Передача информации

Наблюдения за жизнью и поведением насекомых, в особенности таких, как муравьи и пчелы, показали, что они способны передавать друг другу информацию.

Достаточно хоть одной пчеле обнаружить поставленное на некотором расстоянии от пасеки блюдце со сладким сиропом, как тотчас же появляется множество других пчел из ее улья. Причем вовсе не обязательно, чтобы в этом массовом походе за провизией участвовала пчела-первооткрывательница. Она каким-то иным образом дает знать обитателям родного улья о своей находке. Эта информация, как правило, бывает полной и точной. Прилетевшим на "аврал" пчелам до мельчайших подробностей известно и о дороге к блюдцу, и о характере самой пищи.

Детальному исследованию этой, как и многих других способностей пчел, мы обязаны известному австрийскому натуралисту Карлу Фришу. Сконструировав специальный улей со стеклянной стенкой, Фриш и его сотрудники увидели такую картину. Обнаружив кормушку и нагрузившись сиропом, пчела, которую исследователи пометили пятнышком краски, полетела к улью. Там она протиснулась в толпу других пчел, облепивших соты, освободилась от принесенного в зобике сиропа и начала кружиться на месте, делая выпады то в ту, то в другую сторону. Зрители, столпившиеся вокруг танцовщицы, то и дело касались ее своими усиками, где у медоносных пчел расположены органы обоняния. Время от времени кто-нибудь из них покидал улей и вскоре появлялся у блюдечка с сиропом.

Фриш назвал такой танец круговым. Как показали дальнейшие опыты, это наиболее простой танец, означающий, по-видимому, следующее: "Найдено много корма по соседству, вылетай и ищи недалеко от улья!". Если при тех же условиях источник пищи скуден, пчела, вернувшись в улей, не танцует.

Дополнительную информацию дает пчелам запах пищи, который сохраняется на бархатной спинке танцовщицы. Если пчела прилетела издалека и запах успел выветриться, то она во время танца отрыгивает из зобика капельки взятка, чтобы зрители знали, как пахнет пища.

Но пчелам зачастую приходится летать за кормом довольно далеко от улья, иногда за два километра и более. В этом случае одного кругового танца мало, надо ведь сообщить о расстоянии. Пчелы и с этой задачей успешно справляются при помощи танца, только несколько отличного от первого. Прилетевшая с отдаленной кормушки пчела, виляя брюшком, пробегает в улье сначала по прямой линии, потом описывает полукруг радиусом в 2-3 ячейки, затем снова движется по прямой, после чего опять делает полукруг, но уже в другую сторону. Такой танец, исполняемый в форме повторяющихся восьмерок, назвали виляющим.

Постепенно удаляя кормушку от улья, исследователи установили, что круговой танец сменяется виляющим, начиная с расстояния в 50-80 м. Причем чем дальше кормушка, тем медленнее танец, но быстрее виляние. Если пчела за 15 сек описывает 9-10 восьмерок, значит, до кормушки 100 м. Если за это время она делает 7 восьмерок, - расстояние 200 м. Четыре с половиной восьмерки соответствуют одному километру, две-пяти километрам.

Однако необходимо указать своим собратьям не только расстояние до источника пищи, но и направление по солнцу. Для этого служат прямолинейные па танца. То, что пчела движется не в горизонтальной плоскости, а в вертикальной (соты висят в улье сверху вниз), не является помехой. Прямое указание о направлении пчелы заменяют относительным, используя силу тяжести, тем более что солнца из улья все равно не видно. Когда танцующая пчела, виляя брюшком, бежит вверх по сотам, это означает, что корм находится в той же стороне, что и солнце. Если танцовщица бежит вниз, значит, пищу надо искать в противоположной от солнца стороне. Танец, исполняемый под углом к вертикали, свидетельствует о том, что лететь надо под соответствующим углом к солнцу.

Любопытно, что в специально сделанном улье с горизонтально расположенными сотами и отверстием, через которое видно солнце или хотя бы кусочек неба, пчелы относительное указание направления тут же заменяют прямым, т. е. непосредственно по положению солнца. Если же такой улей полностью затемнить, то, не видя солнца и не имея для танца площадки с верхом и низом соответственно силе тяжести, пчелы лишаются возможности передавать информацию о местонахождении пищи.

Подобные явления происходят и в муравейнике. Но, поскольку мы коснулись муравьев, расскажем о качественно ином способе передачи информации, связанном с их жизнью.

Матка муравьев сносит за день огромное число яичек. Рабочие муравьи тут же подхватывают их и относят в специальные помещения муравейника. Все это время матку кормят, поят и ухаживают за ней. Как же муравьи узнают, сколько матке нужно пищи? Исследователи заметили, что рабочие муравьи все время ощупывают усиками жирное, лоснящееся от выделений брюшко матки. "Анализируя" химический состав выделений, муравьи и определяют, что именно требует организм матки в данный момент, и соответственно этому поставляют необходимое или прекращают кормление.

Здесь ярко проявляется информационная обратная связь по цепочке: организм матки - состав выделений - рабочий муравей - пища (или вода) - организм матки.

Муравьям, пчелам и другим насекомым посвящено много ценных исследований. Однако лишь совсем недавно на их удивительные способности к ориентации, локации, передаче информации и т. д. обратили внимание инженеры, главным образом специалисты в области электроники и приборостроения.

Многое о процессах саморегуляции, обучения и самоорганизации живых организмов уже было известно биологам, но они в своих исследованиях не шли дальше добросовестного описания и констатации фактов.

Благодаря развитию современной математики, физики, теории информации, благодаря сложным электронным приборам и аппаратам стало возможным широкое использование в науке и народном хозяйстве многочисленных "патентов" живой природы. В этой области еще немало проблем, требующих решения, не говоря уже о том, что техническое воплощение большинства процессов, свойственных живым системам, невозможно без внимательной и точной их оценки, тщательного измерения и экспериментального моделирования. Однако уже сейчас нет сомнения в перспективности бионического подхода к изучению живой природы, в частности мира насекомых.