Первичная и вторичная ориентация у пчёл.

Первичная и вторичная ориентация у пчёл.

Проблема с пониманием и объяснением принципов ориентации пчелы кроется в путанице с функциями разных видов ориентации и неверном разграничении путеводных ориентиров. В обоих случаях речь идёт о соотношении стабильной и вариативной систем. В дополнение к этому следует добавить, что применяемый пчелой способ сигнализации (танцы пчёл) не накладывается пчелой сразу на все виды ориентации, которыми она обладает. Для информирования о разных маршрутах полёта пчёлы могут использовать различные виды ориентиров.
Начнём с понятий. Ориентация живых существ выступает в двух формах. Первичная ориентацияэто удерживание исходного положения тела в точке пространства. Вторичная ориентация обуславливается внутренней мотивацией субъекта и представляет собой нацеливание на определенный стимул.
Информация о точке пространства и информация о векторе движения отличаются. Стационарная координата единична, то есть может находиться только в одной точке. Вариативная координата может находиться в разных местах и изменяться и по качеству, и по количеству. Путеводные ориентиры соответственно могут иметь различия для определения стационарной и вариативной координат.
Если верно развести системы координат, которыми оперирует пчела, и в соответствии с ними грамотно структурировать уже имеющиеся данные о способах ориентации пчелы, то все приведённые в статье «Ориентация пчёл на местности» примеры в поведении пчёл и вызывающие вопросы, можно легко объяснить.

Первичная ориентация.

Начинаем рассуждение с поиска первичной ориентации пчелы. Разбираемся с системой координат для неё. Какие СТАБИЛЬНЫЕ системы координат существуют на Земле?
В начале пути определимся с понятием стабильность. Наукой определено, что, так как материя находится в постоянном движении и изменении, то стабильного, как абсолютно неподвижного, в природе ни чего не существует. В нашем случае стабильность понимается как постоянство равномерных процессов этой, находящейся в напряжении (движении), материи (природы) на протяжении длительного промежутка земного времени. Процессы, которые можно взять за точку отсчёта, должны стремиться к бесконечности (условно), существовать за счёт внутренних источников и минимально реагировать на внешнее воздействие. Кроме того процесс должен быть однороден и равномерен в каждой отдельно взятой точке пространства.
Следовательно, СВЕТ, ЗВУК, ЗАПАХ, ТЕПЛО В НАШЕМ ОБЫДЕННОМ ВОСПРИЯТИИ НЕ МОГУТ ОТНОСИТЬСЯ К СТАБИЛЬНЫМ ОРИЕНТИРАМ. Так как их источники вариативны, то есть могут быть различными, а сами они изменчивы и конечны. Следовательно, зрение, слух, обоняние и осязание не могут выполнять функции главных аппаратов в процессе ориентации пчелы в пространстве.
Пожалуй, магнитные полюса стабильны во времени и пространстве Земли тысячелетиями, скажет обычный человек и будет не далёк от истины.
На Земном шаре наиболее стабильными структурами являются поля: гравитационное поле (1), магнитное поле (2), тепловое поле (3), электромагнитное поле (4), радиационное поле (5) и переменное (сейсмическое) поле напряжений (6).
Независимо от нашего желания на поверхности планеты существуют гравитационная, магнитная, электромагнитная, радиационная, тепловая карты местности, а так же карта переменных полей напряжений местности.
От понятия «стабильность» переходим к системе координат. Сколько надо ориентиров для определения точки пространства? Как минимум необходимо знать OX Y Z (по-простому — длину, ширину, высоту).

Схема системы координат пространства

Рисунок №1. Пространственная система координат.

Оперируя двумя пересекающимися между собой плоскостями (полями) можно беззаботно ориентироваться на поверхности Земли в трёхмерной проекции пространства. Нам надо найти поле, лежащее в горизонтальной плоскости по отношению к Земле и поле направленное вертикально, а так же искать «приёмную аппаратуру» у самих пчёл. С прицелом на будущее рассуждение относительно последней замечу, что учитывая свойство природы — рационально относиться к себе, то ни каких излишеств в живом организме она не потерпит. Следовательно, орган для ориентации в теле пчелы должен быть качественен, компактен и защищён по максимуму.

