Книга: Пчелы. Повесть о биологии пчелиной семьи и победах науки о пчелах

Чувство времени

Чувство времени

«Кто знает, быть может, пчелы будущего станут так же мало похожи на теперешних полудиких пчел, как тяжеловоз на киргизскую лошадь или кохинхинка на дикую гималайскую курицу», – говорил профессор Г. Кожевников.

Он думал, как видим, только о внешних признаках – о строении, размерах и весе тела; между тем селекция, очевидно, должна изменить не только детали строения, особенно такие важные, как длина хоботка, емкость зобика, размах и площадь крыльев, но в первую очередь некоторые свойства пчелы, особенности ее поведения. В этом смысле пчелы должны быть усовершенствованы в разных планах. Их необходимо, между прочим, сделать еще более аккуратными и точными. Чтобы эту задачу пояснить, придется сделать небольшое отступление.

Несколько лет назад на одной опытной пасеке шла работа по дрессировке пчел.

Здесь каждое утро рядом с подопытным ульем выставлялась кормушка со сладким сахарным сиропом. Кормушкой служила плоская ванночка с решетчатым деревянным плотиком, который плавал в сиропе и с которого пчелы могли пить сладкий корм. Покрытую сеткой кормушку уносили в дальний угол сада и ставили на столик.

Выпущенные на волю пчелы улетали, а когда они возвращались, на них наносили кисточкой цветную метку.

С первого дня опытов помеченные красками пчелы сновали от столика к улью и обратно, а наблюдатели у столика и прилетной доски перед ульем читали красочные номера и заносили их в протоколы. По этим протоколам составлялись затем графики работы отдельных сборщиц сиропа, учитывалось количество прилетов, их сроки – так изучалась память пчел на место, быстрота их полета, степень прилежания.

Однажды пчеловод, проводивший эти опыты, приехав на пасеку позже обычного, шел по саду в то время, когда кормушке со сладким сиропом уже полагалось стоять на столике и пчелы должны были вести свои полеты к улью.

Но что это? На столике пчелы. И не случайные, а именно «опытные». Их нетрудно узнать по цветным меткам.

Они ползали по столику в поисках кормушки. Но кормушки не было, и пчелы взлетали и снова опускались на стол.

Почему здесь столько пчел именно сегодня, когда задержалось начало опыта, и именно сейчас, когда опыт должен уже начаться? Ведь в другие часы, когда на столе нет кормушки, здесь ни одной пчелы не увидишь. Но сейчас корм не поставлен, а пчел полно… Что же их сюда привлекло? Если отбросить возможность случайного совпадения, то, видимо, надо признать, что пчелы «запомнили» час, когда кормушка появляется на столе.

Мыслимое ли это дело? Неужели пчелы способны так точно запомнить не только место кормления, но и время, когда кормушка появляется на столе?

Проверка этой догадки началась с простого. Пчел стали приучать летать на столик, где в восемь утра выставлялась кормушка с сиропом. В десять утра ее убирали.

Так продолжалось десять дней.

Меченые пчелы массами летали на сироп. На одиннадцатый день, как всегда, ровно в восемь утра на столик была выставлена та же кормушка, но только пустая. Сначала пчелы летали на нее весьма усердно, потом число их стало заметно уменьшаться. Наиболее упорные продолжали все же летать к кормушке до десяти часов.

После этого было проверено, можно ли приучить пчел прилетать к месту кормления в разное время дня – утром, в полдень, после полудня, под вечер. В тех же опытах проверялась и способность пчел «запоминать» или чувствовать разную длительность времени – час, два, три.

Пчелы неизменно проявляли свойство быть точными и тем скорее начинали демонстрировать эту точность, чем гуще был предлагавшийся им сироп.

Какую-нибудь группу пчел приучали брать сироп с кормушки, к примеру, от десяти до двенадцати часов дня, и почти все пчелы этой группы к привычному сроку прилетали из улья к кормушке, даже если она оказывалась пустой. Через два часа после начала кормления большинство пчел прекращало полеты, даже если кормушка оставлялась на столике после положенного времени.

Сомнений не было: пчелы чувствовали время!

Далее выяснилось: одну и ту же группу пчел можно заставить прилетать к определенному месту и в определенные часы два, три, четыре раза в день. Перерывы продолжительностью около двух часов соблюдались уже вполне четко.

Вообще говоря, время кормления прекрасно чувствуют почти все животные, птицы, рыбы. Об этом много занятного могут рассказать дрессировщики зверей и работники зоопарков, животноводы, любители птиц, владельцы комнатных аквариумов и промышленники-рыбоводы. И тем не менее у насекомых столь ясное проявление чувства времени казалось удивительным.

