Органы чувств

Медоносной пчеле присущи хорошо развитые органы чувств: зрения, обоняния, осязания, вкуса, слуха, чувство времени и др. Главная часть органов чувств состоит из видоизмененных нервных клеток, специализированных на восприятие строго определенного раздражителя.
Зрение. У пчелы имеются два больших и сложных глаза и три простых. Сложные глаза у рабочей пчелы состоят и
4000—5000 отдельных глазков—омматидиев, у матки их меньше — 3000—4000, у трутня особенно много — 7000—10 000. Каждый омматидий состоит из шестигранной наружной линзы — хрусталика с отходящим от нее кристаллическим конусом и хрустальной палочкой, заканчивающейся зрительными клетками. Со всех сторон каждый глазок окружен пигментными клетками черного цвета, которые поглощают все боковые лучи, и в зрительные клетки попадают световые лучи, проникающие через линзу только от предмета, находящегося против глазка.
Проникая через линзу к зрительным клеткам, световые лучи вызывают соответствующее раздражение, которое после передачи по нервам в мозг дает зрительное ощущение. Каждый глазок дает изображение лишь части расположенного перед ним предмета, а все глазки вместе, суммируя восприятие, дают полное представление о предмете. Такое зрение называется мозаичным: оно как бы составляется из множества отдельных точек изображения, проходящих через каждый глазок.
Выпуклое расположение сложных глаз на голове пчелы обеспечивает большой охват окружающего пространства. Линзы омматидиев сложного глаза пчелы своей кривизны менять не могут. Поэтому сложные глаза пчелы настроены на четкое различие предметов лишь на близком расстоянии.
Например, на расстоянии 25 мм пчела может различить квадрат со стороной 5 мм, а на расстоянии 40 см — квадрат со стороной не менее 20 мм.
Для пчелы очень важно четко различать предметы вблизи, например в цветке, при сборе нектара и пыльцы, и в улье во время таких работ, как отстройка сотов, кормление личинок, переработка и складывание запасов корма.
Пчелы могут различать (фиксировать) предметы за очень короткие промежутки времени по сравнению с человеком.
Например, при пульсации световых вспышек более 16 раз в 1 с, человек воспринимает не отдельные вспышки, а непрерывно светящуюся точку. У пчелы же слитное восприятие появится лишь при подаче 300 и более световых вспышек в 1 с.
Возможность глаза различать предметы за очень короткие промежутки времени имеет большое значение для ориентации пчелы во время полета. Благодаря такой особенности, а также близорукости пчела особенно чувствительна к восприятию движущихся предметов.
У медоносной пчелы хорошо развита приспособленность глаза (его адаптация) к различной освещенности предметов, что достигается перемещением черного пигмента в клетках вблизи хрусталика, вследствие чего внутрь глаза может проникать больше или меньше света. Глаза пчелы приспособлены к темноте улья и к яркому солнечному свету во время полетов.
В отличие от глаз человека сложные глаза пчелы, как и других насекомых, могут различать поляризованный свет, благодаря чему
при отыскании источников корма и возвращении в улей пчела может ориентироваться по небу. В этом случае, кроме наземных ориентиров, пчела руководствуется еще положением солнца на небосклоне.
Пчелы легко различают форму предметов. Они четко различают и запоминают формы, напоминающие цветок, лепестки цветка, хорошо запоминают количество лепестков в цветке. Однако формы, с которыми они в природе не сталкиваются (треугольник, квадрат и др.), пчелы не различают.
