись проблемой высокой температуры центра строительства. Нельзя ли предположить, что основная масса пчел здесь не несет никакой другой функции, помимо сохранения тепла? Не станет ли масса пчел менее плотной, если создать внешний обогрев?

Я распорядился соорудить нечто вроде плоского шкафа, в котором было достаточно места для сооружения одного сота; шкаф этот, застекленный с двух сторон, был вделан в другой, отапливаемый. Пчелы в этих условиях работали великолепно и быстро построили отличный сот, не собираясь плотной массой. Это выглядело очень необычно: пчелы образовывали более или менее четкие цепи, и мы могли, обводя их контур на стекле мягким карандашом, предсказывать, где будет вестись строительство завтра; цепи как бы намечали план будущих работ.

Во время строительства сота цепи всегда держатся на некотором расстоянии от него. Точнее, самую плотную массу строительниц из тесно прижавшихся друг к дружке, застывших в неподвижности пчел связывает с сотом лишь подобие редкой сетки всего из нескольких пчел. В строительстве участвуют не только члены этой «гирлянды» столь странной формы. Даршен имел возможность убедиться в этом, просиживая часами перед стеклянным ульем и наблюдая за поведением каждой отдельной пчелы. Является, например, неизвестно откуда рабочая пчела, встречает цепь и как будто не обращает на нее внимания; однако она ползет по телам своих сестер и вносит свою восковую лепту именно туда, куда следует. После этого она либо в свою очередь включается в гроздь, либо удаляется. А не играют ли эти гирлянды из пчел роль приказа, трафарета, который обрисовывает контуры строительства и не имеет значения в отрыве от использующих его строительниц? В этом приказе, несомненно, скрыт сигнал относительно перегрева зон будущего строительства. Измерения, совсем недавно проведенные Даршеном, позволяют сделать высказанное предположение.

В опытах с температурой мы могли непосредственно наблюдать происходящее. В другом опыте нам не так повезло, зато теперь загадка гирлянд выступила совсем в ином свете. Началось с одного весьма странного наблюдения Даршена. Известно, что соты расположены в гнезде параллельно. Нам удалось нащупать скрытые пружины инстинкта, благодаря которому поддерживается этот параллелизм.

Введем между двух сотов маленькую, перпендикулярную им пластинку воска; через полчаса-час она будет скручена и перемещена в плоскость, параллельную сотам.

Не думайте, что я говорю о каком-то случайном, мимоходом подмеченном курьезе: наоборот, так бывает в ста случаях из ста. Явление поистине ошеломляющее, потому что, подчеркиваю, пчелы никогда не имели случая производить в улье подобную операцию, по крайней мере в описанной форме; и все же их строительный инстинкт сразу подсказывает им верное решение.

Мы опять попытались узнать, что же именно происходит. Для этого понадобился сверхплоский улей, в котором соты по-новому ориентированы, и уже не один большой и плоский сот, а серия сотов высотой всего в несколько сантиметров каждый. Два года ушло на то, чтобы разработать тот невиданный улей, который их вместил; его пришлось обогревать извне, чтобы масса строительниц не слишком уплотнялась; один лист стекла служил потолком, второй — полом; лампа, установленная в нескольких сантиметрах под полом, позволяла наблюдать пчел.

Что за странное зрелище! По своей человеческой наивности мы ожидали, что одна часть рабочих пчел примется за один край пластинки, а другая — за противоположный и что, поскольку их усилия, конечно же, будут направлены в разные стороны, в конце концов воск будет уложен в нужной плоскости. Увидели мы, однако, нечто совершенно иное: подсвеченная снизу лампой, перед нами, подобно китайской тени, возникла сетка с неправильными петлями, образованная цепями пчел, прикрепившихся во многих точках к пластинке воска и к соседнему соту. Петли сети очень медленно изменяются, в соответствии с каким-то непонятным пока законом, и в конце концов полоска оказывается в нормальном положении.

И тут, признаюсь, у меня мелькает мысль о нервной системе, о ее нервных волокнах, ветви которых образуют причудливую сеть, о самой высокоразвитой части нервной системы — мозге с его ретикулярной сетью, занимающей ключевые позиции на пути импульсов, проходящих через нее в различных направлениях, и осуществляющей их тончайшую координацию. Подумал я и об устройстве электронных вычислительных машин. Может быть, подобная сетчатая структура обязательна для «информационных» механизмов поведения?

Но вернемся к маленькому восковому эллипсоиду, со строительства которого начинают пчелы, когда их помещают в пустой ящик. Возникает непреодолимое впечатление чего-то живого, чего-то вроде опорной ткани в организме. Многие живые ткани часто сами восстанавливают получаемые повреждения; Даршен сделал по краям эллипсоида несколько разных надрывов и убедился, что, действительно, «раны» очень быстро «зарубцовываются». Тогда он надумал помешать образованию «рубцов». Достаточно поместить с краю в эллипсоид какой-нибудь совсем небольшой предмет, хотя бы спичку, и на сооружении сразу образуется выступ, который очень нескоро рассосется. Но можно задержать «рубцевание» и полностью, вставив в край тонкий металлический листок шириной в сантиметр. Сот сразу утрачивает симметрию и растет только с противоположной стороны. Этого не произойдет, если в металле пробить несколько дырочек. Пчела сначала осторожно просовывает сквозь отверстие голову, а вслед за ней и тело; строительство возобновляется, и металл мало-помалу включается в сот (рис. 11).

