Органы обоняния и осязания

Органы обоняния и осязания

Для каждого животного органы чувств имеют очень важное значение, так как посредством их оно поддерживает связь с внешним миром. В соответствии с природой животного и его образом жизни одни из его органов чувств развиты лучше, другие хуже.

Какие же из органов чувств должны быть наиболее развиты у пчелы?

Ответить на этот вопрос нетрудно, особенно если принять во внимание, что жизнь рабочей пчелы делится на два резко отличающихся один от другого периода: первый из них охватывает примерно первые 20 дней по выходе ее из ячейки; второй — всю остальную жизнь.

Первые 20 дней пчела, как мы знаем, проводит в улье, очень редко покидая его, чтобы сделать несколько очистительных облетов. Нетрудно догадаться, что пчелы, производя все свои работы внутри темного улья, ориентируются главным образом по чувству осязания. Есть много оснований предполагать, что большую роль при этом играют и органы обоняния.

Органы обоняния и осязания помещаются у пчелы на усиках, преимущественно на последних восьми члениках. Рабочая пчела имеет около 6 тыс. плакоидных сенсилл на каждом усике, матка — 3, трутень — около 30 тыс.

Такое расположение органов обоняния и осязания следует признать весьма целесообразным, так как для пчелы при выполнении всех ее работ внутри улья очень важно иметь эти органы именно впереди своего тела.

Сделав продольный разрез усика, можно обнаружить заложенный в нем обонятельный нерв, идущий от мозга. От нерва отходят в поперечном направлении мельчайшие нервные разветвления к обонятельным канальцам, пронизывающим хитиновый покров усика и открывающимся наружу мельчайшими порами, которые под микроскопом кажутся светлыми пятнышками. Чтобы предохранить нежные концы обонятельных волокон от высыхания, поры затянуты тончайшими пленками, которые, обладая микроскопической толщиной, не препятствуют проникновению сквозь них запаха. Раздражения, получаемые от соприкосновения нервных окончаний с пахучими веществами окружающего воздуха, проводятся по обонятельному нерву к мозгу, где и воспринимаются как ощущения запаха. Количество обонятельных пор на каждом усике достигает 500 000.

На усиках же, в промежутках между обонятельными порами, а также на всем теле пчелы, помещаются и осязательные волоски. Каждый такой волосок представляет собой твердое хитиновое образование, в которое снизу входит отросток нервной клетки. Количество таких волосков у рабочей пчелы очень велико, что объясняется характером работы внутри улья, т. е. в условиях полной темноты. У трутня осязательных волосков самое ограниченное количество, ибо никаких работ внутри улья он не выполняет.

Так как обонятельные поры и осязательные волоски заложены на поверхности усиков в непосредственной близости, то и осязательные и обонятельные ощущения воспринимаются пчелой одновременно. В результате такого сочетания у пчелы, по мнению ученых, должно существовать так называемое пластическое обоняние. В условиях жизни в темноте такое обоняние имеет важное значение при выполнении всевозможных работ, позволяя пчеле по запаху сразу получать более или менее полное представление о предмете, даже о его форме.

Во второй период жизни рабочей пчелы, когда она делается сборщицей, обоняние играет не менее важную роль. Посредством этого чувства пчела очень быстро находит цветущие медоносы, с которых и собирает нектар.

Наблюдая в поле за пчелами, собирающими нектар и пыльцу, можно заметить очень интересное явление: те пчелы, которые посещают, например, цветы гречихи, не садятся на клевер, и наоборот, гречихи как будто не существует для пчел, которые собирают нектар с клевера.

Как же пчелы отыскивают на лугу в массе разнообразнейших цветов избранные ими цветы одного какого-либо вида? По цвету и по запаху. Многочисленные опыты научно-исследовательских учреждений дают на этот вопрос вполне определенный ответ: если цветы, на которых в данный момент работают пчелы, издают какой-либо аромат, пчелы отыскивают их по запаху. К таким выводам ученые пришли, применяя метод «дрессировки» пчел на запах.

Рис 4. Органы зрения и обоняния.

Обонятельную функцию выполняют сильноразвитые на усиках плакоидные сенсиллы.

Наружная часть плакоидной сенсиллы представлена кутикулярной пластинкой, погруженной в ямку. Кутикулярная пластинка служит воспринимающей поверхностью. Наибольший диаметр этой пластинки 12—14 мкм. Ее поверхность пересечена 120-150 радиально идущими утолщениями, между которыми расположены поры. По краям она обрамлена тонкой незатвердевшей кутикулой. Благодаря тому что пластинки чрезвычайно тонки, они оказываются проницаемыми для молекул пахучих веществ.

Воспринимающая часть органа обоняния пчелы состоит из 12—18 чувствительных клеток, периферические отростки которых заканчиваются в области локализации пор. От внутреннего конца каждой чувствительной клетки отходят нервные отростки, которые, соединяясь, образуют нерв, идущий к надглоточному ганглию.

Другой вид обонятельных органов у медоносной пчелы — базиконическая сенсилла. Кутикулярный отдел этого вида сенсилл представляет собой полый толстостенный конус, погруженный в углубление кутикулы. Базиконические сенсиллы иннервируются тремя-пятью чувствительными клетками, периферические отростки которых проходят в центр кутикулярного отдела.

Базиконические сенсиллы, помимо обонятельной функции, могут выполнять функцию вкусовых сенсилл и воспринимать изменение влажности.

Органы обоняния служат для отыскивания корма, обеспечения связи между мужскими и женскими особями, распознавания особей своей семьи.

Пчелы способны различать и запоминать разнообразные цветочные запахи, играющие роль пищевых сигналов. Их чувствительность к запахам значительно выше, чем у человека. Обонятельные органы воспринимают пары летучих соединений, присутствующих в воздухе в очень малой концентрации. Так, например, пчелы обнаруживают метилгептанон при концентрации в 40 раз меньшей, чем та, при которой его начинает чувствовать человек.

Зрение. Пчелы смешивают красный цвет с темно-серым и черным, поэтому красные цветы представляются им темно-серыми или черными. Точно так же путают они цвета синий, фиолетовые и пурпурно-красный; одинаково воспринимаются ими цвета желтый, оранжево-красный и желто-зеленый. Таким образом, газон из ярких разнооб­разных цветов для пчел не кажется таким нарядным, каким видит его человек. Но пчела может воспринимать ультрафиолетовые лучи, которые для человеческого глаза невидимы.

У пчелы пять глаз: два из них — сложные — помещаются по бокам головы, а три простых — на темени; у трутней простые глаза расположены на лбу (рис. 4).

Сложный глаз делится на множество совершенно обособленных зрительных столбиков, каждый из которых представляет собой самостоятельный зрительный аппарат. У женских особей (матки и работницы) число их доходит до 4000—5000, у трутней — до 8000. Наружный хитиновый прозрачный покров глаза делится на совершенно обособленные площадки шестиугольной формы, называемые фасетками; каждому зрительному столбику соответствует своя фасетка (рис. 4).

Благодаря тому, что отдельные зрительные столбики направлены фасетками в разные стороны, сложный глаз одновременно получает очень большое количество изображений, рисующих отдельные части рассматриваемого предмета. Поэтому фасеточный глаз дает более всестороннее, но менее отчетливое представление о рассматриваемом предмете, чем глаз человека или какого-либо млекопитающего животного.

Особенностью сложных глаз является и то, что в силу своего устройства они лучше воспринимают впечатления о движущихся предметах, чем о неподвижных. Это помогает пчелам быстро ориентироваться в окружающей местности во время полета.

Сложные глаза. Они расположены по бокам головы. Поверхность глаза разделена на шестиугольные фасетки и состоит из кутикулярной роговицы, которая служит внешним защитным слоем, соответствующим роговой оболочке глаза человека. К каждой фасетке этой роговицы примыкает кристаллический конус, который окружает группа пигментных клеток. Образование, состоящее из фасетки и примыкающего к ней кристаллического конуса с пигментными клетками, называется омматидием. У рабочей пчелы сложный глаз состоит примерно из 5 тыс. плотно прилегающих омматидиев, у матки их 3-4 тыс., у трутня — 7—10 тыс. По числу омматидиёв медоносная пчела уступает другим видам насекомых. Каждый из омматидиёв расположен под. небольшим углом к соседним омматидиям, и, таким образом, все они смотрят в разных направлениях. Все структуры омматидия выполняют определенные функции. Оптическую, или преломляющую, функцию, выполняет прозрачный хрусталик и кристаллический конус. Хрусталик имеет вид двояковыпуклой линзы. Кристаллический конус образован четырьмя удлиненными прозрачными клетками и совместно с хрусталиком составляет единую оптическую систему. Светочувствительную функцию выполняет сетчатка, или ретина, которая состоит из восьми ретинальных клеток, расположенных под конусом. Эти клетки вытянуты вдоль омматидия и радиально соединены в общий пучок, образуя обкладку центрального стержня — зрительной палочки, или рабдома. У основания ретинальные клетки переходят в нервные волокна, идущие к зрительным долям головного мозга.