Пчелы хорошо различают цвета, но цветовое зрение их отличается от цветового зрения человека. Наиболее ярки для пчел синефиолетовые и ультрафиолетовые лучи. Как известно, глаз человека не воспринимает ультрафиолетовых лучей, пчелы же в этом диапазоне световых волн видят три отдельных цвета (сине-ультрафиолетовый, фиолетовый и желто-ультрафиолетовый). В длинноволновом диапазоне пчелы плохо различают цвета, причем красные лучи они вовсе не воспринимают. В сложном глазу пчелы (по Даумеру) находится три цветовых рецептора, воспринимающих желтые, синие и ультрафиолетовые лучи. Поэтому и ульи рекомендуется окрашивать в цвета, хорошо различаемые пчелами,— синий, голубой, желтый. Белый цвет часто содержит ультрафиолетовые оттенки, различимые пчелами. Особенность пчел четко различать ультрафиолетовые лучи связана с большим распространением их в природе. В частности, цветки, отражающие ультрафиолетовые лучи, очень четко видны пчеле на зеленом фоне растений.
Простые глаза пчелы устроены по такому же принципу, как и сложные. Глаз состоит из большой прозрачной линзы (хрусталика), образующей бугорок на хитиновом покрове пчелы. С внутренней стороны к линзе подходит слой зрительных клеток, от которых в мозг пчелы отходят зрительные нервы. С боков линзы расположены пигментные клетки.
Согласно результатам исследований, какого-либо изображения в простых глазах пчелы возникнуть не может. Если сложные глаза пчелы покрыть черным лаком, то она ведет себя как совершенно слепая. Если же поступить наоборот, покрыть черным лаком только простые глаза, то по остроте зрения и поведению такая пчела не отличается от особей с не закрашенными лаком простыми глазами.
Простые глаза у пчелы, по-видимому, не различают отдельных предметов, а обладают лишь общей светочувствительностью, которая стимулирует (повышает) чувствительность сложных глаз.
Обоняние и осязание. Основные органы обоняния находятся у пчелы на усиках. Каждый усик состоит из трех частей: ближайшего к голове продолговатого скапуса с круглой головкой, на внутреннем конце, входящей в мягкую ямку на лбу пчелы; маленького педицеллярного членика и длинного и очень подвижного жгутика, состоящего из 10 одинаковых члеников (у трутня из 11 члеников). На члениках жгутика, начиная с третьего, находятся многочисленные чувствительные органы обоняния, от которых отходят нервы в
головной мозг. У рабочей пчелы на каждом усике находится до 6000 чувствительных обонятельных органов, у матки 3000, у трутня 30 000. Такое обилие чувствительных органов обоняния у трутня связано с необходимостью быстро и точно ориентироваться в воздухе при обнаружении по запаху неплодных маток.
Пчелы отличаются исключительной остротой восприятия запахов. Особенно четко они воспринимают запахи, имеющие для них биологическое значение — запах меда, воска, матки, сотов, пчелиного яда, нектара медоносных растений. Пчелы четко различают запахи при таком разведении, при котором человек их ощутить не в состоянии. Поэтому некоторые цветки, лишенные для человека запаха, в действительности его издают, и пчелы воспринимая его, находят такие растения. Среди многих запахов особо выделяется запах гераниола — вещества, входящего в состав пахучей железы на брюшке пчел. Различают пчелы и смеси запахов.
Рабочие пчелы ориентируются по запаху не только при отыскивании нектароносов и сборе нектара с цветков растений, но и в значительной степени при выполнении работ в улье. Соты, занятые расплодом, медом, пергой, издают разные запахи, помогающие пчеле найти нужные ей соты и ячейки. Особое значение приобретают запахи для ориентации пчел вне улья, например при роении. У пчел имеется специальный орган (нассонова железа), издающий запах, на который они слетаются при роении. Неплодная матка, готовая к спариванию, издает запах, привлекающий трутней. Плодная же матка издает другой запах, сигнализирующий о ее наличии в семье.
Кроме чувствительных органов обоняния, на жгутиках пчелы насчитывают до 9 типов чувствительных образований, что указывает на разные функции, которые они выполняют. Установлено, например, что некоторые из таких образований воспринимают изменения температуры, а другие влажность воздуха. Имеются образования, чувствительные к содержанию углекислого газа в воздухе, а также воспринимающие давление воздуха — регулирующие скорость полета пчелы. Функции некоторых образований разного строения еще мало изучены, но совершенно ясно, что на усиках пчелы находятся многие органы, воспринимающие биологически важные условия их жизни и работы. Неудивительно, поэтому, что пчелы с обрезанными усиками не могут выполнять никаких работ и быстро погибают.
