Несмотря на облачное небо, пчёлы всё равно могут использовать солнце для навигации.

от

Охота за нектаром и навигация пчёл

Пчёлы-медоносы могут улетать за нектаром на километры от своего улья на неизвестную территорию — и всё равно всегда находят дорогу обратно. Положение солнца на небе служит для пчёл своеобразным компасом, даже когда облака или другие объекты закрывают его. Они обязаны этой способностью особой структуре своих сложных глаз, которые они используют для анализа узоров поляризованного света в небе, невидимых для человека.

Исследовательская группа из Университета Констанца и Университета Любляны пролила свет на визуальные свойства этой специализированной части. В своём недавнем исследовании, опубликованном в журнале Biology Letters издательства Royal Society Publishing, команда изучает, как некоторые светочувствительные клетки в глазах пчёл связаны друг с другом. Они обнаружили, что в обращённой к небу области глаза пчелы сигнал, полученный одной клеткой, также появляется в других. Эта неожиданная связь создаёт менее детальное, но более точное изображение поляризованного света в небе.

Особенности глаз пчёл

В отличие от человеческого глаза, в котором одна линза фокусирует свет от окружающей среды на наши зрительные клетки, глаза пчёл состоят из тысяч отдельных фасеток (омматидиев), каждая из которых имеет свою линзу. Эти глаза называются сложными. В случае пчёл сложные глаза содержат различные специализированные области.

Большинство фасеток обеспечивают резкое изображение окружающего мира. Однако верхняя часть глаз содержит группу омматидиев, которые работают иначе и отвечают за обнаружение поляризованного света в небе. «Мы более подробно изучили эту область», — объясняет Георгиос Колифетис, соавтор исследования.

«Светочувствительные клетки в каждой из этих верхних фасеток менее чувствительны, чем в других фасетках. Это не даёт пчёлам ослепнуть, когда они используют эту часть глаз для наблюдения за дневным небом», — добавляет он.

Это, безусловно, полезно, но имеет свою цену: сниженная чувствительность этих фасеток мешает пчёлам обнаруживать тонкие изменения в небе.

«Хотя они видят остальной мир более детально, пчёлы видят небо как акварельную картину, в которой соседние мазки сливаются друг с другом и детали скрыты», — объясняет Джеймс Фостер, руководивший исследованием. «Но именно это делает эту часть глаза особенно хорошей для обнаружения крупномасштабных узоров поляризации в небе».

Сравнение с человеческим глазом

Чтобы понять это, стоит взглянуть на то, как работает человеческий глаз. Наши глаза фокусируют свет на отдельные пиксели и используют их для построения общей картины. Ночью или при плохом освещении это точное зрение становится невозможным. Человеческий глаз компенсирует это, объединяя несколько пикселей вместе.

Потеря детализации — это компромисс для усиления светового сигнала. Учёные называют этот процесс «пространственным суммированием». Это исследование показывает, что верхняя группа фасеток в глазах пчёл работает таким же образом — и круглосуточно, а не только ночью.

Однако функция не совсем такая же. «В глазах млекопитающих и человека нервные клетки объединяют сигналы от нескольких светочувствительных рецепторов и отправляют объединённый сигнал в мозг. В случае с пчёлами некоторые светочувствительные клетки напрямую связаны друг с другом», — объясняет нейробиолог Грегор Белушич из Университета Любляны. «Каждая отдельная фасетка таким образом также реагирует на то, что видят соседние фасетки».

Эта размытая картина пространства над ними может помочь пчёлам игнорировать несущественную информацию и сосредоточиться только на главном. «Пчёлы регистрируют и анализируют поляризационный узор света в небе. Основываясь на этой информации, они определяют положение солнца и соответствующим образом настраивают свой внутренний компас. Они просто игнорируют помехи, такие как облака или ветки над головой», — заключает Колифетис.

Открытие этой функции в глазах пчёл интересно не только с биологической точки зрения, но и может быть использовано для дальнейшего развития современных технологий. «Автономные транспортные средства также могут извлечь выгоду из этой стратегии навигации. Камеры, направленные в небо, могут служить своего рода резервным компасом, если GPS и магнитные сигналы ненадёжны или выходят из строя», — говорит Фостер.

Поскольку пчёлы способны выполнять этот трюк с небольшой группой фасеток, «искусственные пчелиные глаза» могут стать недорогим способом дополнить другие автономные системы навигации.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте