Происхождение видов путем естественного отбора

Чарльз Дарвин

Глава VIII. Инстинкт

Строительный инстинкт пчел

Я не стану обсуждать здесь этот вопрос во всех его подробностях, но сообщу только в общих чертах заключения, к которым я пришел.

По свидетельству математиков, пчелы на практике решили трудную задачу устроить ячейки надлежащего объема для помещения в них возможно большего количества меда при затрате на их устройство возможно меньшего количества драгоценного воска. Было замечено, что даже для искусного рабочего, снабженного необходимыми инструментами и мерами, было бы очень трудно сделать восковые ячейки надлежащей формы, тогда как рабочие пчелы устраивают их, работая в темном улье. Можно как угодно относиться к инстинктам, но сначала кажется совершенно непонятным не только то, каким образом пчелы могут вывести все необходимые углы и стороны, но даже их способность узнавать, что все сделано правильно. Однако затруднение не так уже велико, как кажется на первый раз; я думаю, можно доказать, что вся эта прекрасная работа определяется несколькими простыми инстинктами.

На исследование этого вопроса меня натолкнул м-р Уотергауз, который показал что форма ячейки находится в тесной зависимости от присутствия соседних ячеек, и потому высказываемый ниже взгляд, быть может, следует рассматривать только как видоизменение его теории. Исходя из великого принципа градации, посмотрим, не откроет ли нам сама Природа метод своей работы. На одном конце короткого ряда мы имеем шмелей, пользующихся для сбережения меда своими старыми коконами, к которым они иногда приделывают короткие восковые трубочки, иногда же устраивают отдельные, крайне неправильно округлые восковые ячейки. На другом конце ряда находятся ячейки пчелы, расположенные в два ряда; каждая ячейка, как хорошо известно, представляет собою шестигранную призму, у которой нижние края шести граней срезаны так, что образуется вывернутая пирамида из трех ромбов. Эти ромбы имеют определенные углы, и три ромба, образующие пирамидообразное основание отдельной ячейки на одной стороне сота, входят в состав оснований трех прилежащих ячеек противоположной стороны. В этом ряду, между крайне совершенными ячейками пчел и простыми ячейками шмелей, находятся ячейки мексиканской Melipona domestica, тщательно описанные и изображенные Пьером Губером. Сама Melipona по своему строению занимает промежуточное место между пчелой и шмелем, но стоит ближе к последнему; она строит почти правильный восковой сот из цилиндрических ячеек, в которых воспитываются ее личинки, и, кроме того, несколько крупных восковых ячеек для сохранения меда. Последние почти сферической формы, приблизительно равной величины и собраны в неправильную массу. Особенно следует обратить внимание на то обстоятельство, что эти ячейки строятся так близко друг к другу, что если бы сферы были полными, они или пересекали бы друг друга, или одна вдавливалась бы в другую, чего, однако, никогда не бывает, так как в тех местах, где сферы должны были бы пересекаться, пчелы устраивают между ними совершенно плоские восковые стенки.

Размышляя над этим, я пришел к заключению, что если бы Melipona устраивала свои сферы на определенном расстоянии одна от другой, делала их одинакового размера и располагала симметрично в два ряда, то постройка была бы настолько же совершенна, как и пчелиный сот. На этом основании я написал профессору Миллеру в Кембридже, и этот геометр любезно проверил [эти] соображения, и нашел что они совершенно верны. Отсюда мы можем с уверенностью заключить, что если бы явилась возможность хотя немного изменить инстинкты Melipona, вовсе не особенно удивительные в том виде, как они есть, то это насекомое возводило бы постройку, столь же замечательно совершенную, как и постройка пчелы.

Но эту теорию можно подтвердить опытом. Следуя примеру м-ра Тегетмейера, я разделил два сота и вставил между ними длинную, толстую, прямоугольную полосу воска; пчелы начали немедленно выкапывать в ней маленькие круглые ямочки и по мере того как углубляли их, вместе с тем и расширяли, пока они не стали неглубокими ямками, казавшимися глазу частью правильных сфер, с диаметром, приблизительно равным диаметру ячейки. Особенно интересно было, что, когда несколько пчел начинали рыть свои ямки поблизости друг от друга, то они начинали работать на таком расстоянии, что со временем ямки приобретали вышеуказанную ширину (т. е. приблизительно ширину обыкновенной ячейки), при глубине около одной шестой диаметра той сферы, часть которой они составляли; при этом края ямок пересекались и переходили один в другой. Как скоро произошло последнее, пчелы перестали углублять ямки и принимались за постройку плоских стенок из воска по линиям пересечения ямок; таким образом каждая шестигранная призма устраивалась на зубчатом крае неглубокой ямки, а не на прямых краях трехгранной пирамиды, как это бывает при постройке обыкновенных ячеек.