Осязание. Тело пчелы покрыто плотной кутикулой, через которую осязание невозможно. Эту функцию выполняют осязательные волоски. В отличие от простых осязательные волоски отходят от чувствительных клеток, отростки которых связаны с основанием волосков и с нервной системой пчелы. Некоторые чувствительные клетки на внешнем конце снабжены кутикулярным образованием, вплотную примыкающим к кутикуле покрова. При легчайшем прикосновении к волоску он выводится из своего положения и оказывает давление на кутикулярное образование, что вызывает соответствующее раздражение. Оно и передается в чувствительную нервную клетку и далее в нервную систему, вызывая ощущение давления или прикосновения.
Осязательные волоски находятся на усиках, кончиках ножек, ротовых придатках, на поверхности брюшка, наружной поверхности жалящего аппарата, а также на крыльях.
Пчелы непрерывно ощупывают друг друга, ячейки и все предметы, с которыми соприкасаются. Передвигаясь по сотам в темноте улья, рабочая пчела ориентируется не только на запах; ей помогают в этом органы осязания. Опускаясь в ячейку, пчела ощущает характер ее поверхности и в необходимых случаях чистит ее донышко и стенки. Матка, ощупывая усиками каждую ячейку, определяет ее подготовленность к откладке яиц.
Осязательные волоски могут отклоняться также при колебаниях воздуха, что в известной мере может восприниматься пчелой как звуковые колебания.
Вкус. Трудно сказать, как пчелы различают вкус предложенной им пищи, потому что нет оснований считать их вкус аналогичным человеческому. Можно утверждать, что пчелы воспринимают вкус пищи контактным путем (в отличие от запаха, воспринимаемого на расстоянии). В настоящее время доказано, что органы вкуса.у пчел расположены на трех участках тела: на ротовых придатках, усиках и ножках.
Основные органы вкуса расположены на хоботке, у основания язычка. Там находятся две группы хитиновых палочек (цилиндриков), прикрытых снаружи маленькими отростками (приязычниками). В каждой группе содержится 22—27 цилиндриков. Кроме того, скопления чувствительных клеток находятся в небольших круглых углублениях глотки (от них отходят короткие волоски), а также в верхней части нижних челюстей. Эти образования играют роль органов вкуса у пчел.
Вкусовые чувствительные органы находятся и на члениках усиков. Их клетки особенно чувствительны у пчел-сборщиц, отличают сладкий, горький и кислый вкус. Достаточно прикосновения концов усиков к капельке сахарного сиропа с различными примесями, чтобы пчела по вкусу определила пригодность к потреблению предложенной ей пищи. Доказано, что чувствительными органами усиков пчела воспринимает пригодность пищи более тонко, чем органами на ротовых придатках. Это связано с необходимостью быстро выявить пригодность нектара к сбору при посещении цветков растений: достаточно пчеле лишь притронуться усиками к местам его скопления.
Что касается органов вкуса на ножках пчелы, точнее на члениках лапок, то с их помощью она также воспринимает вкус пищи. Если, например, пчела подлетает к листу бумаги, смоченному сахарным сиропом с примесью отвергаемого пчелами вещества, то достаточно ей прикоснуться к бумаге кончиками ножек, чтобы определить непригодность пищи для сбора. В случае же приемлемости сахарного сиропа пчела садится на бумагу и выпускает хоботок. Чувствительность этих органов в 12 раз ниже чувствительности аналогичных органов на усиках.
Установлено, что пчелы берут лишь те вещества, которые перевариваются и усваиваются ими. Те же сладкие на вкус (галактоза, лактоза, ксилоза, глицерин и др.) вещества, которые пчелы не берут, в их организме не усваиваются. Следовательно, органы вкуса контролируют прием пищи пчелами.