Поле гравитации.

Сразу безапелляционно принимаем в качестве ориентира для пчёл гравитационное поле Земли. (Учёные давно отвели ему роль, как одному из главных в ориентации.) Гравитационное поле Земли постоянно и направлено перпендикулярно Земле. Таким образом, находим ориентир по вертикали.
При всей кажущейся однообразности силы гравитации, в разных точках планеты поле гравитации Земли имеет отличия. Это обусловлено тем, что сила притяжения подчиняется закону, в котором участвуют переменные: масса тела и расстояние до центра масс. Материальные тела притягиваются друг к другу с силой F= γ ( М *m)/R 2, где γ – гравитационная постоянная, М – масса Земли, m – масса пробного тела, R – расстояние до центра масс. На Земле существуют региональные и локальные гравитационные аномалии. Региональные связаны с крупными плотностными неоднородностями в строении Земли из поднятых или опущенных блоков земной коры. Локальные гравитационные аномалии зависят от наличия в земной коре отдельных слоев или небольших геологических тел с большой или малой плотностью горных пород. Одновременно в течение длительного промежутка времени для конкретного участка местности гравитационное поле остаётся стабильным. Из этого следует, что существует гравитационная карта местности.
Пример использования пчёлами гравитации видели все пчеловоды – это отвесное расположение сот в жилище пчёл. (Отдельный разговор предстоит о том, как можно повлиять на расположение сот.)
Определимся с горизонтальной пространственной плоскостью нашего ориентира. Отбор подходящего поля на роль кандидата в ориентиры (чтобы ни кого «не обидеть») произведём методом исключения.

Тепловое поле.

Итак, приступим. Тепловое поле Земли, как ориентир нам не подойдёт. Слишком от многих факторов зависит состояние этого поля. Уже то обстоятельство, что имеются внешние источники, такие, как солнечная радиация, ставит стабильность поля под вопрос. Кроме того слишком много внутренних источников: распад радиоактивных изотопов, гравитационная дифференциация вещества, метаморфизм, приливное трение, фазовые переходы. Многофакторность не может браться за основу ориентира. Кроме того средняя геотермическая ступень, на которой не сказываются сезонные колебания температур, составляет примерно 33 метра в глубину планеты — это не уровень жизнедеятельности пчёл.

Радиационное поле.

Следующим в отборе будет радиационное поле планеты. Радиационное поле или радиационный пояс Ван Аллена состоит из трёх поясов разной плотности и стабильности, находится на околоземной орбите. Радиационное поле Земли не может служить ориентиром по ряду факторов. Во-первых, оно слишком далеко от поверхности Земли. Во-вторых, сильно зависит от магнитного поля Земли. В-третьих, постоянно подвергается воздействию Солнца. В-четвёртых, его задача — защищать планету от жёсткого излучения. В-пятых, у пчёл отсутствуют органы для взаимодействия с радиоактивными веществами и восприятия радиационного поля.
Вместе с тем на поверхности Земли имеется радиоактивная карта местности. Эта карта отражает степень активности постоянных эманаций радиоактивных веществ из почвы, а так же уровень радиоактивного загрязнения антропогенного происхождения. Однако с принятием радиоактивной карты местности в качестве ориентира имеются сложности. Естественный радиоактивный фон не является стабильным. Радиоактивные процессы внутри планеты протекают неравномерно, их активность и характеристики зависят от многих факторов. Как претендент на ориентир для пчёл радиационное поле отпадает.

Сейсмическое поле.

