Глаз пчелы, как и муравья, содержит обычные «нескрученные» рецепторы в зоне дорзального ободка. Они реагируют на плоскополяризованный свет и, значит, могут быть использованы для навигации и ориентирования. Как говорил Лэнд: «Нельзя не поразиться простоте и многосторонности инженерных решений природы в оптике».

Использование магнитных полей пчелами в навигации

Кроме зрительных ориентиров и поляризованного света, пчелы также способны использовать магнитный компас для ориентирования при поиске цели. Это было показано в экспериментах Колетта и его коллег, в которых они приучали пчел собирать сахар из маленькой бутылочной пробки, расположенной на доске. Для облегчения ориентирования пчел они использовали черный цилиндр, который помещался на строго определенном расстоянии от бутылочной пробки и под постоянным углом. Цилиндр и сироп перемещались в разные места доски между сериями экспериментов. Периодически бутылочную пробку вообще убирали, оставляя только цилиндр. То, каким образом пчела производила поиск сиропа и, возвращалась в улей, регистрировалось при помощи видеокамеры. Траектория пчелы по мере приближения и затем удаления от цилиндра (черный кружок) и источника пищи (крестики). Очевидно, что прежде чем приземлиться, пчела повернулась по направлению к югу, и тотчас после взлета снова ориентировалась на юг. Благодаря этому она видела зрительный ориентир и приманку (сахарный сироп) каждый раз под определенным углом. Объяснить подобное поведение только ориентированием пчелы по звездному небу нельзя. Пчела поворачивается строго на юг и во время дождя, при закрытом облаками небе, когда невозможно использовать небо в качестве ориентира. На основе этих наблюдений можно сделать вывод, что пчела каким--то образом способна различать, где юг, север, восток или запад.

То, что пчелы чувствительны к магнитным полям, было показано в опытах с пчелами при накрытии их брезентом и использовании магнитных полей, смещающих магнитный северный полюс. Пчелы по-прежнему ориентировались на «юг», но это направление было «югом» данного (искусственного) магнитного поля. То, каким образом изменение магнитнего поля приводит к изменению поведения и распознавания пчелою образов, до сих пор неизвестно. Подобного рода сенсорные механизмы отсутствуют у человека, но имеются у таких животных, как птицы, черепахи и у некоторых беспозвоночных.

Зачем нужно изучать нервную систему беспозвоночных

Нервная система беспозвоночных служила ключевым фактором в исследовании огромного диапазона вопросов, посвященных биофизике, клеточным аспектам биологии и развитию нервных клеток. Удивительно, что фундаментальные механизмы развития и функционирования НС остаются очень схожими от вида к виду в процессе эволюции. Довольно часто в экспериментах, выполненных на беспозвоночных, получали данные, необходимые, чтобы начать изучение данных проблем у млекопитающих. Например, большой рывок в развитии техники тонких срезов головного мозга млекопитающих (slice technique) был сделан благодаря работам, выполненным на ганглиях беспозвоночных, где можно разглядеть в микроскоп отдельные нейроны во время проведения среза. Работы Хартлайна по исследованию глаза мечехвоста (horseshoe crab) стали ключевым стимулом для работ Куффлера на сетчатке кошки. В то же самое время тщетно надеяться понять, каким же образом зрительные корковые зоны обезьян осуществляют свои функции, при помощи экспериментов с беспозвоночными. В чем же тогда «польза» от подобного рода исследований по навигации пчел и муравьев? Во-первых, можно предположить, что, хотя мы и не способны воспринимать поляризованный свет и магнитные поля, принципы, используемые беспозвоночными для анализа сенсорной информации и перевода их в определенного рода двигательные команды, так или иначе все равно используются в нервных системах более высокоразвитых организмов. Во-вторых, работы на беспозвоночных иллюстрируют общую позицию биологии: т. е. нейробиология занимается изучением не только головного мозга, но и другими широкими проблемами. И, конечно, есть особая прелесть в том, чтобы понять, как крохотный мозг пиявки, пчелы или муравья способен выполнять изумительные сложнейшие расчеты, без которых особь не смогла бы выжить

Беспозвоночные демонстрируют большое разнообразие сложных типов поведения. Свойства нейронов и глиальных клеток беспозвоночных аналогичны свойствам клеток позвоночных. ∙ НС беспозвоночных состоит из сотен или тысяч нейронов. Каждый вид беспозвоночных имеет определенные преимущества для изучения тех или иных вопросов нейробиологии. Свойства отдельных нервных клеток и синапсов можно использовать для объяснения поведения животного и его изменений.∙Объективное изучение поведения пролило свет на многие фундаментальные принципы нейробиологии. Не все работы, выполняемые на ЦНС беспозвоночных, непременно имеют цель понять механизмы работы мозга человека. Некоторые проблемы беспозвоночных сами по себе привлекательны для изучения.

Литература

1. Пенроуз Р. НОВЫЙ УМ КОРОЛЯ. О компьютерах, мышлении и законах физики.

2. Грегори Р.Л. Разумный глаз.

3. Леках В.А. Ключ к пониманию физиологии.

4. Гамов Г., Ичас М. Мистер Томпкинс внутри самого себя: Приключения в новой биологии.