Опыты фотографирования изображений, получаемых на зрительной сетчатке сложного глаза пчелы, дают полное основание утверждать о их назначении — различать дальние предметы. Изучение же углов преломления простых глаз пчелы приводит к выводу о их близорукости. Таким образом, зрительные впечатления, получаемые пчелой от окружающих предметов простыми и сложными глазами, дают ей возможность иметь вполне отчетливое и правильное представление об окружающей обстановке.

Простые глаза. У рабочей пчелы и матки они расположены на темени между сложными глазами по углам равнобедренного треугольника, у трутня — в области лба. Функция простых глаз заключается в улавливании изменений интенсивности света. Если у медоносной пчелы закрасить простые глаза, то она утром вылетает позднее, а вечером возвращается в улей раньше по сравнению с другими пчелами семьи. Следовательно, простые глаза позволяют насекомому оценивать абсолютную освещенность.

Простой глаз (рис. 5) с внешней стороны имеет вид бугорка. Эта внешняя часть глаза кутикулярного происхождения служит светопреломляющей линзой, т. е. хрусталиком, под которым находится тонкий слой прозрачных корнеагенных клеток. К слою корнеагенных клеток примыкает сетчатка, сложенная из отдельных ретинул, в которые сгруппированы две-три зрительные клетки. Зрительные клетки вытянуты параллельно центральной оси глаза. Внутри ретинулы, вдоль ее оси, лежит рабдом. Между ретинулами вклиниваются узкие пигментные клетки. Пигмент содержится и в самих зрительных клетках. При перенесении насекомого из темноты на яркий свет пигмент быстро перемещается кверху, уменьшая просвет линз. Скорость миграции пигмента зависит как от интенсивности, так и от спектрального состава адаптирующего света.

По краям простого глаза расположены волоски. Простые глаза в отличие от сложных иннервируются не из зрительных долей головного мозга, а из срединной части головного мозга. Простые глаза существенно отличаются от сложных тем, что у них на одну оптическую часть приходится серия чувствительных частей и, кроме того, они лишены хрустального конуса и их оптическая часть представлена одним хрусталиком.

Рис. 5. Простой глаз:
А — продольный разрез среднего простого глаза взрослой пчелы (пг — пигмент, up — ирисовые клетки, к — кутикула,лн — линза, эп — эпидермис, стс — полоска клеток стекловидного слоя, р — ретина,пр — промежуточные клетки, н — нерв);Б — группа клеток, образующих ретинулу у куколки на ранней стадии развития (пг — пигмент, рл — ретинула, н — нерв); В — клетки ретинулы у куколки на поздней стадии развития с образовавшимся между ними рабдомом (рб — рабдом, я — ядро клетки ретинулы, пг — пигмент, н — нерв); Г — четыре ретинулы (рл) и нерв (н)

Восприятие пчелой предметов. Различают ли пчелы формы предметов? Опыты показывают, что пчелы различают только те формы, которые встречаются в природе, или близкие к ним, но совершенно не могут устанавливать разницу в геометрических формах, хотя бы даже в самых простых — треугольник, квадрат, круг и др. Небольшое число фоторецепторов в сложном глазу пчелы позволяет ей получить приближенное изображение предмета, которое нельзя сравнить с изображением, получаемым человеческим глазом. Пчела воспринимает смену изображений как мелькание. Глаз насекомого регистрирует изображение, сменяющееся через очень короткие промежутки времени, так как рабдомы быстро возвращаются к исходному состоянию после получения каждого светового импульса. Улавливание мельканий позволяет насекомым замечать даже слабые движения в окружающей среде.