ГДЕ У ПЧЕЛ НОС?

Давно известно, что большинство насекомых, у которых отрезаны усики, не реагируют на запахи. Однако это еще не доказывает, что орган обоняния находится на усиках. Возможно, ампутация этих богатых нервами органов настолько травмирует насекомое, что делает его вялым и флегматичным.

С помощью двух простых опытов можно убедиться, что это предположение неверно. Мы кормим пчелу сахарным сиропом в часовом стекле, лежащем на серой бумаге. Вокруг стекла разбрызгано несколько капель вещества с запахом мяты. Положим рядом два других серых листа бумаги с пустыми стеклами и с запахом тимьяна.

Через некоторое время мы можем убедиться, что дрессировка удалась. Выставим четыре чистых листа с пустыми часовыми стеклами и придадим одному из них дрессировочный запах (мяты), а три других снабдим запахом тимьяна. Пчела ищет корм только на стекле, имеющем запах мяты.

Теперь повторим опыт, предварительно отрезав у пчелы оба усика. Операция как будто бы не производит на нее большого впечатления, так как чувство боли, по-видимому, вообще чуждо насекомым. Пчела в поисках нужной кормушки перелетает с места на место, задерживаясь над каждой из кормушек (рис. 40). Но обнаружить запах мяты пчела уже не в состоянии, и в конце концов она опускается по воле случая на то или другое стекло.

Рис. 40. Пчела, дрессированная на запах эфирного масла, после ампутации усиков не отличает уже листы картона с привычным запахом от таких же листов с другими запахами. На фотографии видно, как оперированная пчела безуспешно пытается обнюхать один из листов

Судя по поведению пчелы, не похоже, чтобы она была сильно травмирована, и с помощью другого опыта можно показать, что в результате ампутации усиков пчела не становится вялой и флегматичной. Будем кормить пчелу на синем листе, поставив рядом пустые чашечки на желтых листах, т. е. проведем дрессировку на синий цвет. И если теперь мы повторим предыдущий опыт, ампутировав у пчелы усики, она, несмотря на это, тотчас полетит к синему листу бумаги, опустится на него и начнет искать корм в пустой чашечке (рис. 41). Таким образом, несмотря на ампутацию усиков, она не перестала реагировать на окружающее, а только утратила способность ориентироваться по запаху. Значит, органы обоняния находятся на усиках.

Рис. 41. Контрольный опыт. Пчела, дрессированная на синий цвет, после ампутации обоих усиков уверенно летит к листу синей бумаги и упрямо старается отыскать на пустом часовом стекле привычный корм, не обращая никакого внимания на стекла, расставленные на трех листках желтой бумаги

Органы обоняния у пчел устроены иначе, чем наши. У человека они находятся в глубине носовой полости, где в нежной слизистой оболочке лежат бесчисленные обонятельные клетки; на них-то и воздействуют пахучие вещества, попадающие в нос с воздухом при дыхании. У насекомых носа нет. Их дыхательные отверстия (дыхальца) расположены на боках тела и не приспособлены к восприятию запахов. Орган обоняния — один из самых важных, а иногда и ведущий орган чувств, поэтому наиболее целесообразным кажется расположение его на передней части головы. Именно там и находятся у насекомых усики (см. рис. 16 и 17,У).

Усики, как и все тело насекомого, покрыты твердым хитиновым панцирем, и для того чтобы пахучие вещества могли проникать к волокнам обонятельного нерва, весь хитиновый покров усиков пронизан тончайшими поровыми канальцами.

