Код, разгаданный в темноте улья
Когда медоносная пчела находит богатый источник нектара далеко от дома, она возвращается в улей и выполняет на вертикальной поверхности сота странную повторяющуюся последовательность движений. Наблюдатели замечали это поведение веками, не понимая его. Человеком, разгадавшим код, стал австрийский зоолог Карл фон Фриш. В ходе кропотливых экспериментов, длившихся десятилетиями начиная с 1920-х годов, фон Фриш показал, что этот «танец» — не случайное подёргивание, а символический язык, который сообщает другим пчёлам направление и расстояние до корма. Это было первое веское доказательство того, что беспозвоночное способно передавать абстрактную информацию, и оно принесло фон Фришу долю Нобелевской премии по физиологии или медицине 1973 года, разделённой с Конрадом Лоренцем и Николасом Тинбергеном.
Круговой танец и виляющий танец
фон Фриш установил, что возвращающиеся рабочие пчёлы используют два основных двигательных рисунка. Если корм близко к улью (грубо говоря, менее 50-100 метров), пчела кружит узкими кругами, меняя направление; это «круговой танец». Круговой танец сообщает лишь «поблизости есть корм» и не несёт информации о направлении; пчёлы, следующие за ним, разлетаются во все стороны вокруг улья на поиски.
Если источник дальше, пчела переходит к виляющему танцу. Этот танец описывает восьмёрку: пчела бежит по прямой линии, быстро виляя брюшком из стороны в сторону (виляющий пробег), затем возвращается полукругом к началу, снова пробегает прямую линию и на этот раз описывает полукруг в противоположную сторону. На промежуточных расстояниях (примерно 25-100 метров) пчёлы исполняют переходную форму — «серповидный танец». Собственно информация содержится в прямом виляющем пробеге в центре восьмёрки.
Направление: перевод угла солнца в силу тяжести
Самая поразительная черта виляющего танца — то, как он кодирует направление. Внутри улья темно, а танец исполняется на вертикальном соте, поэтому пчела не может просто указать на солнце. Вместо этого она переводит угол относительно солнца в угол относительно силы тяжести.
Если виляющий пробег направлен прямо вверх, корм находится точно в направлении солнца. Если пробег наклонён на 40 градусов вправо от вертикали, корм расположен на 40 градусов правее текущего положения солнца. Пробег, направленный вниз, указывает направление, прямо противоположное солнцу. Так пчела превращает ориентир на небе в «карту» на соте, а следующие за ней пчёлы выполняют то же преобразование в обратную сторону, чтобы найти верный курс снаружи.
Расстояние: длительность виляния и темп танца
Расстояние кодируется в длительности виляющего пробега. Чем дольше длится пробег, тем дальше корм. По грубой оценке, около одной секунды виляния соответствует полёту на 750-1000 метров; пробег в 2,5 секунды, например, описывает расстояние около 2600 метров.
фон Фриш также измерял «темп» танца: для близких источников пчела совершает больше циклов-восьмёрок за одно и то же время, то есть танцует быстрее. Чем выше качество источника, тем оживлённее и настойчивее становится танец, что привлекает к этому источнику больше пчёл. Пройденное расстояние пчела, вероятно, оценивает по потоку изображений, проносящихся перед её глазами во время полёта (оптический поток).
Как другие пчёлы принимают сообщение в темноте
Поскольку внутри улья царит полная темнота, пчёлы, следящие за танцем, не видят его. Вместо этого они встают вплотную позади и сбоку от танцовщицы и «ощущают» танец, касаясь её усиками. Во время виляющего пробега лётные мышцы пчелы производят слабые звуки и потоки воздуха, пульсирующие около 200-300 раз в секунду; последовательницы улавливают эти колебания органами чувств на своих усиках. Танцовщица также делится цветочным запахом, принесённым от источника, и небольшими пробами нектара, так что следующая за ней пчела узнаёт не только направление и расстояние, но и запах нужного цветка.
Солнечный компас, диалекты и научный спор
Поскольку солнце перемещается по небу в среднем на 15 градусов в час, внутренние часы пчелы непрерывно корректируют угол танца; даже пчела, долго прождавшая в улье, указывает актуальный угол. Когда солнце скрыто за облаками, пчёлы определяют направление по узору поляризованного света в синих участках неба.
Разные виды и породы медоносных пчёл кодируют расстояние в слегка различных «масштабах»; фон Фриш и его ученик Мартин Линдауэр назвали это пчелиными «диалектами». В 1960-х годах некоторые исследователи, например Адриан Уэннер, сомневались в танцевальном языке и утверждали, что пчёлы на самом деле лишь следуют за запахом. В последующие годы спор был в основном решён в пользу фон Фриша благодаря опытам с роботизированными пчёлами и исследованиям, отслеживавшим траектории полёта пчёл радаром.
Почему виляющий танец важен
Виляющий танец — один из редких примеров того, как животное, не являющееся человеком, описывает точку в пространстве абстрактными символами. Колония объединяет информацию, которой делятся сотни танцовщиц, чтобы быстро находить самые продуктивные цветочные участки вокруг, и обновляет эту «карту» по мере изменения ресурсов. Именно поэтому танец — и веха в исследованиях коммуникации и познания животных, и живой источник данных для экологов, которые хотят понять, как сельскохозяйственные ландшафты влияют на пчелиные семьи.