Поляризационная чувствительность глаза человека если и существует, то в каком-то зачаточном состоянии. Возникает вопрос, почему в процессе эволюции глазу не понадобилось выработать настоящей, «серьезной» поляризационной чувствительности. Казалось бы, она могла, например, очень пригодится для ориентации в пространстве в земных условиях, где свет от разных участков неба поляризован различно.
Быть может, дело в том, что этот способ оказался неэффективен из-за недостаточной стабильности поляризации света в условиях непостоянства земной атмосферы. Гораздо более надежными и помехоустойчивыми оказались другие методы, например бинокулярность зрения.
Можно в шутку предположить, что если бы на острове, посещенном Одиссеем в своих странствиях, действительно жили одноглазые великаны — циклопы, такие, как Полифем, то они, может быть, обладали бы поляризационной чувствительностью.
Впрочем, и на самом деле есть существа, в высокой степени обладающие такой чувствительностью. Это насекомые, и прежде всего пчелы. В этом можно легко убедиться, взяв билет на поезд РЖД и посетив любую загородную пасеку. Простейший научный анализ это выявляет. О зрительных впечатлениях насекомых можно судить либо по их поведению (например, по анизотропии их движения), либо по электроретинограммам (ЭРГ). Второй способ основан на том, что на изменение освещения светочувствительный орган (сетчатка) реагирует изменением электрического потенциала. Если один электрод, соединенный с усилителем постоянного тока и осциллографом, ввести внутрь глаза, а второй электрод фиксировать на какой-нибудь другой части тела, то эти изменения потенциала могут быть зарегистрированы на экране осциллографа в виде так называемой электроретинограммы. Метод ЭРГ широко используется при исследовании прения как человека, так и различных животных, в том числе членистоногих. Но все же большая часть сведений о поляризационной чувствительности насекомых получена путем наблюдений за их поведением под влиянием поляризованного света.
Давно известно явление, называемое танцем пчел. С помощью танца пчела-разведчица оповещает остальных пчел об обнаруженном ею месте взятка. Танец состоит в том, что пчела, принесшая корм, пробегает по прямой несколько ячеек сот, затем возвращается по дуге и повтори от это несколько раз. Если танец происходит на горизонтальной поверхности, то направление прямого пробега и показывает непосредственно направление полета им кормом. Если же танец исполняется на вертикальных сотах, то пчела производит своеобразное преобразование системы координат: угол пробега по отношению к направлению на Солнце преобразуется в угол по отношению к направлению вертикально вверх (противоположно силе тяжести). Многочисленные наблюдения показали, что видимость Солнца не обязательна для танцующей пчелы. Изучение же зависимости направления прямого пробега от различных внешних условий привело к выводу, что определяющим условием является поляризация света голубого неба. Пчела правильно ориентирует свой танец только в том случае, если видит хотя бы небольшой участок голубого неба. В различных участках неба различны и направление и степень поляризации (от 0 до 70—80%). Это распределение поляризации по небосводу закономерно связано с положением Солнца. Следовательно, в принципе по поляризации отдельного участка синего неба можно определить направление на Солнце (главную ось «пчелиной системы координат»).
Предположение о поляризационном механизме навигации пчел подтверждено довольно убедительными опытами. Вот краткие сведения о некоторых из них. Горизонтальные соты помещаются в темную кабинку. В стенке ее имеется окошко, направленное на северную часть безоблачного небосклона. Прямые пробеги направлены на запад (корм к западу от улья). Если же зеркалом направить через окошко на соты свет от южной стороны небосклона, то ориентация танца меняется на 180° и прямые пробеги указывают на восток. Если небо закрыто облаками, то пробеги хаотичны. Далее окошко покрывалось поляроидом. Если направление колебаний, пропускаемых поляроидом, совпадает с преимущественным направлением поляризации света неба, то прямые пробеги танцев пчел остаются ориентированными так же, как и до введения поляроида. Если же поляроид повернуть на некоторый угол, то прямые пробеги отклоняются на такой же угол. Если поворот поляроида в одну сторону неизменно отклоняет пробеги, например, вправо, то поворот в другую сторону дает всегда отклонение пробегов влево. Таким образом можно получить отклонение пробегов на любой угол, но не более 50—60°. После этого предела пробеги становятся хаотичными. Оценка экспериментальных ошибок показала статистическую достоверность опытов. Подобные опыты несомненно доказывают наличие высокой поляризационной чувствительности органов зрения пчел. Позже было показано, что пчелы чувствуют поляризацию только в коротковолновой части спектра, а сильнее всего — в ультрафиолетовой области.
Теперь известно, что кроме пчел чувствительностью к поляризации света обладают очень многие членистоногие (насекомые, пауки, ракообразные и др.). Список видов, у которых обнаружена и описана эта способность, насчитывает десятки названий.
Только у пчел имеется столь четкий элемент поведения — направленный танец, позволяющий ставить указанные эксперименты. У большинства остальных видов экспериментальное доказательство наличия поляризационной чувствительности сводится к тому, что поворот поляроида над движущимся животным вызывает отклонение его пути в ту же сторону. Кроме того, у многих членистоногих (пчелы, мухи, мечехвосты, клопы др.) способность чувствовать поляризацию независимо подтверждена методом электроретинограмм. Электроответ зрительной клетки при повороте плоскости поляризации на 90° меняется обычно на 15—20%, что примерно соответствует изменению, которое можно получить, меняя интенсивность вдвое, т.е. вполне ощутимый результат.
Столь широко распространенная в мире членистоногих способность, конечно, не может быть случайностью. Она несет важную биологическую функцию, играя в зрительной ориентации насекомых не меньшую роль, чем их способность ориентироваться непосредственно по Солнцу или по Луне.
Похожие записи
Комментариев нет
Оставить комментарий или два