Об опрокинутом улье и о доказательствах восприятия пчелами поляризованного света

Чтобы точнее изучить поведение пчел на горизонтальной танцевальной площадке, лучше всего использовать наблюдательный улей, который можно наклонять и при помощи винта и гайки закреплять в любом положении. Если поверхность сота наклонена хотя бы на 15°, танцовщицы уже могут указать направление к солнцу посредством виляющего пробега вверх и правильно показать любой угол между направлением к кормушке и направлением к солнцу.
Но если сот лежит горизонтально, то бежать вверх по нему невозможно. Тогда ключ, о котором шла речь выше (см. рис. 8), уже не подходит для указания направления. Забавно наблюдать, как пчелы при таких обстоятельствах с неизменным усердием продолжают танцевать, но без какой-либо ориентировки виляющего пробега (так как небо для них невидимо). Направление пробега в этом случае совершенно беспорядочно и постоянно меняется. Как только танцовщица увидит солнце или кусочек голубого неба, танцы становятся ориентированными и указывают направление на кормушку.
Уже говорилось о том, что эта поразительная настройка на голубое небо объясняется поляризацией небесного света. Несколько слов о том, как это можно доказать.
Наблюдательный улей в горизонтальном положении. Стеклянные стенки его над сотами закрыты доской, в которой прорезано четырехугольное окошечко. Над ним в круглой вращающейся раме размещен большой поляризатор. При проведении опыта улей закрывают с трех сторон и танцующие на соте пчелы видят через окошечко в доске ограниченную, например северную, часть голубого неба. Небесный свет частично поляризован и, как мы уже знаем, на каждом участке неба характеризуется определенным направлением колебаний.
Поляризатор преобразует его еще значительнее, пропуская лучи только с какой-либо одной плоскостью колебаний. Установим теперь вращающийся поляризатор над танцующей пчелой так, чтобы проходящие через него световые лучи сохраняли плоскость колебаний, которую они имели на северной стороне неба. При этом пчелы продолжают танцевать правильно и указывают действительное направление к кормушке. Но стоит только повернуть поляризатор, изменив тем самым направление колебаний поляризованного света, как танцующие пчелы отклонятся в сторону поворота и покажут неверное направление. Поправка к ошибочному указанию при этом не всегда точно совпадает с углом, на который был повернут поляризатор.
От чего зависит величина неверного указания и действительно ли она определяется направлением колебаний поляризованного света, можно проверить, если воспользоваться поляризатором. По отношению к поляризованному свету его можно рассматривать как модель отдельного пчелиного глазка в сложном составном органе зрения (фасеточном глазу) пчелы. Глядя через поляризатор на небо, попробуем уяснить себе, как оно может воздействовать на пчелиный глаз. В качестве примера рассмотрим такой опыт.
Группа пронумерованных пчел из лежащего горизонтально наблюдательного улья берет сахарный сироп на кормушке, расположенной точно на западе. Танцовщицы могут видеть часть голубого неба на западе, то есть в направлении к кормушке. Их виляющие пробеги указывают на запад. Расположим большой круглый поляризатор так, чтобы направление колебаний света от западной части неба осталось неизменным. Пчелы продолжают танцевать правильно. Их танец, очевидно, соответствует образцу освещенности, характерному для западной части неба, который определяется направлением колебаний поляризованного света.
Этот образец можно увидеть, если посмотреть через поляризатор на западную часть неба. При полете к кормушке пчелы придерживаются направления, при котором они все время видят этот образец прямо перед собой. В танце они становятся так, чтобы при виляющем пробеге он также был всегда впереди. Поэтому они и указывают верное направление на запад (рис. 13, а; образец М2 сначала не будем принимать во внимание).

Рис. 13. Вверху: пчелы берут сироп из кормушки, расположенной к западу от наблюдательного улья. Если они при танце на горизонтальной поверхности сота видят западную часть неба, то указывают правильно на запад. Они ориентируются при виляющем пробеге по образцу освещенности М₁, который они видят прямо перед собой при полете к кормушке. Нижний рисунок: посредством поляризатора образец М₁ заменяется для танцовщиц образцом М₂ Они указывают ошибочное направление, потому что при полете к кормушке видели образец М₂ под углом 34° вправо от направления их полета

Если повернуть поляризатор на 30° против часовой стрелки, направление танца сразу изменится и пчелы укажут направление на 35° южнее. На западной части неба через шестигранный звездчатый поляризатор, служащий для нас моделью сложного пчелиного глаза, виден образец М₁. Поместим обычный поляризатор перед шестигранным поляризатором и придадим ему такое же положение, какое занимает поляризатор, находящийся над ульем; затем переменим образец М₁ на образец М₂. Можно предполагать, что подобное действие происходит в пчелином глазу.
Если снова удалить находящийся перед искусственным глазом поляризатор и направить этот глаз на небо, то образец М₂ появится только в одном месте, а именно на 34° севернее западного направления. Следовательно, пчелы при полете от улья к кормушке видели точно перед собой образец М₁ и на 34° правее от себя — образец М2 и должны были держаться таким образом, чтобы на 34° правее их возникал образец освещенности М₂. В опыте мы показали им образец освещенности М₂ на западе, то есть перемещенным влево на 34°. Они не видели ничего другого, кроме этого образца, и по нему ориентировали свой танец, указывая направление на 35° влево от этого образца, как при полете к кормушке, с ошибкой только на 1°.
Конечно, лишь один такой опыт нельзя считать достоверным. Однако, после того как примерно в сотне всесторонне измененных экспериментов такого рода результаты всегда в основном оказывались одинаковыми, появилась возможность с уверенностью считать, что пчелы ориентируются по поляризованному свету.