При снижении концентрации сахара в нектаре до 10% пчелы берут раствор очень неохотно. К 5%-ному раствору сахара пчелы относятся так же, как к чистой воде. Как бы ни были голодны пчелы, они отказываются брать сахарный сироп, в который примешано 2% поваренной соли или 0,08% хинина, или 0,9% соляной кислоты. В то же время пчелы отказываются брать сироп с уксусной кислотой лишь после того, как ее концентрация возрастет до 24%.
Следовательно, пчелы хорошо ощущают примеси к сахарному сиропу каких-либо других веществ и, руководствуясь вкусом, определяют пригодность пищи для ее сбора и приноса в улей.
Слух. Пчелы в спокойном состоянии всегда издают тихий равномерный гул; на всякое беспокойство они отвечают повышением гула. Раздраженная пчела, намереваясь ужалить, издает своеобразный звук повышенного тона, совершенно отличный от звука летящей пчелы. Матки в определенные периоды жизни издают громкие, резкие звуки, известные как «пение маток». Звуками, которые были выявлены лишь с помощью усилительной аппаратуры, сопровождается ряд действий пчелы.
Если пчелы способны воспроизводить звуки, то они должны также обладать способностью воспринимать звуки. Действительно, повышенный гул одной семьи вызывает повышение гула и в соседних с нею пчелиных семьях. Семьи, у которых потерялась матка,
издают особый «безматочный» гул. На звуки «поющей матки» отвечают другие матки. При воспроизведении у улья этих звуков, записанных на магнитной пленке, были получены ответы других маток.
Все эти факты свидетельствуют о том, что пчелы могут как воспроизводить, так и воспринимать звуки и что последние имеют для пчел биологическое значение.
Воспроизводят звуки пчелы двумя способами. В результате колебания грудных сегментов, вызываемых сокращениями грудных мышц. Последние могут, как известно, сокращаться со скоростью 200—300 раз в 1 с. Прикрепленные к сегментам крыловые пластинки резонируют возникающие при этом звуки. Таким путем создается общий гул семьи. Звуковые волны возникают и при движениях пчел крыльями с огромной скоростью: чем больше колебаний крыла в 1 с, тем выше тон этих звуков.
Например, вылетающие из улья пчелы издавали звук, соответствующий 273 колебаниям в 1 с (герц). У пчел, возвращающихся с медосбора, сила звука равнялась 252 герцам. Раздраженные пчелы, пытающиеся жалить, издавали наиболее высокий звук, соответствующий 285 колебаниям в 1 с. Пчелы, вентилирующие улей у летка, совершали в 1 с 216 колебаний. Плодная матка во время полета издает звук, соответствующий 226 колебаниям в 1 с, неплодная — 253, трутень — 207.
В отдельных случаях звуки могут создаваться струей воздуха, выходящего из дыхалец. Согласно расчетам, сила сжатия брюшка может создавать звуки, близкие к звукам поющей матки. Действительно, во время пения матка останавливается и принимает характерную позу, прижимаясь к соту.
Для восприятия звуковых колебаний у пчел имеются хордотональные органы. Состоят они из групп специальных образований, натянутых в виде струн между двумя участками кутикулы. Различают туловищные, антеннальные, ножные и крыловые образования. Наибольшего развития у пчелы они достигли на ножках, между голенью и пяткой. Этот орган одним концом прикреплен к выступу голени передних ножек, а другим концом к пятке (первому членику лапки).
Джонстонов орган находится на втором членике усиков пчелы. Он состоит из большого числа образований, выстилающих внутренние стенки этого членика усика.
Следует отметить, что между восприятием звуков и восприятием сотрясений нет принципиальной разницы. Дело лишь в величине колебаний. Грань между сотрясением и звуком не может быть точно определена.
Пчелы хорошо приспособлены к восприятию лишь тех звуков, которые имеют для них биологическое значение. Они не реагируют на звуки, безразличные для них. Пчелы издают звуки довольно широкого диапазона; естественно, что и для восприятия множества звуков они имеют по-разному устроенные органы.