Так как влияние естественного отбора выражается в накоплении слабых изменений строения или инстинктов, полезных особи при известных условиях ее существования, то мы имеем полное основание спросить, в чем заключалась для предков пчелы выгода от длинного ряда последовательных изменений строительного инстинкта, приведших к ее настоящему совершенному способу постройки? Я думаю, что ответить на это нетрудно: ячейки, построенные сходно с ячейками пчел или ос, выигрывали в прочности и вместе с тем сохранили много труда и места, а также материала, из которого были построены. Что касается образования воска, то мы знаем, что пчелы часто очень нуждаются в достаточном количестве нектара, и м-р Тегетмейер сообщает мне, что, как установлено опытом, улей употребляет от двенадцати до пятнадцати фунтов сухого сахара для выделения одного фунта воска; отсюда следует, что для выделения воска, необходимого на постройку сотов, пчелы должны собрать и потребить огромное количество жидкого нектара. Кроме того, во время процесса выделения воска многие пчелы остаются бездеятельными по целым дням. Но для поддержания большой общины пчел в течение зимы необходим большой запас меда, обеспечение же существования улья зависит, как известно, преимущественно от возможно большего количества пчел.

Отсюда сбережение воска и сохранение вследствие этого большого количества меда и времени, употребляемого на собирание меда, должно представлять собою существенный элемент преуспевания какой-либо семьи пчел. Конечно, преуспевание вида может зависеть от числа его врагов, паразитов и совершенно особых причин и в таком смысле не зависеть от количества меда, которое может быть собрано пчелами. Но допустим, что последнее обстоятельство определяет, как, вероятно, часто и определяло на самом деле, может ли пчела, близкая к нашему шмелю, существовать в стране в большом количестве; допустим далее, что община существовала в течение зимы и, следовательно, нуждалась в запасе меда; в таком случае не может быть сомнения, что для нашего воображаемого шмеля было бы выгодным такое незначительное изменение в его инстинктах, которое было бы направлено на устройство восковых ячеек настолько близко друг к другу, чтобы они несколько пересекались,- потому что стенка, общая даже двум рядом лежащим ячейкам, может сэкономить некоторое количество и труда, и воска.

Таким образом, как я думаю, самый удивительный из всех известных инстинктов, строительный инстинкт пчелы, может быть объяснен действием естественного отбора, который воспользовался преимуществами многочисленных, последовательных и слабых изменений простых инстинктов и мало-помалу привел пчел к тому, чтобы все более и более совершенно очерчивать разные сферы на известном расстоянии друг от друга, располагая их в два ряда, и притом как выстраивать восковые стенки, так и углублять воск по плоскостям пересечения сфер. Тот рой, который устраивает наилучшие ячейки с наименьшей затратой труда и теряет наименьшее количество меда на выделение воска, имеет наибольший успех и передает свои вновь приобретенные экономные инстинкты новым роям, которые в свою очередь будут иметь наибольшие шансы на успех в борьбе за существование.

Комментарии


простейшие ячейки ос и пчел

VIII -10.

Простейшие ячейки для выведения молоди у перепончатокрылых - ос и пчел, имеют форму кувшинчика. Материал ячеек может быть разным: глина, замешанный на слюне цемент, бумагообразная масса, смола и воск, как у шмеля, изображенного на рисунке 2. Если самка строит несколько ячеек рядом, соседние могут иметь общую стенку (что существенно для экономии материала). Наиболее расточительны в стройматериалах одиночные пчелы (1). Но их ячейки строятся из малодефицитной глины. Экономия строительного материала достигает предела в шестигранных ячейках, тесно прилегающих одна к другой. На рисунке; 3 - гнездо осы-пелопея из глины; 4 - соты медоносной пчелы.


пчела на цветке

VIII -11.

Прекрасный опылитель растений пчела на цветке.


пчелиные соты

VIII -12.

Только развернувшиеся в середине XX в. работы по генетике поведения помогли доказать, что и инстинкты не приобретаются путем привычки, а возникают (как и все другие признаки) в процессе естественного отбора каких-то наследственных отклонений Среди пчел иногда распространяется заболевание, известное как американская гниль: она вызывается инфекцией грибка, поражающего личинок. Зараженные личинки гибнут в сотах, разлагаются и вызывают заражение всего улья. Было известно, что некоторые семьи пчел невосприимчивы к этому заболеванию.

Исследования показали, что устойчивость пчел определяется сочетанием двух генетических особенностей, контролируемых аллелями разных генов: один ген контролирует распечатывание ячеек с личинками, развитие которых затормаживается или идет ненормально. Другой ген контролирует поведение, связанное с немедленным удалением содержимого распечатанной ячейки. Для эффективной очистки улья (что и определяет устойчивость улья к американской гнили) необходимо сочетание в геноме соответствующих аллелей обоих этих генов.

Жизнь пчел продолжает и в наше время быть объектом интересных исследований. В одном из экспериментов 6 из более чем 20 000 рабочих пчел в улье были накормлены сиропом с радиоактивным фосфором. Через сутки 70% всех рабочих пчел в улье несли эту метку. Следовательно, среди пчел в улье происходит активный обмен кормом. Работами К. Фриша и его учеников был расшифрован "язык", с помощью которого пчела-разведчица точно сообщает об источниках нектара, о направлении и о дальности их расположения. Эта информация передается сложным набором движений тела, ориентированных по солнцу и странам света. При этом "танцовщица" делает поправку и на скорость ветра: если ветер попутный, то указываемое расстояние меньше истинного. Если перед ульем поместить туннель, в конце которого поставить чашечку с сиропом, причем изогнуть этот туннель под прямым углом, то направление, указываемое пчелами в танце, соответствует гипотенузе угла, под которым повернут туннель. Если же туннелю придать круглую или более сложную форму, то танец не удается расшифровать (что не мешает пчелам находить чашечку с сиропом).