Жужжащие. Естественная история пчёл - Тор Хэнсон

Позади головы у пчелы располагается грудной отдел, где собраны самые невероятные вещи. В 1930-е гг. французский энтомолог Антуан Маньян как-то в шутку отметил, что полет насекомых нарушает законы аэродинамики. Похожее заявление приписывают немецкому физику и швейцарскому инженеру[54] той же поры. Со временем данное представление стало неразрывно ассоциироваться с одним конкретным насекомым — шмелем, чье мохнатое тело выглядит слишком крупным по сравнению с крыльями. Как культурный мем «невозможность» полета шмеля стала сейчас расхожей аллегорией, всплывающей повсюду, от проповедей и политических речей до книг по самосовершенствованию, и означающей «осуществление неосуществимого». Основательница Mary Kay Cosmetics, чье имя носит эта сетевая компания, зашла так далеко, что сделала шмеля ее талисманом и даже раздавала усыпанные алмазами броши в виде пчел, чтобы мотивировать команду дистрибьюторов, состоящую из «женщин, которые не знали, что могут летать»[55]. Хотя это правда, что пчелы не способны планировать подобно летательным аппаратам с неподвижным крылом, совершенно очевидно, что они прекрасно летают благодаря тому, что их крылья постоянно двигаются. Маньян, как и другие ранние исследователи полета насекомых, прекрасно понимал, что аэродинамика тут совсем иная, но вплоть до недавнего времени оставалось загадкой, каким образом пчелиные крылья создают подъемную силу.

Покоясь на булавке, моя солончаковая пчела держит свои крылья приподнятыми, как если бы она застыла прямо в полете. При близком рассмотрении они напоминают витражные стекла, которым не хватает красок; тонкие, как целлофан, они укреплены сетью темных каркасных жилок. С каждой стороны у пчелы по два крыла, которые зачастую выглядят как одно, так как удерживаются вместе благодаря хитроумному устройству, состоящему из крошечных крючков и кармашка. Они вовсе не похожи на жесткие, загнутые на концах крылья самолетов, да им это и не нужно. Тогда как неподвижные крылья создают подъемную силу благодаря своей форме, углу атаки и скорости воздушного потока, пчелиные крылья позволяют своим обладателям летать за счет скорости их работы, двигаясь с частотой, нередко превышающей 200 взмахов в секунду, и адаптируя движения под ветер, сопротивление воздуха и изменчивые вихри, возникающие в ходе полета. Огромная скорость работы пчелиных крыльев озадачивала исследователей: такие сверхбыстрые движения — быстрее скорости отправления сигналов от пчелиного мозга к нервам — представлялись еще одной невероятностью. Но пчелы и ряд других насекомых решают эту проблему благодаря эластичности и природной упругости мышц-антагонистов в грудном отделе. В ответ на каждый отдельный нервный импульс эти мышцы сокращаются подобно вибрирующей после щипка гитарной струне, совершая крыльями 5, 10 или даже 20 взмахов до следующего импульса[56]. С изобретением скоростных кинокамер, способных снимать тысячи кадров в секунду, было выяснено, каким образом эти быстрые взмахи создают подъемную силу. Покадровый анализ видеосъемки показал, что крылья движутся не вверх и вниз, как предполагалось, а совершают возвратно-поступательные движения (вперед, потом назад), как пара весел, и одновременно — ритмические колебательные движения. Использование дыма в экспериментах делает воздушные потоки видимыми, позволяя понять, каким образом быстрое вращение крыльев вокруг основания и постоянное изменение угла атаки создают область пониженного давления, а также вихри с пониженным давлением внутри, которые срываются с верхней поверхности крыльев, еще больше увеличивая подъемную силу[57]. Полученная в результате аэродинамическая картина изменяет наше представление о полете пчел и показывает, что это не аномалия, нарушающая законы аэродинамики, а совершенный процесс, который может послужить образцом при разработке многих устройств — от дронов до ветрогенераторов. Даже громоздкие шмели были реабилитированы: теперь они известны своей поразительной способностью двигаться в разреженном горном воздухе. Гималайские виды шмелей считаются самыми высоко летающими в мире насекомыми: они способны летать на высоте, превышающей гору Эверест[58].

Органы «наземной» локомоции пчелы также прикреплены к грудному отделу в виде шести проворных ног. Хоть и не столь загадочные, как крылья, они все же не менее примечательны. У моей солончаковой пчелы ноги небольшие, толщиной с проволоку канцелярской скрепки, под микроскопом же они становятся похожи на суставные механизмы в стиле стимпанк. Правда, в отличие от стимпанка, где все детали стилизованы, у пчел на ногах каждая бахромка, сочленение или шпора служит своей цели. Например, при сгибании передней ноги крошечная шпора на ней сближается с выростом, расположенным напротив, формируя таким образом идеальное кольцо нужного диаметра для чистки антенн. Понаблюдайте за пчелой, сидящей на цветке, и вы непременно увидите, как она поднимает свои усики и протаскивает их сквозь эти кольца раз за разом, обстоятельно удаляя с них цветочную пыльцу или грязь, чтобы не утратить чувствительности и способности ориентироваться, добираясь домой. На конце каждой ноги два шиповидных изогнутых коготка, которые служат ступней, окружая с обеих сторон мягкую подушечку, функционирующую как присоска. Такая комбинация обеспечивает сцепление, позволяя пчелам удерживаться на гладкой поверхности, словно гекконам. (Из-за наличия коготков пчелу трудно стряхнуть со свитера, а из-за присосок — сдуть с края стакана.)

Мой экземпляр высох с одной приподнятой кверху задней ногой, как у артистки кордебалета. Подобный «изъян» мог выдать любому энтомологу мою относительную неопытность в области накалывания насекомых, зато стали видны некоторые особенности задних ног, выполняющие важную для пчелы функцию, связанную с ее образом жизни. Даже после многих лет хранения на этой самой ноге сверкают комочки золотистой пыльцы, собранной, возможно, с цветка того самого кактуса, где я впервые ее заприметил. Пыльца никуда не делась, потому что удерживается плотной бахромкой разветвленных волосков — так называемой щеточкой. (Представьте, что вы пытаетесь отчистить ворсистый ковер от сахарной пудры — тогда вам все станет понятно.) На других ногах тоже есть свои гребни и кисточки, приспособленные для сбора пыльцы, а также снятия ее с волосков на теле, чтобы затем переместить на щеточку для складирования и транспортировки. Шмели, медоносные пчелы и их близкие родственники ушли в этом отношении на шаг вперед: стали смачивать пыльцу нектаром для формирования плотного шарика, который можно уложить в выемку на задней ноге, имеющую форму корзинки. По пыльце хорошо видно, когда пчелы посещают разные цветущие растения в течение одного вылета: в этом случае комочек на задних ногах будет с полосами разного цвета, будто пестрые клоунские шаровары в былые времена.