Прополис добавляется путем подмешивания его маленьких полосок в воск. В итоге получаются каемки и стенки ячеек, построенные из композитного материала вроде того, что создают строительные инженеры, желающие придать большому куску бетона более высокую плотность и стойкость на растяжение. Маленькие кусочки металла добавляются к жидкому цементу, чтобы сделать его прочнее.
Рис. 7.25 Соты, которые пчеловоды окружили деревянными рамками со всех сторон: это препятствует горизонтальным смещениям «всесотовой сети», и связь сильно нарушается. Пчелы видоизменяют соты, на которых проводятся танцы, оставляя промежутки между сотами и рамкой, тем самым давая вибрационным сигналам возможность распространяться
Преобладающие климатические условия – не единственный фактор, оказывающий влияние на процесс постройки сотов. Некоторые приемы пчеловодов могут неумышленно мешать работе телефонной сети пчел. Чтобы облегчить выемку сотов из улья, пчеловоды заключают их в деревянные рамки. Рамка, которая полностью окружает соты со всех сторон, ограничивает движения поверхностной сети, которые не могут распространяться поперек краев ячеек, – больше не будет свободного края, который может удлиняться и сокращаться. Это не доставляет проблем пчелам на тех сотах, где они не танцуют. Такие соты остаются нетронутыми в том виде, в каком их установил пчеловод. На сотах, где происходят танцы, пчелы оставляют большие промежутки между воском и деревянными рамками (рис. 7.25), и тем самым передача сигнала полностью восстанавливается.
Отдельные каналы в системе вибрационной связи
Мельчайшая вибрационная помеха распространяется по всем уголкам сота по расположенной на его поверхности сети каемок ячеек. Как же избежать взаимных помех, создаваемых группами, исполняющими различные индивидуальные танцы (рис. 7.26), если они происходят одновременно?
Проблема решается просто количеством пчел, присутствующих на участках. Деформации поверхностной сетчатой структуры будут распространяться на большие расстояния между редкими группами пчел, сидящими далеко друг от друга. В местах, где высока плотность пчел, нагрузка на сот также высока, и это производит такой же эффект, как запечатывание ячейки крышечкой. Колебания заглушаются и распространяются лишь на несколько сантиметров. Область распространения колебательных сообщений, а следовательно, и территория, с которой собираются мобилизованные особи, регулируются соответствующим образом.
Рис. 7.26 В разгар сезона заготовки корма сразу несколько танцующих пчел, подобно четырем отмеченным здесь белыми кругами исполнительницам, будут танцевать одновременно, зачастую указывая на различные источники пищи
Слабые сигналы среди шума. Как помогает механика сот?
Сигналы информационного обмена обычно сильнее, чем сигналы окружающих помех, или фоновый шум. Это оказывается не так для вибраций во время виляющего танца медоносных пчел. Несколько тысяч пчел, работающих на одном и том же соте и занятых своими разнообразными видами деятельности, создают непрерывный фоновый шум, и коммуникационные сигналы не выбиваются из него. Так как же распознаются такие слабые сигналы?
В радиоастрономии проблема обнаружения слабых сигналов среди шума решается путем соединения антенн, сильно удаленных одна от другой. Таким образом можно сравнить сигналы из нескольких источников и идентифицировать по их синхронности слабые регулярные волны от очень далеких радиозвезд.
Каждая пчела обладает шестью пространственно разделенными точками контакта с каемками ячеек, проходящими через лапки. Таким образом она может сравнивать колебания во всех шести лапках, что похоже на принцип, используемый в радиоастрономии.
Возможно ли, сравнивая различные точки на сети, образуемой краями ячеек, распознать картину вибрации в соте медоносных пчел, которую невозможно наблюдать ни в какой одиночной точке?
Обнаружено, что колебания, распространяющиеся по соту как деформации краев ячеек, складываются в замечательно правильную пространственную картину движения их каемок: в простейшем случае колебательная деформация краев всего лишь одной ячейки заставляет синхронно двигаться взад-вперед противоположные края целого ряда ячеек. Однако в каждой отдельно взятой ячейке этого ряда утолщенные каемки движутся в противоположных направлениях (рис. 7.27). Поскольку танцующая особь тянет стенки ячейки своими шестью ногами, следует ожидать, что она, выступая передатчиком колебаний, создаст вокруг себя несколько «пульсирующих ячеек». Пчела-последователь танца, воспринимающая колебания сота, стоит на краях ячеек, охватывая своими ногами до трех ячеек в ширину (см. рис. 4.26), и может распознать в темноте двухмерную картину колебаний, используя чувствительные к вибрации сенсорные клетки, расположенные на ее ногах. Анализ видеозаписей поведения поддерживает это предположение: видеозаписи последователя танца, которые воспроизводятся в обратной последовательности до момента начала танца или ранее, дают возможность определить место на соте, с которого предполагаемая последовательница впервые распознала местоположение танцующей особи. Она поворачивает голову в сторону танцующей пчелы в тот момент, когда обнаруживает направление, в котором по отношению к ней самой находится активная танцующая особь (см. рис. 4.26). Вслед за этим она разворачивается к танцору, бежит в соответствующем направлении, пока не столкнется с танцующей пчелой, и немедленно включается в виляющий танец. Сходная картина возникает при совмещении положений «пульсирующих ячеек», обнаруженных прямыми измерениями, и результатов поведенческих исследований, в которых определялось, когда последователь обнаружил танцующую пчелу. «Пульсирующие ячейки» (обнаруженные прямыми измерениями) и местоположение «я обнаружила танцора» (по анализам поведения), – одни и те же. Такие наблюдения означают, что двухмерная картина колебаний в соте с высокой степенью вероятности ведет пчел к танцующей особи даже в условиях шума на сотах. Танцы, которые происходят на твердых субстратах или на телах других пчел в роевой грозди (см. описание танца пчел-разведчиц в части «Полость для гнезда»), не привлекают пчел к танцующему сородичу издалека.
Рис. 7.27 Колебания, которые распространяются по поверхности сота как горизонтальная деформация краев ячеек, складываются в двухмерную картину, которая определяется физическими и геометрическими свойствами сотов и сигнализирует о местоположении активной танцующей пчелы в темноте улья. Если край стенки отдельной ячейки (здесь она отмечена голубой стрелкой) заставить вибрировать, все другие края ячеек в этом ряду будут колебаться в том же направлении, за исключением одной ячейки (красный восклицательный знак), где стенки движутся в противоположных друг другу направлениях. Поскольку танцующая пчела использует все шесть ног, чтобы привести в движение стенки ячеек, активную танцующую особь могут окружать несколько таких «пульсирующих» ячеек
Хранилище химической памяти
Со временем воск меняет свой химический состав из-за разложения длинноцепочечных углеводов и испарения компонентов воска в воздух, окружающий улей. Ферменты, которые пчелы подмешивают в воск, также меняют его структуру. Кроме того, соты со временем становятся все «грязнее» (рис. 7.28) из-за влияния личиночных отходов, выделений в местах содержания расплода и занесенных туда пыльцы и смолы. Соты, химически однородные в исходном состоянии, в итоге превращаются в пестрое от химических веществ лоскутное одеяло.