Но почему пчелы, дрессированные на время, не принимают участия в других летных операциях? Почему остаются они глухими к кружениям и виляющим восьмеркам танцовщиц, говорящим об открытых ими источниках богатого взятка?

Новые наблюдения за мечеными пчелами ответили на этот вопрос. Оказалось, что пчелы, хорошо дрессированные на время, в «свободные» для них часы забираются обычно в самые дальние углы сотов. А танцы вербовщиц происходят, как правило, в центре гнезда и поближе к летку. Поэтому танцовщицы и не попадаются на глаза пчелам, завербованным подкормками и дрессированным на время.

А нельзя ли все же отучить их от этого, заставив летать и в перерывы между привычным временем кормления?

Забегая вперед, скажем, что Н. Солодкова, проводившая исследования совсем в другой области, решила задачу. Но это произошло значительно позже, а пока в опытах, о которых идет речь, установили, что пчелы запоминали время в связи с определенным местом.

Дальше решили разобраться в вопросе поточнее, проверив, будет ли пчела прилетать вовремя к завтраку, предложенному ей в девять часов утра, скажем, в саду, и к обеду, выставленному в пять пополудни на столик на лесной поляне.

После семи дней тренировки пчелы снова доказали свою аккуратность.

Вывод проверялся несколько раз и всегда с неизменным успехом. Правда, некоторые из пчел прилетали на место обеда, сделав изрядный крюк: они направлялись было из улья к месту утреннего пира и, только не найдя там кормушки, торопились дальше, к месту обеда, на второй пункт. Однако время кормления не пропускала ни одна.

В следующей серии опытов острота пчелиной памяти на время сравнивалась с силой памяти на место. И пчелы, прилетавшие на «верное» место в «неверные» часы, показали, что у них память на место крепче, чем на время.

Таким же образом удалось выяснить, как долго способна пчела хранить воспоминание о времени кормления. Если дрессировка не возобновлялась, то на тринадцатый день уже ни одна меченая пчела не прилетала в верное время.

Затем было проверено действие контрдрессировки: пчелы, однажды дрессированные на какое-то определенное время, вторичной дрессировкой приучались к другому сроку кормления. В этих случаях они уже на третий день переходили на новое расписание.

Правда, далеко не все пчелы вели себя одинаково. В одной и той же семье встречались пчелы образцово исправные, которые летали с точностью до считанных минут, и чрезвычайно «рассеянные», прилетавшие то очень рано, то слишком поздно, то путавшие время, то забывавшие место.

Впрочем, таких было не так много, чтобы они могли изменить общую картину.

Картина же эта была ясной: пчелы в массе помнят время и живут по «обычным часам», с разбивкой времени на нормальные двадцатичетырехчасовые сутки.

В связи с этим можно было предположить, что пчелы чувствуют время по солнцу. Может быть, по его высоте над горизонтом, может быть, по направлению его лучей. И опыты перенесли в светонепроницаемую камеру, где в одном неизменном месте горела электрическая лампа. Камеру осветили, потому что в темноте пчелы вообще не летают.

В новой обстановке пчелы вели себя как обычно. В камере, где дрессировка производилась и ночью, они продолжали прилетать на кормежку точно в назначенный час и прекращали полеты, когда знакомое им время кормления истекало.

Значит, прямого влияния солнца здесь нет. Что же тогда?

Электропроводность атмосферы? Или какие-нибудь лучи? И то и другое как-то связано с солнцем, значит, и со временем.

В конце концов, так ли уж нелепа мысль, что пчелы способны каким-то образом воспринимать эти невидимые и немые сигналы, которые человек может прочитать и зарегистрировать только с помощью специальных приборов?

Опыты снова были перенесены в светонепроницаемую камеру, воздух которой через каждые два часа ионизировался, чтобы затушить солнечные электросигналы. Но и это не сбило пчел с толку.

И в ионизированной камере они как ни в чем не бывало в положенный срок исправно прилетали на кормушку и в положенный срок прекращали свои полеты.

Пришлось отбросить и эту догадку. Но прежде чем сделать окончательный вывод, потребовалось проверить еще некоторые возможности.

А вдруг «часами» для пчел служат какие-нибудь еще неизвестные людям лучи или, может быть, токи? Чтобы выяснить это, надо убрать пчел с поверхности земли, где такие лучи или токи могут на них как-то действовать.