Рис. 11. Строительство у пчел.

_{А — к нижней части сота прилеплена продольная преграда; она вызывает появление двух лопастей неправильной формы (1), которые соединятся только впоследствии (2). Б — в сот справа введена металлическая пластинка (заштриховано); строительство полностью прекращается и продолжается только в левой части (1). В — опыт с отверстиями в пластинке; одного отверстия в пластинке недостаточно для возобновления строительства; для этого нужны по крайней мере два отверстия (слева), проделанных одно подле другого, тогда возможность координации действий восстанавливается (по Даршену).}

Даршен даже наблюдал, как пчелы просовывали в отверстие ножки и цеплялись ими за ножки пчел, находившихся по другую сторону преграды.

Все это, конечно, очень любопытно. Но можно наблюдать и еще более странные явления, относящиеся к соблюдению расстояния между сотами. Соты всегда строятся на равном расстоянии один от другого; по крайней мере именно так обстоит дело, когда у пчел довольно места и им ничего не мешает. А что, если нарушить нормальную ширину улочки между двумя сотами так, чтобы один оказался слишком близко к другому? (рис. 12).

Рис. 12.

_{А — пчелы изгибают сот, средостение которого было укреплено слишком близко к другому соту (левому); в таком случае сот приобретает сильный уклон вправо, а глубина ячей намного отклоняется от нормы, так как пчелы стремятся сохранить параллельность плоскостей, на которых расположены отверстия ячеек. Б — вощина, прикрепленная перпендикулярно к плоскости соседних сотов; пчелы «скручивают» ее, восстанавливая параллельность сотов (по Даршену).}

В близко приставленном соте пчелы обгрызают края ячеек, расположенных слишком близко. Такое регулирование, как подметил Даршен, бывает вызвано только ненормальным приближением одного сота к соседнему, а не отдалением от него. Но что же побуждает пчел к регулированию? Об этом расскажет еще один опыт.

Деревянный или картонный лист кладется на поверхность слишком близко поставленного к вощине сота; теперь пчелы уже не оттягивают лист вощины, а, наоборот, спешат подтащить ее еще ближе и припаять к листу (рис. 13). Если лист закрывает слишком близко стоящий сот только у основания, прикрепленного к раме, не произойдет ничего. Дело в том, что сот, подобно живому существу, имеет особо чувствительные зоны, зоны быстрого роста: это края сотов, главным образом нижняя их часть.

Рис. 13. Продолжение опытов, показанных на рис. 12.

_{А — средостение сота сдвинуто влево, а картонный лист находится справа; параллельность восстанавливается. Б — картонный лист слишком близко придвинут к вощине, по-прежнему смещенной влево; в этом случае пчелы прилепляют сот к листу; регуляция расстояния между сотами в данном случае отсутствует; она возможна лишь при наличии вощины с ячейками (по Даршену).}

Один из самых интересных опытов Даршена заключался в том, что он проделывал в листе отверстия. При определенном размере и расположении этих отверстий регулировка расстояния возобновлялась: пчелы уже не стараются более припаять восковую пластинку к перегородке, а отодвигают ее и устанавливают на нормальном расстоянии.

Значит, скажете вы, наличие поблизости другой восковой стены стимулирует регулировку? Нет! Покрыв картонный лист слоем воска, вы ничего не достигнете, сот окажется к нему припаянным. Для того чтобы заработал тонкий механизм, регулирующий ширину улочки между сотами, нужно, чтобы соседняя стенка была разделена на ячейки.

Прибавим еще, что, если согнуть один из сотов, так что образуется угол, пчелы сумеют вытянуть стенки ячеек в одной части и обгрызть их в другой так, чтобы их внешние края лежали в одной плоскости, параллельной соседнему соту. Тогда ячейки принимают странный вид: одни чересчур глубоки, другие слишком мелки (см. рис. 12.и 13). Пчелы сумеют исправить и это, переместив донышки; впрочем, это делается довольно редко и, видимо, с большим трудом.

Если теперь мы зададим вопрос, как пчелам удаются все эти столь точные измерения, то ответить будет нелегко. При попытках разглядеть происходящее — а это довольно трудно — мы сталкиваемся на первом плане все с тем же хорошо уже нам известным действующим лицом, и это не пчела, а гирлянды рабочих пчел, сцепившихся ножками, почти неподвижных и соединяющих один сот с другим. Только в них все дело. Цепи выступают на сцену и в другом случае, еще более занятном: речь идет о новом испытании, придуманном в один прекрасный день Даршеном для пчел.

