Живые часы

Уорд Ритчи

Высокое качество экспериментального оборудования, смелость и изобретательность в постановке опытов — все это обеспечивало постоянный приток в Мюнхен способных молодых людей, жаждавших работать под руководством знаменитого Фриша. Среди них была и Ингеборг Белинг, которой предстояло наиболее длительное сотрудничество с ним.

Обсуждая с Ингеборг программу ее будущих исследований, Фриш напомнил ей, что у Фореля в Швейцарии пчелы прилетали к утреннему столу на террасу независимо от того, было на нем варенье или нет. Вспомнил он и о сообщении Буттель-Реепена, что пчелы прилетают на поле гречихи только в те часы, когда начинается выделение нектара.

Как мы уже отмечали, и Форель, и Буттель-Реепен были уверены, что пчелы прилетают за

пищей только в такое время, когда ожидают найти ее. Буттель-Реепен назвал эту замечательную способность «чувством времени». Но где же источник этого чувства времени? Находится ли он внутри самой пчелы или она ориентируется по каким-то сигналам из внешней среды? И если это так, то какие именно внешние события являются этими ориентирами?

Ингеборг Белинг сразу же поняла, сколь увлекательна проблема, и согласилась немедленно заняться ею. Она была уже достаточно квалифицированным экспериментатором и после непродолжительной тренировки полностью освоила специальные методики Фриша. Со всем энтузиазмом молодости занялась она разработкой своей экспериментальной программы.

Прежде всего необходимо было проследить за поведением пчел в нормальных условиях. Для участия в эксперименте Белинг отобрала пять пчел-сборщиц и каждой из них дала свой порядковый номер (1, 11, 12, 17, 19). Давайте посмотрим, как она метит этих пчел.

Перед ней на лабораторном столе подставка с пятью тонкими кисточками и пятью маленькими чашками Петри с шеллаком, окрашенным в белый, красный, синий, желтый и зеленый цвета. Здесь же находится часовое стекло с сахарным сиропом, на которое сажают отобранных пчел. Белинг погружает первую кисточку в чашечку с белым шеллаком и ставит маленькое пятнышко на середине груди около головки пчелы 1. На пчеле 11 она ставит два белых пятнышка, также близко к ее головке. Пчела 12 получает рядом с белым пятнышком красное, справа от него; пчела 17 — белое пятнышко у головы и желтое под ним и т. д. Все это время пчелы так заняты поглощением искусственного нектара, что не обращают на действия экспериментатора никакого внимания. Шеллак высыхает, и Белинг возвращает пчел в улей.

После этого помеченных пчел надо обучить прилегать к кормушке с сиропом каждый день в течение определенного двухчасового интервала. Методика такого обучения уже была разработана Фришем.

Рано утром, задолго до вылета пчел, Белинг наносила около летка маленькую каплю сахарного сиропа со слабым запахом лавандового масла. Пчелы быстро находили сироп. Так начинался первый этап обучения.

На следующее утро Белинг помещала очередную каплю «нектара» немного подальше. На третье утро для этой цели использовался кормежный столик — деревянная пластинка, укрепленная на заостренном колышке, который можно было втыкать в землю где угодно. Когда она разместила этот кормежный столик с душистым нектаром на расстоянии трех метров от улья, пчелы быстро нашли его: они уже начали заучивать нужное экспериментатору направление полета. Постепенно Белинг относила столик все дальше и дальше от улья, и очень скоро пчелы познакомились с местом, которое было избрано для главной части эксперимента.

Теперь, когда пчелы знали направление полета, следовало приучить их прилетать за едой в определенный двухчасовой интервал, между четырьмя и шестью часами дня. Сироп ставили на столик только в эти часы. Пчелы очень быстро поняли, что прилетать к кормушке в любое другое время бесполезно.

Следующий этап исследований заключался в том, чтобы выяснить, как будут вести себя меченые пчелы, если сироп вообще не будет выставляться. Утром 20 июля 1927 года Ингеборг Белинг поднялась рано. В половине седьмого она уже находилась на своем наблюдательном посту с полевым дневником, карандашом и часами в руках, готовая записывать время появления и номер каждой прилетающей пчелы.

