Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
с большим вниманием следят за танцем. В своей пантомиме танцовщица виляет брюшком из стороны в сторону, двигаясь при этом по прямой, направление которой соответствует направлению к корму. В норме сборщица танцует на вертикальной поверхности сота в темном улье. При этом в качестве ориентира используется направление силы тяжести: «верх» во время танца соответствует направлению на солнце в полете. Следовательно, виляющий танец под углом 90° вправо от направления вертикально вверх означает, что корм находится вправо под углом 90° от прямого направления от улья к солнцу. Продолжительность виляния пропорциональна расстоянию до источника взятка. Каждая миниатю-ризованная в танце версия полета называется виляющим пробегом, и за время одного тура танца пчела обычно проделывает по крайней мере несколько таких виляющих пробегов.
Хотя танец действительно с удивительной точностью передает мобилизуемым сборщицам информацию о местонахождении источника взятка (von Frisch, 1967; Gould, 1975), все же почти всегда существуют небольшие систематические ошибки (временами до 20°) в указании направления. Эти ошибки-не просто «шум» в системе, поскольку в каждый данный момент времени все танцующие пчелы делают одинаковую и по амплитуде, и по направлению ошибку. На рис. 18.1 приведен типичный ход изменений во времени таких ошибок ориентации в течение одного дня. Направление виляющего пробега по отношению к направлению силы тяжести, естественно, изменяется в течение суток,
поскольку при движении Солнца по небу его положение по отношению к источнику корма тоже изменяется. Обнаружив, что ошибка направления меняется неравномерно при изменении угла танца, фон Фриш с коллегами (von Frisch, 1967, pp. 196) подробно изучили это явление и назвали его «остаточной ошибкой направления».
2.2. Отсутствие «остаточной ошибки направления» танцев в нулевом магнитном поле
Вначале, пытаясь выяснить причину возникновения ошибок направления, фон Фриш и Линдауэр (von Frisch, Lindauer, 1961) сосредоточили свое внимание на кажущейся связи между правильным и неправильным выбором направления виляющего пробега, с одной стороны, и направлением силы тяжести-с другой, и предположили, что ошибка направления обусловлена особенностью гравирецепторной системы пчел. Аналогичная связь наблюдалась у муравьев в экспериментах с ориентацией этих насекомых по направлению к цели на вертикальной поверхности (Markl, 1964). Предполагалось, что работе гравитационного рецептора пчел не свойственна «нелинейность». В пользу гипотезы «гравитационного органа» указывали также полученные позже данные об отсутствии каких-либо ошибок направления в танцах на горизонтальной поверхности при наличии небесных ориентиров (такие горизонтальные танцы часто используются в экспериментах, но они происходят также и в естественных условиях в теплые летние дни, когда сборщицы нередко танцуют прямо на прилетной доске у входа в улей). Эта гипотеза в ее исходном варианте, однако, не может объяснить все данные, в частности тот факт, что ход суточной кривой ошибок направления обычно не повторяется изо дня в день даже для одних и тех же пчел, собирающих взяток с одних и тех же кормушек (Lindauer, Martin, 1968; Martin, Lindauer, 1977).
Линдауэр и Мартин, пытаясь найти какую-либо связь ошибок направления с магнитным полем Земли, предприняли серию экспериментов, в которых геомагнитное поле компенсировалось с помощью катушек Гельмгольца. Хотя годом раньше в аналогичном эксперименте фон Фриш (von Frisch, 1967, p. 460) получил отрицательные результаты, Линдауэру и Мартину удалось показать, что через 45 мин после включения катушек, ошибки полностью исчезали (рис. 18.2). Следовательно, возникновение ошибок направления каким-то образом связано с геомагнитным полем. 45-минутная задержка кажется на первый взгляд довольно странной, однако на самом деле это не столь большая проблема; подобные временные задержки в ответ на изменение стимула не являются чем-то необычным для реакции пчел (Lindauer, 1963; Gould, 1980а, 1984; Hepworth et al., 1980) и могут быть проявлением некой стратегии более высокого уровня-например, стратегии «скользящего среднего»,-которая может служить своеобразным встроенным фильт-
Время суток,ч
Рис. 18.2. Отсутствие ошибок направления в нулевом магнитном поле. Детали, как на рис. 18.1, за исключением того, что геомагнитное поле компенсировали до уровня 5% (2500 нТл) сразу после начала измерений. (Lindauer, Martin, 1968).
ром шумов стимула (Gould, 1984). Задержка, обнаруженная Хэпвортом и др. (Hepworth et al., 1980), заслуживает здесь особого внимания, так как она попадает в 40-60-минутный интервал, характерный для изменений уровня общей активности пчел в ответ на чередующиеся изменения величины магнитного поля. В любом случае результат Линдауэра и Мартина понятен, воспроизводим и представляется одним из лучших доказательств способности пчел чувствовать магнитное поле Земли. Величина эффекта в экспериментах с нулевым полем зависит от степени компенсации геомагнитного поля. Как видно из рис. 18.2, ошибка направления полностью исчезает при компенсации поля до уровня 5% от исходного (т. е. до 2500 нТл). В искусственно созданном поле большой величины (вплоть до 13-кратного увеличения по сравнению с нормальным) амплитуда ошибок направления изменялась незначительно, но угловая дисперсия танцев сильно возрастала (Lindauer, Martin, 1968). После получения таких результатов существование определенного рода влияния магнитных полей на ориентацию танцев пчел не вызывало сомнений, однако все еще совершенно непонятно, почему и как эти эффекты возникают, а также зачем пчелам понадобилось использовать магнитное поле Земли для включения в свои танцы калиброванных ошибок.