Обычно ульи вертикальны, и соты в них — тоже). А что случится, если сильно наклонить их набок? Ничего особенного, если проделать это со старыми сотами. Зато молодые соты, построенные из мягкого воска, начнут оседать, особенно у нижнего края, — он опустится и упрется в сот, находящийся под ним. Можно, далее, укрепив соты проволокой, совсем наклонить улей, поставив его горизонтально. Тогда соты окажутся в совершенно необычном положении: часть ячеек смотрит вверх, а другая часть — вниз. В подобной ситуации наши пчелы еще никогда не оказывались в отличие от пчел другого вида — пчел-мелипон (Южная Америка), которые строят только горизонтальные соты.

Так что же происходит в улье, принявшем необычное положение? Представьте себе, ничего, как это ни удивительно на первый взгляд. Продолжает идти укладка меда, ход выращивания расплода не нарушается. Мед складывается не только в ячейки на верхней стороне сотов, но и в нижние ячейки, с отверстиями, обращенными книзу! Я совершенно не понимал, каким образом капли свежего, очень жидкого нектара могут удерживаться при этом в ячейках, не понимал до того самого дня, когда мне пришла в голову мысль ввести пипеткой в ячейку каплю воды, а затем перевернуть сот. Если сделать это осторожно, то ничего страшного не случится: сцепление жидкости со стенками ячеек не даст капле вылиться. Как мы видим, способность пчел к приспособлению поистине феноменальна.

Я еще вернусь к этой теме, но хотел бы закончить беседу о чувстве меры у пчел. Изобретен весьма коварный способ подвергать это чувство испытанию, и нашел его опять-таки аббат Даршен. Предположим, что мы разрезали сот по вертикали на две равные части и поставили каждую половинку на подвижную плоскость. Теперь сблизим обе части, но так, чтобы разделяющее их расстояние равнялось не целому числу ячеек, — скажем, оно должно быть шириной в половину или в полторы ячейки. Пчелы спешат кое-как, на скорую руку заделать разрыв массой неправильных ячеек самых разнообразных размеров. А затем начинается фаза переделок (об этой особенно важной фазе мы поговорим подробнее несколько ниже). Задача, стоящая перед пчелами, неразрешима, и похоже, что они знают об этом. Еще долго можно будет видеть сохранившейся зону соединения и в ней неправильные, то превышающие норму, то не достигающие ее ячейки, по многу раз разрушаемые и вновь сооружаемые пчелами.

Так же поступают они и в том случае, когда экспериментатор монтирует ячейку искусственно, так что создается ячейка с другим, неподходящим дном. Столь хитроумным образом терзал своих пчел все тот же Даршен. Подведя нагретое лезвие под основание ячейки, можно отделить ее стенки от дна и «посадить» их на другое дно. Пчелы тотчас же замечают это. Если укрепить на дне ячеек для рабочих пчел ячейки трутней, пчелы будут прилежно трудиться, стараясь уменьшить ширину ячеек, чтобы подогнать их к размеру дна, — задача невыполнимая, если не перестроить все сызнова. Пчелы действуют по-разному, прибегая к всевозможным исправлениям; там и сям встречаются ячейки с отклонениями от нормы и даже попадаются включенные в воск полости, не имеющие выхода наружу, и т. д.

Очевидно, именно дну принадлежит самая важная роль, именно по дну регулируется все: пчелы весьма чувствительны к малейшим его изменениям (рис. 14).

Рис. 14. Регулировка строительства сотов у пчел.

_{Один лист был изогнут в форме опрокинутого «V». Чтобы восстановить параллелизм сотов, пчелы удлиняют некоторые ячейки и перемещают дно ячейки на вершине «V» (по Даршену)}

Помню, когда-то я поставил несколько опытов с целью получить более прочные соты. Я окунул в расплавленный воск лист плотной бумаги и отштамповал его. К великому моему удивлению, пчелы разрушили почти весь изготовленный таким способом сот, будто дознались, что дно ячеек имеет дефект, и старались устранить это нарушение нормы…

Значением дна ячеек и объясняется тот сдвиг в пчеловодстве, какой произошел в связи с внедрением изготовляемой фабричным способом штампованной вощины. Действительно, когда пчелиную семью вселяют в пустой улей, она может иногда строить соты с очень небольшим количеством ячеек для рабочих пчел; при этом идет в основном строительство крупных ячеек для трутней. Зато под влиянием даже одних контуров дна на листе вощины семья принимается строить ячейки для рабочих пчел.

Следует ли из этого, что влияние дна всемогуще? Нет, мы видим, что оно оказывается побежденным, по меньшей мере в двух случаях. Во-первых, когда для того приходит пора, пчелы умудряются строить ячейки для трутней даже на вощине, приготовленной для ячеек рабочих пчел. Во-вторых, когда в улей вкладывают соты с одними большими ячейками для трутней, пчелы сужают эти ячейки к вершине и укорачивают их, с тем чтобы получше приспособить их к размерам рабочих пчел, которые будут в них воспитываться.