Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 18.6. Влияние величины магнитного поля на ориентацию горизонтальных танцев. Штриховая линия соответствует результатам, ожидаемым в предположении, что пчелы ориентируются случайным образом (50% виляющих пробегов направлены вдоль восьми основных сторон света, 50%-вдоль восьми неосновных сторон). JV = 64 375 виляющих пробегов. (Lindauer, Martin, 1972; Martin, Lindauer, 1977; Kirschvink,
1981, табл. 1.)
неудачей (вероятно, по техническим причинам) попытку его осуществить. Нет причин сомневаться, что подобный эксперимент позволит решить этот вопрос в пользу магнитного поля и исключить другие возможности.
Горизонтальные магнитные танцы можно было бы использовать в качестве более прямой, чем ошибки направления, экспериментальной системы для изучения детектора магнитного поля. Первые попытки с ее помощью выяснить природу детектора уже были предприняты (Gould et al., 1980; Kirschvink, 1981). Подробнее эти результаты мы обсудим ниже. Используя горизонтальные танцы, можно легко измерить абсолютную чувствительность детектора и приблизиться к выявлению причин возникновения временной задержки в реакции пчел на скачки величины поля. К сожалению, с помощью горизонтальных танцев, вероятно, нельзя изучить реакцию магниторецептора на малые кратковременные изменения поля, так как такие изменения, по-видимому, слабо или вообще не влияют на спонтанную ориентацию. В любом случае горизонтальные магнитные танцы представляют наиболее убедительный пример реальной ориентации пчел в магнитном поле, и это явление несомненно будет использовано в дальнейшем для изучения механизмов детектирования и обработки информации о магнитном поле.
4. Магнитная ориентация в строительстве сотов
Другой пример ориентации пчел в магнитном поле можно наблюдать, когда рой-большая группа рабочих пчел и единственная матка, покинувшие родительскую колонию, чтобы основать новый улей,-строит соты в своем новом убежище. Жилище пчел обычно состоит из не-
скольких параллельных сотов, свисающих со стенок и потолка камеры. Сотни, а иногда даже тысячи рабочих пчел, начавших строить новые соты в полной темноте улья, должны уметь «договориться» друг с другом об их будущей ориентации (von Frisch, 1974, p. 94). Основываясь на результатах экспериментов с восемью роями, Линдауэр и Мартин (Lindauer, Martin, 1972) пришли к выводу, что пчелы действительно «договариваются»: новый сот ориентируется в том же направлении (+ 2°), что и соты в родительском улье. Если заставить рой строить соты в специальных ящиках, чтобы исключить все очевидные ориентиры (свет, расположение летка, сила тяжести), пчелы продолжают сохранять направление сотов, т. е. в качестве ориентира они, по-видимому, используют магнитное поле Земли. Линдауэр и Мартин сообщают, что ориентацию сотов можно по желанию изменить в искусственном магнитном поле, и что очень сильные поля (в 10 раз > геомагнитного) в значительной степени нарушают нормальное строительство сотов (Lindauer, Martin, 1972; Martin, Lindauer, 1973). К сожалению, опубликованы лишь очень немногие детали этих экспериментов.
Несколько попыток повторить оригинальные наблюдения Линдауэра и Мартина о совпадении ориентации строящихся роем сотов с их ориентацией в родительском улье закончились неудачей (Gould, 1980b; De Jong, 1982). Де Джонгу (1982), однако, удалось не только повторить эти данные, но и выяснить вероятную причину предыдущих неудач. Он показал, что, если рои пчел переносить из одного улья к другому, они при строительстве сохраняют ориентацию сотов, только если занимают улей раньше, чем через 9 дней после вылета; «старые» рои в отличие от «молодых» не придерживаются ориентации сотов в родительской колонии. Доказав это, Де Джонг вновь задался вопросом, является ли геомагнитное поле указателем направления строительства сотов? Он собрал пять молодых роев и поместил их в новые ульи. Через два дня, за которые пчелы уже успевают построить достаточно сотов, чтобы определить их ориентацию, Де Джонг перенес пчел в новый улей и снова дал им возможность начать строить соты. Таким образом, для каждого роя он получил ориентацию нескольких сотов. Но самое главное, что при каждом переносе Де Джонг изменял на 90° горизонтальную составляющую магнитного поля в улье, включая или выключая ток в катушках Рубена. Если ток был выключен, вектор магнитного поля указывал на север, если включен-на восток. В общей сложности была определена ориентация 15 сотов. Результаты приведены на рис. 18.7. Если построенный роем сот ориентирован в том же абсолютном направлении, что и предыдущий, то на графике он имеет координату 0° (точка расположена в верхней части окружности). Такое положение точки означает, что пчелы пользуются неким внешним указателем для ориентации. Если направление сотов совпадает с вектором измененного магнитного поля, то точка расположена в нижней части окружности и имеет координату 180°. Отсюда следует, что для ориентации пчелы используют горизонтальную составляющую магнитного поля. Полученное в экспери-
Рис. 18.7. Ориентация сотов, построенных пчелиными роями в экспериментах Де Джонга с катушкой Рубена. Каждый символ соответствует направлению, в котором рой ориентирует сот после переноса в новый улей. В новом улье магнитное поле повернуто на 90° по отношению к полю в предыдущем улье. Светлые кружки: ток в катушке выключен, горизонтальная составляющая поля направлена на север. Темные кружки: ток в катушке включен, горизонтальная составляющая указывает на восток. Реально измеряемые углы могут иметь значения от 0 до 180°; для анализа и нанесения на график они были удвоены. Стрелка соответствует среднему вектору; ф-среднее направление; г-длина среднего вектора; U - U-статистика для V-критерия; Р- величина вероятности по V-критерию с ожидаемым направлением 180°. Статистическая обработка данных проведена в соответствие с работами Батс-челета (Batschelet, 1965, 1972). Данные Де Джонга (De Jong,