И вот клеть старой соляной шахты бережно опускает под землю необычный груз – ульи с пчелами. В пустой и давно заброшенной штольне, за километр от места работ, на глубине 180 метров включается свет электрических ламп, который не будет уже погашен до конца опыта. Температура воздуха все время поддерживается одинаковая – 16–17 градусов.

Входы в штольни и вентиляционные люки наглухо закрываются. Воздуха здесь достаточно. Теперь опытная площадка хорошо изолирована. Ульи устанавливаются под искрящимися сводами подземного соляного купола.

Теперь солнце ничего не может подсказать пчелам. Они отрезаны от сигналов надземного мира. Не потеряют ли они здесь ощущение времени?

Две недели продолжается дрессировка. Наступает пятнадцатый день – первый день опыта, и наблюдатели у столика видят, что пчелы ведут себя в мертвой подземной шахте точь-в-точь как под горячим солнцем среди живой зелени: вне часов кормления на кормушке тихо, в часы кормления плотик в ванночке с сиропом покрыт пчелами.

Еще одна догадка была отброшена.

Затем одно за другим проверили и отклонили новые и новые предположения; при всех условиях после семи – десяти дней дрессировки пчелы продолжали летать на кормушку точно и в привычные часы. Оставалось думать, что неуловимый «хронометр» совсем и не следует искать вне пчелы.

Рамки с запечатанным расплодом перенесли в светонепроницаемую камеру. В камере поддерживались необходимые температура и влажность. Здесь вывелись пчелы, которые от рождения не видели ни солнца, ни неба, ни смены дня и ночи. Не видели эти пчелы и старых, бывалых пчел, повадкам которых могли бы подражать. И эти пчелы не хуже обычных, не хуже рожденных в шумном улье приучались в положенный срок прилетать на кормушку.

Продолжать исследования в старом направлении было бессмысленно. Все опыты решительно говорили о том, что чувство времени у пчел врожденное, как умение летать или число члеников в усиках.

Но раз так, важно было выяснить: по каким же часам они его определяют, какой «будильник» напоминает им о том, что пора вылетать?

Серия других тонко продуманных опытов показала: чувство времени у пчел управляется непосредственными раздражителями, но не прямо, а в процессе обмена веществ, через гемолимфу, питающую ткани тела. Так что, когда приходит время получения корма, сборщицы всеми клетками, всем существом своим воспринимают немые сигналы, зовущие их в полет.

Наконец-то обнаружились «часы» сборщиц, в поисках которых было проведено столько опытов на земле и под землей, на солнечном свету и при свете электрических ламп, со старыми, умудренными опытом летной жизни сборщицами и с выращенными в одиночестве и не видевшими улья, инкубированными в термостате молодыми пчелами. Неуловимый «будильник» оказался у всех пчел во всех смыслах слова в крови – и как врожденное их свойство, и как прямое производное обмена веществ, процесса питания тканей и клеток тела.

Здесь нельзя хотя бы коротко не сказать об одном необычайном опыте, проведенном в 1955 году одновременно на двух разных материках, в двух пунктах, разделенных расстоянием примерно в шесть тысяч километров, – вблизи Парижа и вблизи Нью-Йорка. Около пяти часов составляет разница в местном времени в этих точках, где пчел одной породы приучили вылетать из улья к кормушкам, стоявшим в глухих, искусственно освещенных, закрытых камерах размером около 55 кубических метров каждая. В камерах постоянно поддерживались одинаковые освещение, температура и влажность. Единственное отличие в условиях содержания заключалось в том, что вблизи Парижа пчелы летали за сиропом на свой дрессировочный столик в камере на протяжении двух часов, от 20 часов 15 минут до 22 часов 15 минут, то есть когда солнце уже клонилось к заходу, тогда как вблизи Нью-Йорка они летали в такой же камере тоже в течение двух часов, но с 13 часов 30 минут до 15 часов 30 минут, когда солнце здесь стоит еще высоко.

После того как дрессировочные кормления, продолжавшиеся около двух недель, успешно закончились, пчел из-под Парижа перевезли самолетом в США, а пчел из-под Нью-Йорка таким же образом перебросили во Францию. Это произошло в один и тот же день в июле. Затем на протяжении трех суток регистрировалось поведение перемещенных сборщиц в обеих камерах. Оказалось, что парижские пчелы в Нью-Йорке и нью-йоркские в Париже продолжали вести себя «как дома». И те и другие посещали дрессировочные столики примерно через 24 часа после окончания последней подкормки и не обращали никакого внимания на местное время, продолжая жить по старому расписанию.

