Сигнальний танець медоносної бджоли

Історія відкриттів

Давно відомо, що медоносні бджоли, відкривши у полі чи лісі нове рясне джерело корму, залучають до нього своїх товаришів. Причому не просто спонукають їх до вильоту з вулика, а мобілізують до польоту в потрібне місце. Шпітцнер (1768), Унхох (1823), Вітвіцький (1843) описали, як бджола-збирачка, повернувшись у вулик, колами бігає по соту серед інших бджіл (танцює); вони іноді здогадувалися про мобілізаційне значення танців.

Великий дослідник поведінки бджіл, Карл Ріттер фон Фріш (народився у Відні в 1886 р., з 1910 р. працював у Мюнхені, помер у 1982) виявив, що збиральник, танцюючи, або описує на соті просте коло, змінюючи від кола до кола напрямок обороту, чи якомусь відрізку пробігу швидко розгойдується із боку убік (виляє). На той час відмінності фігур танцю пов'язували з різницею властивостей корму. Пізніше (1946, 1950), фон Фріш висловив та обґрунтував зухвале припущення: фігура танцю вказує місце розташування корму; темп танцю залежить від відстані, а напрямок виляючого пробігу на вертикальному стільнику відповідає напрямку польоту бджоли по відношенню до положення Сонця. Недовірливим колегам фон Фріш пропонував самим виміряти кутоміром і секундоміром напрям і темп танцю міченої бджоли, а потім - за вказівкою бджоли - піти в поле або сад і відшукати там маленьку годівницю і дочекатися прильоту міченої бджоли. Бджоли сигналізують у танці не тільки про місце збору корму, а й про місце, придатне для поселення нового рою.


Схема цілевказівки в танці бджоли-розвідниці. (к) годівниця, (С) Сонце, (т) фігура танцю, (у) вулик.	Карл фон Фріш

За свої відкриття в області колірного зору бджіл, їх смаку та нюху, недоступної людині здібностіорієнтуватися по поляризації неба, а головне, сигнальної мови бджіл Карл фон Фріш у 1973 році був удостоєний Нобелівської премії в галузі медицини та фізіології разом з іншими дослідниками поведінки тварин: Конрад Лоренц і Ніколас Тінберген. Фізіологію органів чуття медоносної бджоли К. ф. Фріш продовжував досліджувати разом зі своїм учнем Мартіном Ліндауером.

Мартін Ліндауер (сидіт) та Харальд Еш.


Кінограми сигнальних танців бджіл. Чим далі годівниця, тим більше вилянь у прямолінійному пробігу танцю.	Іван Левченко

Кількість вилянь в одному колі танцю прямо пропорційна відстані польоту. В українських степових бджіл одне виляння додається при подовженні колії на 60 м. Відповідно подовжується тривалість пробігу, що виляє, і загальна тривалість циклу танцю, а темп танцю (число циклів за хвилину) уповільнюється.

Сигнальній мові бджіл було присвячено частину повнометражного кінофільму «Мова тварин» (Київська студія науково-популярних фільмів, сценарист Юрій Аліков, режисер Фелікс Соболєв, оператор Леонід Прядкін, 1967 рік). Фільм був удостоєний Державної премії СРСР і демонструвався у багатьох країнах світу. Сцени з бджолами ставили І. Левченка та його колеги.

Зйомка сцени у вулику для фільму Мова тварин на базі Теремки Інституту зоології.

На першому плані – режисер Фелікс Соболєв, за камерою оператор Леонід Прядкін.

Фізіологію поведінки та сигнальну діяльність медоносних бджіл досліджували також у Фізіологічному Інституті ім. І. П. Павлова АН СРСР (нині РАН) у Колтушах, під Ленінградом (М. Є. Лобашов, Н. Г. Лопатіна, І. А. Нікітіна, Є. Г. Павлова).Чеснокова).

І. Левченко веде запис сигнальних звуків бджіл у вулику, встановленому на озері (Чорноморський заповідник).

Танець бджоли супроводжується своєрідним звуком, що стрибає, несхожим на уривчасте або тривале дзижчання робочих бджіл і маток на стільниках. Ці тихі стрекотання вперше виявив Харальд Еш – спочатку як вібрацію тіла бджоли при електромагнітній реєстрації (1961), а незабаром і записав їх від мікрофона на магнітофон та осцилограф. І. Левченко провів синхронну кінозйомку та звукозапис танцюючої бджоли і показав, що бджола видає звук лише під час вибігаючого пробігу. Прямий запис осцилограм від мікрофона дав можливість точно виміряти частоту та тривалість вилянь у різних умовах досвіду. Чим бджоли видають звук?

Швидкісна кінозйомка танцюючої бджоли-розвідниці.

(1-4) Роздруківки бджоли у послідовних кінокадрах під час одного виляння. При вібраціях крил змінюється їхній блиск та кут щодо тіла бджоли.

(5) Схема пробігу, що виляє. Маленькі штрихи показують моменти рухів крил під час виляння.