Переменное (сейсмическое) поле напряжений в какой-то степени может заинтересовать пчеловода. Поводом для этого является реакция пчёл на землетрясения. Как рассказывалось в статье «Пчёлы и геофизические возмущения«, во время землетрясения происходят волновые процессы, которые заставляют пчёл покидать своё жилище. Связано это с тем, что землетрясение сопровождается не только подвижками в земной коре, но и электризацией атмосферы, электромагнитными и сейсмическими (стоячими) волнами. Так как все живые организмы — существа электрически зависимые, то вполне возможно восприятие ими такого поля.
Сомнение в использовании пчёлами переменного (сейсмического) поля напряжений скрывается за тем обстоятельством, что стоячие волны сейсмического поля не отличаются стабильностью в течение даже малого промежутка времени. Сейсмоприёмники фиксируют постоянное движение (затишье чередующееся всплесками активности в малые промежутки времени) в глубинах Земли. Нет стабильности во времени — не годится как ориентир. Вероятно, следует оценить значение влияния этого поля для пчёл, как деструктивного, но никак не способного быть ориентиром. (Негативному влиянию стоячих волн на пчёл будет посвящён отдельный пост.)

Электромагнитное поле.

Принять электромагнитное поле Земли как ориентир для определения местоположения пчелы на местности очень заманчиво. Такое отношение к э/м полю вытекает из реальности практического использования пчелой э/м поля Земли. (Об этом рассказывают много постов сайта.) Однако одно дело использовать электростатическое поле Земли в жизнедеятельности, и совершенно другое – делать его ориентиром.
Электромагнитное поле находится в постоянном изменении: здесь и рядом протекают разнообразные электрические процессы. Это и электричество движущихся воздушных масс, и ионизация атмосферы, и электричество живых объектов (биоэлектричество), и проявления техногенных электрических явлений. Слишком большое разнообразие электрических объектов существует на планете, чтобы делать электромагнитное поле ориентиром. Одновременно электромагнитное поле нестабильно по своим характеристикам во времени даже на небольшом участке местности.
Кроме того электромагнитное поле состоит из двух частей: электрического и магнитного. Следовательно, в организме пчелы должно быть два разных аппарата для приёма и обработки сигналов. Вроде бы у пчелы можно обнаружить две системы восприятия этих полей. Для восприятия магнитного поля у личинки пчелы формируется биогенный магнетит. Электрическое поле воспринимается электретным покровом пчелы. Однако внешний покров пчелы подготовлен к жёсткому воздействию и нагрузкам (электрическим, механическим). Природой учтено, что в течение жизнедеятельности пчелы он будет постепенно разрушаться. Это вызовет снижение эффективности деятельности пчелы, хотя полностью не лишит пчелу возможности осуществлять свою работу. Вместе с тем, если бы внешний покров нёс функцию ориентирования на местности, то небольшое повреждение приводило бы к нарушению ориентации, что требовало бы компенсации со стороны других органов. Последнее условие накладно для организма.
У электромагнитного поля, несомненно, имеются возможности для ориентации по нему. Только соответствуют они условиям вторичной ориентации. Об этом рассказ будет ниже.

Магнитное поле.

Остаётся магнитное поле Земли. Оно наиболее подходит для использования в качестве ориентира. Именно магнитное поле содержит недостающее необходимое условие — горизонтальное расположение по отношению к Земле. Причём это поле имеет направленность с юга (S) на север (N). Кроме того магнитное поле Земли неоднородно, на разных участках местности существуют аномалии, имеющие отклонения от нормы, что позволяет иметь магнитную карту местности. Все перечисленные свойства позволяют использовать магнитное поле в качестве ориентира.
Что мы получили в результате проведённого отбора? Смотрим на схему А, рисунок №2.

Схема ориентации пчелы в пространстве.

Рисунок №2. Ориентация пчелы в точке пространства.