Совсем иначе закончились опыты, проведенные далее на обширных полях, хотя и не имеющих особых приметных вех, которые облегчали бы сборщицам ориентировку в полете, но все же не в глухих камерах, а под открытым небом. Улей с пчелами, дрессированными на посещение в определенное время кормушки с сиропом, был самолетом перевезен из одного места в другое – западнее на четыре тысячи километров. Разница в местном времени по часовому поясу составляла 3 часа 15 минут. В первый же день после перевозки одни пчелы вылетели из улья несколько раньше срока, другие – с опозданием. На второй и третий день отклонения от «восточного» времени вылета усилились, а к четвертому дню уже все пчелы стали вылетать из улья «по местным часам».

Но тогда следует разобраться, какую пользу может приносить пчелам присущее им и так упорно сохраняющееся чувство времени? В чем заключается его биологическое назначение?

Ботаники и натуралисты давно знали, что у многих растений очень строго соблюдается в каждой местности определенное время раскрытия цветков. Это было хорошо известно уже Линнею, который воспользовался указанным обстоятельством, чтоб соорудить «цветочные часы», по которым можно довольно точно определять не только час дня, но и пору ночи.

На Тульской опытной станции собрали весьма интересные новые факты. В ясные, безоблачные дни на опытные участки выходили наблюдатели, вооруженные градуированными стеклянными линейками, и в разное время дня измеряли высоту нектарных столбиков в венчиках цветков и взвешивали пыльцу, собранную с тычинок.

Это было очень кропотливое и утомительное занятие. Но оно позволило исследователям сделать небольшое открытие: измерения показали, что почти у каждого растения количество и качество нектара, выделяемого цветком в разные часы, различно. В одни часы нектара много, в другие – мало, в одни часы он очень сладок, в другие – водянист.

Для большого числа растений было составлено своеобразное расписание, в котором указывалось, в какие часы их цветки богаты сладким нектаром, спелой пыльцой, а в какие нектар несладкий, пыльцы мало. Этот распорядок цветочного дня затем сопоставили с итогами работы по изучению пчелиного чувства времени.

Биологи давно пришли к выводу, что не только цветки замечательно приспособлены ради их собственной выгоды к посещению определенными насекомыми, но и сами насекомые превосходно приспособлены к добыванию нектара или пыльцы цветков.

Теперь их взаимная приспособленность и обоюдная пригнанность нашли подтверждение уже не только в анатомических подробностях устройства тела, но и во взаимообусловленности времени цветения растений и чувства времени у пчел.

Вот отрывок из рабочего дневника, в котором зарегистрированы итоги соответствующих опытов:

«Под наблюдение были взяты десять растений цветущего мака. Цветы раскрылись в пять часов тридцать минут утра. Из десяти занумерованных пчел, посещавших мак в прежние дни, две прилетели в пять часов двадцать пять минут – за пять минут до раскрытия венчиков, две появились на цветках ровно в пять часов тридцать минут; три несколько запоздали, прилетев между пятью часами тридцатью минутами и пятью часами тридцатью двумя минутами; две опоздали к раскрытию цветка на десять минут; одна опоздала на четверть часа.

Одна из прилетевших до срока и три из числа опоздавших оказались молодыми пчелами, летающими только второй день».

Эти наблюдения, к слову сказать, так же, как увеличение процента неправильных ячеек в сотах, сооружаемых одними молодыми пчелами в отсутствие старых, опытных строительниц, позволяют считать, что молодые пчелы все же чему-то «обучаются» у старших. Роль этого обучения, возможно, не выходит за пределы воздействия, которое оказывает на инкубаторных цыплят, еще не умеющих клевать, постукивание ногтем об пол. Однако и в этом случае опыт и навыки старших пчел приобретают значение своеобразного «ментора» – наставника для молодых и открывают дополнительные возможности управления развитием семьи.

Позже, когда исследования были закончены, выводы из опытов показали, что молодые пчелы быстро исправляются и уже на четвертый-пятый день начинают прилетать с минимальными отклонениями от точного срока.

Об этом говорили наблюдения над посещениями цветков мака, шиповника, розы, вербены, цикория и других растений тридцати пяти разных сортов и видов.

Наблюдения установили далее, что цветы, которые равномерно в течение всего дня производят нектар или пыльцу, посещаются пчелами весь день от зари до зари. Больше всего пчел прилетает на такие цветы утром, к первому взятку (за ночь в венчиках накопилось много нектара) и в жаркие часы (в это время воздух сух, влага испаряется, нектар слаще обычного).