На рис. 42 изображен усик пчелы при увеличении примерно в 20 раз, а на рис. 43 — один из его члеников при еще большем увеличении. Овальные светлые участки — «обонятельные поры». На рис. 44 схематически показано, как выглядит при сильном увеличении под микроскопом такая пора на продольном срезе. Хитиновый покров на поверхности среза окрашен в черный цвет. Насколько позволяет увидеть хороший микроскоп, хитин образует над органом обоняния лишь тонкую оболочку. Но только при самом сильном увеличении современного электронного микроскопа можно различить в обрамляющей пору кольцевой бороздке (К) тончайшие поровые канальцы (около 3000 на каждой поровой поверхности), через которые молекулы пахучего вещества проникают непосредственно к окончаниям нервных клеток (ЧК). На усиках трутней, нуждающихся для поисков матки в особенно остром обонянии, таких поровых поверхностей в семь раз больше, чем у рабочих пчел.

Рис. 42. Усик пчелы, увеличенный примерно в 20 раз. Он состоит из 12 подвижно соединенных члеников. (Фото д-ра Лейенбергера.)

Между этими обонятельными порами стоит целый лес мельчайших чувствительных волосков, так что усики пчелы — это не только органы обоняния, но также и важнейшие органы осязания.

Рис. 43. Членик усика пчелы при очень сильном увеличении. Светлые пятна — затянутые пленкой отверстия в хитиновом покрове («поровые поверхности», органы обоняния); между ними — многочисленные осязательные волоски

Если поразмыслить над этим, можно вывести интересные следствия. При помощи нашего органа обоняния — носа — невозможно определить, исходит ли воспринимаемый запах от круглого или же угловатого предмета. Пахучие вещества поступают в вихре вдыхаемого нами потока воздуха, и когда они достигают органа обоняния, расположенного в глубине носовой полости, то уже нет больше никакой связи между формой издающего запах предмета и тем, каким способом его пахучие вещества достигли чувствительного органа.

У пчелы все иначе. Когда в темноте улья она ощупывает усиками пахнущие воском ячейки сота или развивающихся личинок, ее осязательные и обонятельные ощущения тесно связаны между собой и находятся в прямом соответствии с формой предмета. Результат этого — способность пчелы к «объемному» обонянию. Это можно сравнить с объемностью нашего зрительного восприятия, отчасти обусловленной его привычными связями с осязательным восприятием. Но если мы нюхаем шестиугольную ячейку сота или скатанный из нее восковой шарик, у нас создается одно и то же впечатление — пахнет воском. Для пчелы же, возможно, «шестиугольный запах воска» так же отличается от «круглого запаха воска», как для нас вид восковой ячейки от вида воскового шарика. В жизни пчелы, работающей в темноте и ориентирующейся только при помощи осязания и обоняния, совершенство этих чувств играет решающую роль.

Рядом с поровыми поверхностями и осязательными волосками можно обнаружить еще около восьми других видов органов чувств, различающихся по своей тонкой структуре. Методы электрофизиологии только частично позволяют выяснить их значение: если на одну из нервных клеток воздействовать подходящим для нее раздражителем — если, например, какое-то пахучее вещество проникнет к нервной клетке (ЧК на рис. 44) через поровую поверхность, — возникнет электрическое возбуждение, которое через нервные волокна передастся в мозг и вызовет определенное ощущение. С помощью тончайших электродов можно отводить эти электрические сигналы от поровой поверхности, регистрировать их и измерять их силу. Таким образом установили, что на усике пчелы на пахучие вещества реагируют только поровые поверхности, но в зависимости от вида вещества их реакция бывает различной.

Рис. 44. Отдельный орган обоняния (поровая поверхность) пчелиного усика. Хитиновый покров усика представлен на разрезе черным. ЧК — чувствительные клетки, 77 — поровая поверхность, К — кольцевая бороздка с поровыми канальцами. (Схематический рисунок Т. Хёлльдоблера.)

Другие микроскопические органы на усиках служат для восприятия вкуса, третьи реагируют на тепло или холод, на влажность воздуха или на содержание в нем углекислоты. Все эти факторы имеют огромное значение для микроклимата улья и для роста расплода; они постоянно контролируются и регулируются рабочими пчелами.

Итак, тонкие незаметные усики на голове пчелы оказались очень многогранными приспособлениями, которые ставят перед исследователем больше загадок, чем он может разрешить в течение своей жизни.