Видимый насекомыми спектр цветов был определен в классических экспериментах Карла Фриша. Этот исследователь приобрел известность благодаря своим опытам на пчелах; Фриш обнаружил, что возвращающиеся с нектаром пчелы сообщают своим соплеменницам о направлении к источнику нектара и о расстоянии до него при помощи своеобразного танца на сотах, траектория которого напоминает восьмерку. Опыты по изучению цветового зрения Фриш также проводил на пчелах. Он приучал их кормиться сахарным сиропом из чашечки, поставленной на лист синего картона. После того как у пчел вырабатывался условный рефлекс, они прилетали на синий картон даже тогда, когда на нем не было сахарного сиропа. Если вокруг синего листа картона раскладывали серые листы различных оттенков, пчелы все равно продолжали садиться на синий лист; это доказывает, что они реагировали именно на цвет, а не просто на интенсивность отражаемого куском картона света. Последовательно приучая пчел реагировать на различно окрашенные листы картона, удалось обнаружить, что пчелы способны различать шесть цветов: ультрафиолетовый, голубовато-зеленый, фиолетовый, «пчелиный» пурпурный, желтый и синий. Эти шесть цветов составлены из трех основных цветов — ультрафиолетового, желтого и синего. На фиг. 22 схематически представлены видимые спектры пчелы и человека.
Первичными цветами для пчелы являются ультрафиолетовый, желтый и голубой, а для человека — сине-фиолетовый, красный и зеленый. Промежуточные цвета образуются при смешивании двух первичных. Цифрами обозначены длины волн в миллимикронах. По сравнению с человеком пчела может видеть цвета в более коротковолновой части спектра.
Видимая пчелами часть спектра смещена по отношению к нашей в сторону более коротких волн. Они видят ультрафиолетовый свет, но не видят красный. Однако некоторые насекомые, особенно жуки-светляки и дневные бабочки (например, черепаховки), видят красный цвет, тогда как для других красный — то же самое, что и черный.
Видимую для насекомых часть спектра можно определить либо косвенным способом в опытах с условными рефлексами, либо непосредственно — измеряя число нервных импульсов, приходящих от клеток ретинулы глаза в ответ на освещение его лучами различного цвета; в результате можно построить такие же диаграммы, как на фиг. 22. Однако эти опыты вряд ли дают нам точное представление о том, как видят мир пчелы или бабочки. Особенно осторожно нужно относиться к результатам экспериментов с условными рефлексами. Капустница выбирает место для кладки яиц, «барабаня» передними ножками по поверхности зеленого листа. Если предлагать ей разноцветные листки бумаги, она будет барабанить по зеленому или голубовато-зеленому, т. е. по листку, окрашенному под цвет листвы. Вместе с тем капустницы питаются нектаром цветков, и такие же движения, как на цветках, они совершают на красных, желтых, синих и фиолетовых листках бумаги, но зеленый цвет или любые оттенки серого не вызывают у них никакой реакции. Отсюда ясно, что, используя сахарный сироп в качестве подкрепления, в экспериментах с условными рефлексами мы не получим адекватного представления о цветовом зрении капустницы.
Окраска цветков тесно связана с наличием у насекомых цветового зрения. Считается, что окрашенные, выделяющие нектар цветки появились на земле примерно в то же время, когда появились летающие насекомые. Насекомые прилетают за нектаром и, переходя с цветка на цветок, переносят пыльцу. Окрашенные венчики возникли у цветков в процессе эволюции потому, что они привлекают насекомых. Однако некоторых насекомых привлекает цветочный аромат, а нередко именно слабо окрашенные цветки обладают если и не очень приятным, то по крайней мере сильным запахом.
