ОБ ОПРОКИНУТОМ УЛЬЕ И О ДОКАЗАТЕЛЬСТВАХ ВОСПРИЯТИЯ ПЧЕЛАМИ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА

Чтобы подробнее изучить поведение пчел на горизонтальной танцевальной площадке, лучше всего использовать наблюдательный улей, который можно наклонять и при помощи винта и гайки закреплять в любом положении. Если поверхность сота наклонена хотя бы на 15° (рис. 101), танцовщицы уже могут указывать направление к солнцу виляющим пробегом вверх и правильно воспроизводить любой угол между направлением к кормушке и направлением к солнцу. В этом им помогает хорошо развитый орган чувств, позволяющий точно воспринимать направление силы тяжести (см. выше).

Рис. 101. Наблюдательный улей в наклонном положении. Даже при таком незначительном наклоне пчелы могут танцевать, руководствуясь направлением силы тяжести

Но если сот лежит горизонтально, бежать вверх по нему невозможно. Тогда способ, описанный выше (рис. 94), уже не подходит для указания направления. Забавно наблюдать, как пчелы при таких обстоятельствах с неизменным усердием продолжают танцевать, но без какой-либо ориентировки виляющего пробега (так как небо для них невидимо). Направление пробега в этом случае совершенно беспорядочно изменяется. Но как только танцовщица увидит солнце или кусочек голубого неба, танцы становятся ориентированными и прямо указывают направление на кормушку (см. стр. 149).

Мы уже говорили, что эта поразительная ориентировка по голубому небу объясняется поляризацией небесного света. Добавим несколько слов о том, как это можно доказать.

На рис. 102 изображен наблюдательный улей в горизонтальном положении. Стеклянная стенка над сотами закрыта доской, в которой прорезано четырехугольное окошко. Над ним в круглой вращающейся раме размещен большой поляризатор (см выше). При проведении опыта улей закрывают с трех сторон и танцующие на соте пчелы видят через окошко в доске ограниченный участок голубого неба. Небесный свет частично поляризован, и, как мы уже знаем (рис. 66), каждый участок неба характеризуется определенным направлением колебаний.

Рис. 102. Наблюдательный улей в горизонтальном положении, закрытый сверху поляризатором, который можно поворачивать

Поляризатор изменяет картину, пропуская лучи только с какой-то одной плоскостью колебаний. Установим этот поляризатор над танцующей пчелой так, чтобы проходящие через него световые лучи сохраняли плоскость колебаний, которую они имели на видимом участке неба. Пчелы продолжают танцевать правильно и указывают верное направление к кормушке. Но стоит только повернуть поляризатор, изменив тем самым направление колебаний, как танцующие пчелы отклонятся в сторону поворота и покажут неверное направление.

Чтобы точнее исследовать эту взаимосвязь, воспользуемся звездообразным поляризатором (рис. 67). Рассматривая через него голубое небо, мы очень быстро и четко определим направление колебаний поляризованного света в различных участках неба (рис. 68). Принцип опыта можно пояснить на следующем примере. Для лучшего понимания изберем наипростейшее из возможных условий: расположим кормушку на расстоянии 200 метров к западу от улья. Танцовщицы через окно видят голубое небо на западе, то есть в направлении к кормушке. Рядом с наблюдательным ульем поместим звездообразный поляризатор, направленный под углом 45° вверх на западную часть неба, как ее видят пчелы через окно. Через поляризатор видна картина типа М₁ (рис. 103). Ни при каком другом положении поляризатора мы не увидим через него эту картину. Значит, на пути к источнику корма пчелы воспринимали направление колебаний поляризованного света, соответствующее этой картине. Одновременно они, конечно, воспринимали другие направления колебаний в остальных участках неба, но при танце они ориентируют виляющий пробег точно в направлении, соответствующем той картине поляризации света, которую они видели перед собой при полете к кормушке. Они правильно танцуют и тогда, когда над сотом установлен большой круглый поляризатор в таком положении, чтобы направление колебаний поляризованного света осталось неизменным. Это положение легко найти с помощью звездообразного поляризатора, если над ним поместить второй вращающийся обычный поляризатор.

Рис. 103. Пример опыта, доказывающего ориентировку пчел по поляризованному свету голубого неба. а. При полете от улья к расположенной на западе кормушке пчелы видят перед собой поляризованный свет, который соответствует видимой через поляризатор картине М. Танцуя на горизонтальном соте, они могут видеть только западный участок неба и указывают точно это направление. б. С помощью поляризатора, помещенного над сотом, направление световых колебаний заменяется для танцовщиц таким, которое соответствует картине М звездообразного поляризатора; в результате направление танца отклоняется на 35° влево, в. Эта картина при обзоре неба через звездообразный поляризатор появляется только на 34° севернее направления на запад. Когда танцовщице предъявляют соответствующее направление колебаний на западе, она указывает на 35° южнее западного направления, то есть с ошибкой всего лишь в 1° по сравнению с изменившимся направлением колебаний

Если теперь повернуть поляризатор над наблюдательным ульем на 30° против часовой стрелки, ориентация танца сразу изменится и пчелы будут указывать направление на 35° южнее прежнего. Поместим перед звездообразным поляризатором обычный и придадим ему такое же положение, какое занимает поляризатор, находящийся над ульем; тогда на западе через оба поляризатора будет видна картина М₂ (рис. 103,б). Рассматривая голубое небо через звездообразный поляризатор (теперь уже без обычного), мы увидим такую картину только на 34° севернее прежнего направления на запад (рис. 103,в). При свободном полете к кормушке пчелы должны были придерживаться направления на 34° левее этой картины. Теперь при ограниченном для танцовщиц обзоре усредненные замеры танцев дали величину угла 35° (отклонение в 1°; причем не ясно, следует ли приписать эту неточность пчелам или измерениям).

Таким образом, искусственно смещая картины поляризации света на небосводе, можно соответственно изменять направление, которое будут указывать пчелы. После того как примерно в сотне всевозможных вариантов такого опыта результаты в основном оказались одинаковыми, уже не оставалось сомнений в том, что пчелы могут ориентироваться по поляризованному свету.