Чем уже пределы времени, когда нектар и пыльца цветка доступны для пчел, тем точнее совпадают по часам максимумы богатства «пчелиных пастбищ» и количества пчел на них.

Таким образом, стало ясно, что чувство времени позволяет пчеле свести к минимуму холостые перелеты, успешнее использовать каждую летную минуту, меньше меда расходовать на сбор нектара, посещать больше цветков и, следовательно, увеличивать кормовые запасы семьи, укрепляя основу ее роста и процветания.

Но это же свойство, если вдуматься, и мешает пчеле собирать больше меда.

Ведь в зоне полетов каждой пчелиной семьи цветет обычно несколько видов медоносов. Значит, в каждой семье имеется несколько групп летных пчел, каждая из которых завербована и, верная закону цветочного постоянства, настроена работать только на одном виде растений. Если цветки этого медоноса перестают выделять нектар, пчелы, работавшие здесь, на время прекращают сбор меда, пока их медонос зацветет снова или пока они не «забудут» о нем.

Вот почему сплошь и рядом случается: зацветает новый богатый медонос, часть летного состава семьи занята сбором нектара с других, может быть, и менее богатых, но раньше начавших цвести медоносов, а другая часть еще отсиживается в «законном» безделье.

Пройдет для одних пчел несколько часов, а для других – и дней, пока они переключатся на новый взяток. А потеря времени – это потеря меда.

В главе «Главный взяток» было рассказано, как дорого обходится пчелиной семье переход сборщиц с одного места взятка на другое.

Примерно то же, но далеко не в столь четкой форме, можно наблюдать при переходе сборщиц с одного времени кормления на другое. Перевод полетов за кормом на другое расписание неизменно приводит к тому, что число сборщиц, прилетающих в правильное время, резко сокращается, отклонения от правильного времени становятся более значительными.

Перемена места и времени кормления влечет за собой весьма серьезные издержки для семьи.

Не по этим ли причинам столь кратковременной оказывается продолжительность жизни пчел летних поколений, о которой речь шла в главе о продлении жизни? Эта особенность природы пчел тоже имеет, как видим, приспособительный характер, который проявляется в очень неожиданной и необычной форме. В самом деле – короткий срок жизни особи летом, частая смена поколений предопределены и обусловлены частой сменой источников корма и мест взятка. Так и идет перестройка, расширение площади питания, быстро меняющейся в летние месяцы с характерным для них календарем цветения разных растительных видов.

Выходит, что короткий срок жизни, отпущенный природой летней пчеле, – это, между прочим, также и необходимое в какой-то мере условие, обязательная в какой-то степени предпосылка успешного сбора корма и, следовательно, условие долговечности всей семьи в целом.

Свойственная природе пчел привязанность сборщиц к месту взятка и времени получения корма, особая притягательная сила, которой обладает для сборщиц место взятка, и используется в давно предложенной методике мобилизации пчел на опыление определенных участков поля.

Кормушка с душистым сиропом нужного запаха, поставленная в улье, вызывает пчел в полет. Вылетев, они находят невдалеке от улья новые кормушки с тем же сиропом. Когда на этих кормушках собирается достаточно пчел, их покрывают сеткой и доставляют на участок, который требует опыления. Здесь сетку снимают и пчел выпускают на волю.

Теперь нужно только еще некоторое время подливать сироп в кормушки, стоящие в поле, усиливая привлечение пчел на участок. Когда прилет пчел наладится, кормушки можно убрать.

Остроумнейшим образом и с предельной простотой усовершенствовала этот способ дрессировки украинский биолог А. Невкрыта.

Затемно устанавливая в улей кормушку с дрессировочным сиропом, Невкрыта в тот же день с утра убирает кормушку, уже полупустую, но еще с копошащимися на ней пчелами. Прикрыв кормушку сеткой, она относит будущих сборщиц на участок, требующий опыления, и здесь снимает сетку.

Продолжая далее еще в течение нескольких дней подливать сироп в кормушки, установленные на участке, и подкармливая пчел в ульях тем же сиропом, удалось дополнить мобилизацию летного состава в гнезде дрессировкой «на территорию».

Пусть теперь вернувшиеся с поля сборщицы выписывают на сотах в улье свои восьмерки, сообщая каждым движением и ритмом виляний и кружений точное местоположение кормушек и расстояний до них. Пчелы, вызванные в полет и «прочитавшие» запах сиропа, найдут на участке этот запах только на цветках. И они начнут посещать их.