Энергетические пчелы и цветы
Если бы шмелям приходилось каждый раз гадать, стоит ли приближаться к цветку, они, наверное, падали бы с неба от изнеможения. К счастью, в этом нет необходимости.
Каждый, кто наблюдает за насекомыми, жужжащими над цветами, может спросить себя: не напрасны ли эти высасывающие энергию подходы, потому что незадолго до этого другие уже накормили себя нектаром? Ведь великолепные цвета и структура цветов не меняются, не меняется и их манящий аромат. Но есть и другие признаки того, что мы, люди, не замечаем, стоит ли посещение.
Многие цветы несут небольшой отрицательный электрический заряд. Это происходит из-за постоянной разницы напряжений между небом и земной поверхностью. Заземленный цветок пропускает отрицательный заряд земли как бы вверх. Напротив, некоторые насекомые, такие как обыкновенный шмель (Bombus terrestris), заряжаются положительно из-за эффектов трения во время полета. Наверное, каждый сталкивался с этим явлением так называемого трибоэлектричества на себе, например, с металлической дверной ручкой, к которой прикасаешься, пройдясь по ковру из синтетических волокон.
Когда шмель приземляется на цветок, оба обмениваются зарядами. Пыльца также прилипает к меху, как пенопластовые шарики к электростатически заряженной поверхности. Это на некоторое время изменяет структуру электрического поля цветка. Исследователи под руководством британского биолога Дэниела Роберта из Бристольского университета обнаружили, что шмели воспринимают поля - и связанную с ними информацию о состоянии опыления. При ближайшем рассмотрении они обнаружили, что насекомое на самом деле использует это, чтобы определить, какие цветы стоит посетить.
«Цветы шепчут и говорят» (Генрих Гейне, 1797-1856)
Для этого исследователи предложили шмелям слабо электрически заряженные искусственные цветы с сахарным соком, а незаряженные - с горькой жидкостью. В остальном места кормления были одинаковыми до степени смешения. Если на него выпускали шмелей, то они очень быстро к нему привыкали. Они знали, как использовать электрическую информацию, и вскоре предпочли посещать заряженные, приятные цели. Когда ученые оставили различные искусственные цветы бесплатно, насекомые летали на них без разбора. Судя по всему, шмели понимают информацию, закодированную в электрических полях.
Ощущение мисс Хаммел силы поля
Настоящие цветы имеют разную геометрию, которую они используют для создания различных электрических структур. В связи с этим возникает вопрос, могут ли шмели не только в целом различать заряженные и незаряженные цветы, но и регистрировать движение полей. Чтобы выяснить это, исследователи зарядили искусственные цветы примерно одинаковым напряжением. Однако в случае продуктов, приготовленных с пищей, электрическое поле имело концентрическую форму с уменьшением напряженности поля наружу. Напротив, он был постоянно сильным в неподкормленных шишках. Шмели очень быстро научились различать узоры.
Электрические поля, таким образом, осмысленно дополняют информацию цветами, формой и запахом. Но какие органы чувств используют шмели для распознавания дополнительных узоров? В поисках ответа биологи обратили внимание на волоски и усики. Отправной точкой было открытие, что тонкие структуры меха и усики вибрируют, как только они вступают в контакт с электрическим полем. Мы также знаем, что: Волосы на теле человека встают дыбом, когда вы подносите к нему воздушный шар, заряженный трением. Это, в свою очередь, стимулирует наши чувствительные кожные нервы и вызывает типичное ощущение покалывания.
Возможно, это похоже на шмелей, и их многочисленные волоски служат не только для теплоизоляции, но и для обнаружения полей. Чтобы исследовать это, исследователи использовали лазерные лучи, чтобы записать, как тонкие волосы на теле и антенны животных реагируют на электрические воздействия. В то же время они записали связанные нервные сигналы. Они обнаружили, что и волосы, и щупальца отклоняются как жесткие стержни, т. е. без каких-либо значительных изгибов. В основании механосенсорные нейроны регистрируют движения и передают соответствующие сигналы.
За многими повседневными вещами скрывается удивительная физика. Hans-Joachim Schlichting много лет отслеживает эти явления и объясняет их читателям "Spektrum der Wissenschaft" в своей колонке. Шлихтинг - профессор дидактики физики, до выхода на пенсию работал в Мюнстерском университете.
Вообще, волосы - хорошие датчики. Использование щетинок и волос в качестве органов чувств широко распространено среди насекомых и пауков, например, для регистрации вибраций или положения конечностей. Поэтому ощущение электрических полей, вероятно, также характерно для них и может влиять на многие аспекты общения животных и растений.