Для связи и ориентации в пространстве насекомые используют в основном звуковые сигналы. Пчелы, муравьи, шмели, осы и другие социальные насекомые оповещают ими членов своих семей об опасности. Муравьи-листорезы, например, оказавшись под обвалившимся муравейником, издают звуки, которые служат призывом о помощи. Эти сигналы побуждают муравьев, оставшихся на поверхности, раскапывать завал и спасать терпящих бедствие.

Схематическое устройство сенсиллы пчелы, воспринимающей акустические и электрические колебания низкой частоты: 1 - основание волоска, 2 - мембрана, удерживающая волосок, 3 - чувствительный отросток нервной клетки 4.

Отклик нервной клетки на звуковое колебание.

Пчелы указывают своим собратьям расстояние до источника корма звуковыми импульсами - чем-то вроде "морзянки". Расстояние они оценивают по затратам мускульной энергии на полет и кодируют его количеством импульсов и временем их испускания. Столь совершенная форма акустической связи не имеет аналогов даже у высокоорганизованных млекопитающих - обезьян и дельфинов.

Насекомые хорошо чувствуют электрическое поле и, когда перед грозой меняется его напряженность, прячутся. Пчелы же не только воспринимают внешнее электрическое поле, но и сами его создают. Тело пчелы при трении о стенки улья и соты может приобретать заряд до 90 пикокулон (90^.10^-12 Кл) - почти в 100 раз больший, чем у пчелы в пассивном состоянии (похожий механизм электризации обнаружен и у гремучих змей - см. "Наука и жизнь" № 12, 1994 г.). Оказалось, что пчелы используют колебания электрического поля, наряду со звуком, для связи и ориентации внутри темного и тесного улья. Издавая звук, пчела-сигнальщица машет брюшком с частотой около 14 герц. При этом возникают пульсации электрического поля - радиоволны.

Рецепторами звуковых колебаний у пчел служат недавно открытые волоски - сенсиллы длиной около 640 микрон и диаметром у основания около 10 микрон. Они расположены веером по обе стороны головы между фасеточны ми глазами и затылочным швом. Вскоре выяснилось, что эти же волоски воспринимают и низкочастотные электромагнитные поля, позволяя сохранять дистанцию между ползающей по сотам сигнальщицей и остальными пчелами. Они не сталкиваются и не удаляются друг от друга больше чем на 5 миллиметров - предел слышимости звука.

Амплитуда колебаний волоска зависит от частоты звука или электрического поля и от их интенсивности. Волосок отклоняется на 1 градус под действием звука и на угол до 5 градусов под влиянием колебаний электрического поля.

Волосок связан с нервной клеткой - нейроном, который генерирует нервные импульсы с частотой следования, пропорциональной амплитуде колебаний волоска, и электрические колебания той же частоты, что и колебания волоска. Нейрон реагирует исключительно на движение волоска - рецептора колебаний, в то время как сенсиллы, отвечающие за регистрацию прикосновений, отвечают сигналами только на отклонение.

Обнаруженный механизм с уникальными свойствами - высокой чувствительностью рецепторов, их способностью избирательно реагировать только на колебания - и, наконец, форма рецепторов, напоминающая дипольную антенну, позволили понять, как пчелам удается ориентироваться в пространстве с исключительно высокой точностью.

№6, 1999