У некоторой точки имеется одна координата – притяжение Земли. Сила притяжения направлена к центру масс, то есть только вниз. При помощи силы гравитации можно определить силу притяжения тела в данной точке и высоту нахождения этого тела от уровня Земли, но нельзя определить направление к данной точке и положение пространственного тела относительно сторон света и угол наклона относительно Земли. С одним полем гравитации невозможно сориентировать положение тела. Направленность тела будет подобна флюгеру – 360* … во всех плоскостях.
Накладываем на поле гравитации магнитное поле, смотрим схему Б. Видим, пространственное тело получило ориентацию относительно магнитного поля (горизонтально направленного) и соответственно относительно плоскости Земли. Благодаря двум полям объект получил первичную ориентацию. С её помощью тело заняло исходное положение тела, взяв гравитационную координату (высоту) и зафиксировав нахождение в данной точке с учётом силы и направления магнитного поля (горизонталь и вектор направленности). Исходную ориентацию пчела принимает во время облёта (смотрите «Облёт-1» и «Облёт – 2»). Только после получения исходного ориентира можно начинать движение.
Полетели? Двигаться можно, ориентируясь по магнитному полю, фиксируя: угол отклонения, разницу магнитной силы, время движения. Да, действительно, так ориентироваться можно, но у пчелы нет такой цели.

Вторичная ориентация.

Цель любой деятельности пчелы определяется мотивами, направленными на удовлетворение потребностей или инстинктов. Они обусловлены необходимостью обеспечения жизнедеятельности организма. Тут совместно вступают в действие все органы. В частности задача органов чувств обнаружить источник удовлетворяющий потребность, а опорно-двигательного аппарата осуществить его доставку. С момента появления цели вступают в действие зрение, слух, обоняние и осязание. Органы чувств определяют и фиксируют местонахождение источника удовлетворения потребности. Тут вступает в действие вторичная ориентация.
Вторичная ориентация является стимулированной. Здесь организмом пчелы ведётся учёт освещённости, теплового излучения, механического и электрического напряжения, волновых процессов и прочего. В направлении на свет можно двигаться, лететь? Пожалуйста. Направляться на цвет? Пожалуйста. …на запах, на тепло, на звук? Позволяется. Можно ли в пути учитывать разницу механических напряжений? Конечно. Ощущается ли постоянное воздействие электростатического поля? Непременно. Итог — все физические процессы в природе отражаются на живых организмах, воспринимаются ими и заставляют их реагировать.
В начале поста было сказано, пчела обладает много направленной ориентационной способностью. Первичная ориентация пчелы работает постоянно. Вторичная ориентация используется пчелой в зависимости мотивов. Например, появился в природе некий медонос. Пчёлы направляются за нектаром. На этом пути на местности могут существовать и временно создаваться самые разные условия. В зависимости от внешних условий у пчелы появляются те или иные мотивы, и пчела варьирует свою мотивацию и деятельность.
При работе непосредственно на медоносах пчела ориентируется по запаху (аромату) и цвету растений. При этом используются достаточно узкие спектры э/м волн. В процессе преодоления больших участков открытого пространства, при полёте на дальние расстояния пчёлы используют в качестве ориентира Солнце. Это э/м волны белого цвета. При плохих погодных условиях (облачности) — по направлению поляризованного солнечного света на небе. Это те же э/м волны белого цвета светового спектра, только не равнонаправленные (во все стороны), а направленные линейно. На сильно пересечённой местности пчёлы с успехом пользуются картой неоднородностей э/м поля Земли данной округи. Причём пчёлы не ограничиваются каким-то одним из перечисленных ориентиров.
Такое поведение объясняется тем, что полёт пчелы мотивирован не только поиском пищи (пыльцы, нектара), но и условиями, влияющими на приложение усилий в полёте. Снижение затрат энергии на полёт так же является мотивацией. Для достижения этого предпочтение отдаётся наиболее выгодным полётным маршрутам. Они могут иметь свои особенные ориентиры. Об этом рассказывает пост «Пчелиные дороги».
Место каждого вида ориентации в жизнедеятельности пчелы стало понятно. Пчела движется и ориентируется в пространстве, используя и первичную, и вторичную ориентацию. Вместе с тем, возникают вопросы: какую роль играет первичная ориентация в системе навигации на местности, передаётся ли пчелой информация о первичной ориентации, если да, то, в каком виде. На эти другие вопросы помогут найти ответы посты «Ориентация пчёл на местности» и «Магнитная ориентация пчёл».
Опубликовано Новиковым С.Н. © //www.maymed.ru , 2015.

Вы можете оставить комментарий.


Выскажите своё мнение