Решая вопрос о том, окрашен цветок или нет, нам следует помнить, что насекомые иначе, чем мы, воспринимают его окраску, особенно если он отражает ультрафиолетовый свет. Маки кажутся нам красными, но пчелы не видят красного цвета; поэтому им маки представляются не красными, а, если можно так сказать, «ультрафиолетовыми». Белые цветки обычно воспринимаются пчелами как голубовато-зеленые, поскольку они не отражают ультрафиолетовых лучей, а те цветы, которые кажутся нам синими или фиолетовыми, для пчел могут иметь различные оттенки — в зависимости от того, какое количество ультрафиолетовых лучей они отражают.
Окраска некоторых цветков не только привлекает насекомых своей яркостью, но и указывает им направление к расположенному в нижней части цветка нектарнику. Для этого на лепестках имеются радиально расходящиеся линии, контрастные по отношению к общей окраске цветка; той же цели служит расположенный в центре цветка узор в виде так называемого «бычьего глаза». Эти рисунки, известные как указатели меда, служат насекомым ориентирами. Если учесть, что пчелы воспринимают окраску цветков не так, как мы, то мы не удивимся, обнаружив на фотографиях, сделанных в ультрафиолетовом свете, особые узоры на цветках, кажущихся нам окрашенными однотонно. На фото XI, A показаны два цветка лапчатки, которые мы воспринимаем как равномерно желтые, а на фото XI, Б показаны те же самые цветки, сфотографированные в ультрафиолетовом свете, с ясно различимым указателем меда в виде «бычьего глаза» в центре цветка.
ГЛАВА 7
Поиски дороги домой
Когда человек в первый раз отправился в море не на рыбную ловлю, а в длительное путешествие, он держался поближе к берегу. Викинги впервые приплыли в Англию, придерживаясь берегов Северного моря; лишь позднее, когда они приобрели необходимые знания о движении солнца и звезд, они смогли пересечь Атлантику и колонизовать Исландию и Гренландию. Эти путешествия были великим проявлением искусства сознательной навигации, однако длительные путешествия, которые совершают некоторые животные, руководствуясь только инстинктом, предполагают едва ли не большее совершенство навигационных способностей.
Навигация включает в себя как бы два самостоятельных процесса. Первый — это ориентация, т. е. определение направления, в котором следует двигаться; однако знание одного лишь направления вряд ли может помочь, если предварительно не определить свое местонахождение в начале пути. Определение исходного местоположения и составляет вторую весьма важную часть навигации. Ориентация осуществляется сравнительно просто. Когда-то давно моряки ориентировались только по звездам, а позднее — с помощью компаса; но если им не было известно точное местонахождение конечного пункта путешествия и того места, откуда они отправлялись в путь, они не могли правильно выбрать курс. Не менее важно определять местонахождение судна и во время плавания. Ветер и морские течения относят судно в сторону, поэтому необходимо постоянно корректировать его курс.
Точное определение местоположения судна стало возможным позднее, когда были изобретены два специальных прибора: секстант, которым измеряют угол между солнцем или какой-либо звездой и горизонтом, и хронометр, т. е. точные часы. С помощью этих двух устройств можно вычислить, где находится судно, пользуясь таблицами, в которых указывается угловая высота солнца и звезд в определенные моменты времени. Этот основной метод до сих пор применяют штурманы — находятся ли они на борту грузового судна или на борту космического корабля «Аполлон». В настоящее время появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что животные осуществляют навигацию таким же образом — будь то муравьи, отыскивающие дорогу к своему муравейнику, или полярные крачки, путешествующие по всему свету — от озер острова Элсмир в полутора тысячах километров от Северного полюса до антарктических паковых льдов.
Муравей, который отыскивает дорогу к муравейнику, осуществляет не навигацию в строгом смысле этого слова, а ориентацию. Он фиксирует в памяти положение муравейника не в пространстве, а только по отношению к солнцу. Если муравей, который удаляется от муравейника, видит солнце слева под прямым углом к направлению своего движения, то на обратном пути он должен видеть солнце под таким же углом справа. Перенесем муравья, спешащего домой, на 50 м вправо; он будет двигаться прежним курсом и закончит путь в 50 м справа от муравейника. Муравей слепо следует указаниям своего «компаса».