Хотя Белинг и считала, что дежурство с половины седьмого утра до четырех часов дня будет самым долгим и неинтересным, она все-таки не забывала о необходимости быть внимательной и в это время.

Не прошло и часа, как ее ухо уловило слабое гудение летящей в поисках нектара пчелы. Опустившись на столик, пчела приблизилась к пустому часовому стеклышку. На передней части ее груди Белинг увидела две белых точки — пчела 11! Для появления пчел было слишком рано; еще более странным было то, что пчела 11 вновь вернулась между половиной восьмого и восемью часами утра.

Впоследствии, обсуждая с Фришем результаты эксперимента, Белинг спросила, почему, по его мнению, хорошо обученная пчела так ошиблась во времени? На это Фриш ответил, что никогда не следует забывать, что биология не относится к числу точных наук и в поведении животных могут наблюдаться отклонения от нормы. А кроме того, «в мире голодных лучше прибыть к месту кормежки раньше, чем позже».

Вплоть до половины четвертого дня ни одна из пчел более не посетила столика с кормушкой. Между половиной четвертого и четырьмя часами опять прилетела пчела 11, а вслед за ней пчела 19. В следующие полчаса было 6 посещений, а между половиной пятого и пятью — 17. После этого каждые полчаса было сначала 11, потом 4 и наконец 2 посещения. К половине седьмого все закончилось, и, хотя Белинг не покидала своего наблюдательного поста до восьми часов вечера, ни одна пчела больше не прилетела. Уставшая, побрела она в лабораторию, неся драгоценные записи поведения каждой из пчел в течение дня.

Волнение пчел, не обнаруживших еды в привычном для них месте, исследователь Макс Реннер позднее описывал так: «Наблюдая за поведением пчел, ясно видишь, что пчелы не могут «поверить», что стол не накрыт для них, как обычно. Они прилетают снова и снова, ползают вокруг, опускают свои хоботки в чашечку и в который раз убеждаются, что в ней действительно ничего нет. Наиболее предприимчивые в поисках нектара прикладываются ко всем блестящим предметам, например к часам или карандашу, а особенно смелые даже суют свои хоботки в морщинки на изгибе руки наблюдателя».

Длинный утомительный день 20 июля 1927 года не только подтвердил, что обученные пчелы посещают пустые кормушки в назначенное для кормления время. Он, в сущности, означал начало нового, более интенсивного накопления данных. Установив стереотип поведения пчел, Белинг могла экспериментировать с ними в любых необычных условиях, узнавая тем самым, какая информация требуется пчелам, чтобы найти определенное место и в определенное время.

Какие явления в окружающем мире, спрашивал профессор у своей ученицы, могли бы служить для пчел ориентирами во времени? Какие циклические явления вам известны? Белинг перечисляла их. Чередование света и темноты. Изменение положения Солнца на небосводе. Изменение температуры воздуха: теплее днем и прохладнее ночью. Изменение концентрации электрических зарядов в атмосфере, отмеченное десятилетия назад Аррениусом. Изменение интенсивности космических лучей. И наконец, не исключено, что существует какой-то неизвестный фактор, который хотя и не доступен восприятию человека, но может служить временным ориентиром для пчел. В принципе существование такого фактора нетрудно себе представить. Например, широко известно, что собака слышит ультразвуковые сигналы, не воспринимаемые человеком.

Чтобы исключить влияние колебаний освещения, температуры, влажности и электрических зарядов в атмосфере, Ингеборг Белинг воспользовалась специально оборудованным помещением, где она могла поддерживать действие каждого из этих факторов на постоянном уровне. После многочисленных экспериментов она обнаружила, что пчелы и в этих условиях продолжают сохранять ту же регулярность своего поведения, что и на открытом воздухе.

Один из исследователей, работавший вместе с Белинг в Мюнхенском университете (О. Валь), показал также, что изменения интенсивности космических лучей не являются временным ориентиром. Он помещал своих пчел на двести метров под землей, в штольню солевой шахты, и там довольно успешно обучал их.