Крила рухаються потужними криловими м'язами в грудях, тільки під час танцю крила не розставлені, як у польоті, а складені. Тому все тіло бджоли вібрує у такт скороченням м'язів. Ця вібрація передається всій поверхні стільника. Беззвучні танці, як показав ще Еш, не приваблюють інших бджіл.

Інформація про спрямування та відстань польоту до джерела корму міститься і в рухах пробігів, і звуках танцю, і у вібраціях стільника. Крім того, танцююча збирачка часом зупиняється і передає крапельку нектару якійсь із бджіл почту. Таким чином, інші бджоли дізнаються про якість та запах корму. Що зцих сигналів розуміють інші бджоли?

Незважаючи на те, що інформаційне багатство танцю збирачки було безперечно доведено, деякі вчені протягом десятиліть не могли повірити, що інші бджоли, лише маленькі комахи з крихітним мозком, розуміють цей сигнал. Що, якщо передати цей сигнал без участі бджоли-розвідниці? Штеє (1957) «підсадив» до бджіл, що знаходилися на соті, брусок, що вібрує, розміром з бджолу. Навіть така проста модель привертала до себе навколишніх бджіл. Найпереконливіше здатність правильно зрозуміти сигнал танцю була продемонстрована в дослідах із заміною живої бджоли маленьким роботом, який у деталях відтворював фігуру танцю, виляння, звук, харчове підкріплення. Подібний робот протягом кількох років розроблявся та вдосконалювався датським ученим Акселем Міхельсеном (1989, 1993). Модель танцівниці - брусок розміром із бджолу, підвішений до стрижня, рух якого керується комп'ютерною програмою; брусок містить ємність із сиропом та мініатюрний випромінювач звуку. Робот рухається над поверхнею стільника серед інших бджіл. Мобілізовані бджоли повинні летіти до годівниці відповідно до вказівок робота, але не до контрольних годівниць, поміщених на деякому віддаленні від основної. І вони справді вірно знаходили вказане місце.

Аксель Міхельсен

Як же бджоли - у темряві вулика - відчувають рухи бджоли, що танцює? Бджола може це зробити лише за допомогою органів, чутливих до дотиків, звуків, вібрацій поверхні стільника. Вся зовнішня поверхня тіла бджоли посаджена волосками, чутливими до дотику, але особливо чутливі вусики (антени) бджоли. В усиках є також особливий орган, чутливий до звуків, які поширюються повітря. До вібрацій поверхні,якої йде бджола, особливо чутливі підколінні механорецептори в гомілках. У вивчення цих органів великий внесок зробили німецькі дослідники Ганс-Іоахім Аутрум, Мартін Ліндауер, Юрген Таутц.

Почет робочих бджіл, яка оточує бджолу-розвідницю з обніжжям під час сигнального танцю. Кадри з фільму.

Серйозну увагу на поведінку бджіл, що оточують танцівницю, вперше звернув Іван Левченко. Разом зі своїми колегами він показав - за даними кінозйомки, - як бджоли на соті залучаються до почету бджіл, що оточують танцівницю, йдуть за нею і через деякий час залишають почет (1966, 1967, 1969). Важливо, що танцівниця від циклу до циклу змінює напрямок кругової частини танцю (то за годинниковою стрілкою, то проти стрілки), хоча орієнтація пробігу завжди постійна. Тому бджоли почти в послідовних циклах виявляються то ліворуч, то праворуч від танцівниці і за кілька кіл танцю в середньому опиняються позаду танцівниці під час пробігу, що виляє. За рахунок усереднення спрощується складне орієнтаційне завдання: знаючи своє становище на соті щодо напрямку сили тяжіння, місце дотику до танцівниці щодо свого тіла і, можливо, напрям руху виляючої танцівниці повз тіло бджоли свити, треба обчислити напрямок пробігу, що виляє, щодо сили тяжіння. Бджоли з різних боків від танцівниці отримують різні сигнали до своїх вусиків. Це з'ясував учень Левченко Іван Шалімов (1967), аналізуючи кінограми рухів вусиків у бджіл, що йдуть за танцівницею: у бджоли збоку від танцівниці вусики під час вилянь обидва притискаються до голови або звільняються синхронно, а у бджоли позауза середньої лінії тіла, інший – назовні.

Іван Левченко


Іван Шалімов	Леонід Францович	Веніамін Бодрягін

З часу піонерських відкриттів К. ф. Фріша минуло вже 60 років. Активні дослідження сигналізації у медоносних бджіл продовжують Юрген Таутц та Вольфганг Кірхнер у Німеччині, Фред Дайєр у США. На жаль, у цій короткій історичній довідці ми не зможемо розповісти про те, як бджоли вимірюють відстань у дорозі, дізнаються напрям по Сонцю та синьому небу, вносять поправку на добовий рух Сонця, запам'ятовують та впізнають положення льотка чи годівниці серед навколишніх предметів, розрізняють кольори і запахи квітів і самі ставлять пахучі мітки.

Юрген Таутц

Читайте книги про бджіл і уважно спостерігайте їх. Вивчайте мову бджіл!