Колірний зір медоносної бджоли

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Ще недавно вважалося, що комахи хоча і мають колірний зір, але він настільки недосконалий, що навіть «високообдарований» представник комах — бджола медоносна — здатний розрізняти в сонячному спектрі всього чотири кольори або області: 1) оранжево-жовто-зелений, 2) синьо-зелений, 3) синьо-фіолетовий і 4) ультрафіолетовий. В межах кожної з цих областей кольори виглядають для бджоли нібито однаково. Однак при цьому виникало питання: як бджоли знаходять здалека, наприклад, жовті віночки непахучих рослин на тлі зеленого листя, якщо вони не здатні відрізняти жовтий колір від зеленого? Адже на жовтих квітках бджоли зустрічаються постійно.

Якщо подивитися ширше, то виникало і інше питання великої принципової важливості: на кого, на чиє око «розраховано» природою таке вражаюче розмаїття забарвлення квіток, якщо ця різноманітність недоступна сприйняттю їх запилювачів — комах? Або вона виникла з інших причин, і не має пристосувального значення? Не всі ж забарвлення адаптивні. Наприклад, навряд чи розумно шукати пристосувальне значення червоного кольору крові.

Щоб відповісти на виниклі питання, давайте уважно проаналізуємо досліди, результати яких дали підставу говорити про нездатність бджіл розрізняти близькі кольори, такі, як жовтий і зелений, а також познайомимося з новітніми відомостями про зір бджіл і відображенні світла квітками рослин.

Вперше в 1914 році довів існування колірного зору у бджіл і взагалі у комах тепер всесвітньо відомий біолог Карл Фріш. Зазвичай вважають, що для того, щоб говорити про колірний зір тварини, треба переконатися в його здатності відрізняти так звані хроматичні кольори від ахроматичних, або сірих. Так вчинив і К. Фріш. Йому вдалося «навчити» бджіл (на основі умовного харчового рефлексу) знаходити синій папір серед набору зразків сірого паперу від найсвітлішого до чорного. Бджоли шукали приманку тільки на синьому зразку і не цікавилися сірими. Це і довело існування у бджіл колірного зору. Якби бджоли не розрізняли кольори, то серед набору сірих зразків обов’язково знайшовся б один, рівносвітний синьому, і бджоли плутали б їх – підлітали б до них однаково часто. Для кольоро-сліпого ока всі кольори відрізняються тільки однією ознакою – світністю.

Але на цьому результаті вчені не зупинилися. К. Фріша і головним чином його послідовників цікавила здатність бджіл розрізняти близькі кольори. Для цього бджіл спочатку привчали знаходити, наприклад, жовтий зразок серед сірих, а потім пропонували їм впізнати той же аркуш паперу серед набору зразків різних кольорів: помаранчевого, зеленого, синього та інших. Результат: бджоли плутали жовтий з зеленим і помаранчевим, а синій (в інших дослідах) змішували з фіолетовим. Звідси і був зроблений висновок, з якого ми почали розповідь про нездатність бджіл розрізняти такі кольори, як жовтий і зелений.

Подальше поглиблене вивчення колірного зору бджіл та їх поведінки

Висновок про примітивність колірного зору бджіл, про те, що вони не розрізняють зелений, жовтий і оранжевий кольори або синій і фіолетовий, досі фігурує в деяких посібниках з фізіології комах і книг по бджільництву. Однак чи дійсно воно випливає з розібраних вище дослідів? Адже у бджіл, привчених знаходити жовтий серед сірого, не було умовного рефлексу на відміну від жовтого кожного іншого кольору, крім сірого! Цілком природно, що серед незнайомого бджолам набору зразків знайшлися такі, які за характером збудження ока опинилися ближче до жовтого, ніж до сірого, а інші — ближче до сірого, ніж до жовтого. Це і продемонстрували своєю поведінкою бджоли, визнавши, що до жовтого кольору зелений і оранжевий ближче, ніж синій і фіолетовий. Як же дізнатися, чи можуть бджоли розрізняти близькі кольори?

Доказ здатності бджіл розрізняти близькі забарвлення

Щоб переконатися в здатності бджіл відрізняти близькі кольори, наприклад, жовтий від помаранчевого, слід виробити у них рефлекс на розрізнення цих двох кольорів. Для виникнення такого рефлексу потрібна одночасна присутність обох кольорів, взятих обов’язково в декількох варіантах інтенсивності. Звернемо також увагу, що ця постановка досліду спирається на більш суворе визначення поняття колірного зору, саме як здатність розрізняти кольори при будь-якому співвідношенні їх інтенсивності.

Подібний досвід був здійснений. На столику, що повертається навколо своєї осі, під склом знаходилася випробувальна, наприклад, жовта, таблиця, на якій лежав один помаранчевий зразок – квадратик з помаранчевого паперу. Столик часто повертали, Помаранчевий квадратик замінювали аналогічним, але іншої світлоти, і поміщали його в інше місце таблиці.

По ходу досліду було видно, що з кожним прильотом бджоли впевненіше знаходять приманку, не обстежуючи всі чашечки, як на початку експерименту.

В контролі, коли викладали новий, ще незнайомий бджолам помаранчевий зразок, а чашечку з приманкою ставили на один із жовтих зразків або всі чашечки прибирали зі столу, бджоли безпомилково опускалися тільки на помаранчевий зразок. В аналогічних експериментах було доведено, що бджоли відрізняють один від одного зелений, жовтий і помаранчевий пігментні папери.

Відомості про фізичну систему колірного зору бджіл

Отже, здатність бджіл розрізняти забарвлення виявилася більш досконалою, ніж спочатку передбачалося. Про те ж свідчать цікаві досліди німецького фізика Карла Даумера. Сконструювавши оптичний прилад, в якому можна було одночасно пред’являти бджолам чотири різних монохроматичних або змішаних випромінювання, він зробив багато нових важливих спостережень. Так, бджоли розрізняли окремі монохроматичні випромінювання в межах кожної з чотирьох названих вище областей спектру. Але суміш трьох далеких монохроматичних кольорів вони не відрізняли від сонячного білого.

Саме суміш 55 відсотків жовтого (588 міллімікрон) + 30 відсотків синьо-фіолетового (440 міллімікрон) – 15 відсотків ультрафіолетового (360 міллімікрон) виявилася для бджолиного ока тотожною сонячному білому, а наступні три пари випромінювань виявилися один до одного додатковими (до бджолиного білого) кольорами.

Аналізуючи свої досліди К. Даумер прийшов до думки, що в основі сітчастого колірного механізму бджіл повинні існувати три незалежних коліроприймачі з різними кривими спектральної чутливості.

Автор: Г. Мазохін.