Познание закономерностей живой природы часто требует огромных жертв, труда, терпения, настойчивости. Высокие подвиги ума, подлинные победы воли, рожденной благородным устремлением к точному знанию, живут в тысячах правильно поставленных экспериментов ученых, в тысячах успешно завершенных поисков исследователей. История науки знает множество опытов, поразительных по тонкости замысла и технике исполнения, строгих и отточенных мыслью, прекрасных и воодушевляющих, как истинные творения гениев. Вспомним хотя бы опыты К— Тимирязева, в которых изучалось значение разных частей спектра для процессов ассимиляции, протекающих в хлорофилле зеленого растения. Опыты физика П. Лебедева, взвесившего силу давления, производимого солнечным лучом. И. Павлова, который по числу капель желудочного сока, вытекающего из трубки, введенной во внутренние органы подопытного животного, регистрировал самые тонкие изменения состояния его нервной системы.
Эти подвиги ума, эта настойчивость необходимы не только в исследованиях, результаты которых озаряют светом обширные области фактов и явлений. Они необходимы и при решении маленьких, частных вопросов, выяснение которых представляет будни науки. Немало таких опытов пришлось проделать исследователям, например, при изучении летной деятельности пчел, при анализе различных устройств их летательного аппарата.
Что дает пчеле возможность летать?
Грудь ее, по размерам значительно уступающая горошине, сверху и снизу охвачена хитиновыми полукольцами, которые покрывают сплетение мышц, приводящих в движение шесть ножек и четыре крыла.
Эти четыре крыла способны нести пчелу по воздуху со скоростью до шестидесяти пяти километров в час, то есть более километра в минуту. С полной нагрузкой пчела летит медленнее — километр минуты за три.
Прозрачные и отливающие перламутром перепончатые крылья пчелы расчерчены вдоль и вкось креплениями полых жилок. Они — каркас крыла. В спокойном состоянии крылья лежат от груди к брюшку в два слоя, параллельно продольной оси тела.
В полете пчелиное крыло делает за минуту больше двадцати пяти тысяч взмахов, за секунду — четыреста сорок.
При этом сами крылья пчелы полностью лишены мускулов. Закрепленные основаниями между спинным и брюшным полукольцами груди, крылья поднимаются и опускаются краями грудных полуколец, которые образуют здесь сильный рычаг.
Полукольца же приводятся в движение двумя группами мускулов: одни расположены вдоль груди, другие — вкось. Все мускулы крайне бедны нервами, сеть которых обычно в каждом органе тем гуще, чем интенсивнее он действует.
Непонятно стало, как же в этом случае могут с такой быстротой работать крылья, раз мускулы бедны нервами.
Чтобы разложить раооту крыльев на отдельные движения, пришлось применить скоростную киносъемку «лупой времени» — аппаратом, производящим тысячу и больше снимков в секунду.
Когда заснятые такой «лупой» фотографии демонстрируются затем с обычной для кино скоростью — двадцать четыре кадра в секунду, движение воспроизводится замедленным во много десятков раз. Это и дало возможность увидеть на экране важные подробности техники полета.
Анализ снимков показал, что пчела, готовясь к летному старту, подвигает крылья вперед и прочно связывает передние и задние крылья в два треугольных воздушных весла, которые поднимаются почти под прямым углом к груди.
Скоростная съемка помогла увидеть, как расправленные крылья сразу начинают двигаться, описывая почти полный круг, едва не смыкаясь над спиной и опускаясь вниз, насколько это возможно, чтобы не ударяться о ножки.
Изучение движений крыльев сделало понятным, почему пчела, как геликоптер, с места поднимается в воздух.
Пчеле, работающей на цветках, такая способность совершенно необходима.
Зоологи-анатомы подробно описали и проанализировали механизм действия крыльев, мускульного двигателя и важных деталей той оснастки, которая обеспечивает маневренность летящей пчеле, способной на редкость быстро и круто менять силу и направление полета. Однако множество существенных подробностей остается все еще невыясненным и ждет исследования. Немало интересного расскажут эти исследования не только биологам, но, может быть, и специалистам по аэродинамике.
Напомним, что К. Циолковский в своих работах, посвященных вопросу о возможности осуществления полетов более простыми средствами, не раз напоминал о природных летательных аппаратах, в частности и о насекомых. Он писал: «Если аэропланы когда-нибудь заменятся орнитоптерами, то разумное устройство их потребует от нас еще более тщательного изучения полета птиц и насекомых». Этой же точки зрения придерживался, как известно, и один из величайших теоретиков воздухоплавания — Н. Жуковский.
Возвращаясь в улей, рабочая пчела на лету продолжает щеточками счищать с тела и ножей (правой — с левой стороны, левой — оправа) пыльцу, которую она на лету же спрессовывает и укладывает в особые углубления на задних ножках. Округлые комочки пыльцы (обножка) висят по бокам пчелы наподобие настоящих корзиночек и в старых детских сказках пчела с обножкой часто изображалась заботливой хозяйкой, спешащей с рынка с двумя корзинками продуктов.
Приземляясь после полета, пчела совершает посадку на шесть точек. При ходьбе, неправильно называемой ползанием, она опирается на три точки, передвигая с каждым— шагом две ножки с одной стороны тела и одну — с другой.
Сила, развиваемая пчелой при ходьбе, довольно велика: пб шероховатой поверхности пчела способна тащить груз, в двадцать раз превышающий вес ее тела (лошадь, к примеру, везет обычно груз, равный ее собственному весу).
Коготки лапки, то есть последних члеников каждой из ножек, дают возможность пчеле легко двигаться по вертикальной поверхности, например, сотов или стебля растения, а подушечки между коготками, присасываясь к гладкой поверхности, позволяют быстро ходить даже по отвесно стоящему шлифованному стеклу или по потолку — вверх ногами.
Строение ножек у разных форм насекомых отличается, как известно, чрезвычайным разнообразием. Здесь можно видеть множество интереснейших ходильных и бегательных устройств, приспособленных для применения на горизонтальной плоскости, на наклонных и вертикальных поверхностях, а также для хождения и бега вверх ногами. Немало есть и ног, так сказать, специального назначения: прицепные ноги паразитов, прыгательные задние ноги некоторых прямокрылых и блошек, передние прыгательные ноги некоторых видов тлей, плавательные ноги водяных клопов и вертячек, поплавкозые и рулящие ноги скользящих по поверхности воды клопов водомерок, опорные и гребные ноги живущих под водой плавунцов и гладышей, хватательные ноги хищных богомолов, роющие и копательные ноги медведок…
Во всем этом ряду собирательные ноги пчел занимают особое место.
Строение каждой пары ножек, форма каждого их членика, расположение и число щетинок и волосков на них говорит об орудийном характере этих органов.
Слово «организм», писал К. Тимирязев, включает понятие об орудии, а понятие об орудии предполагает понятие об употреблении, об отправлении, о служебном значении.
Интересно с этой точки зрения подробнее рассмотреть ножки пчелы.
Они служат ей не только для передвижения, но и для сбора корма, строительства сотов, чистки тела. На этих процессах орудийный, служебный характер их строения раскрывается особенно наглядно. Ф. Энгельс называл пчел производящими животными с органами-орудиями. Наблюдение и показывает, что форма разных щетинок, кисточек, гребней, ушков, шилец, щипчиков, характер сочленений и профили кривизны превращают ножки в орудия если не универсального, то столь разностороннего назначения и в то же время столь совершенные, что они производят впечатление настоящих рабочих инструментов.
Установлено, например, что волоски на передних ножках служат пчеле для собирания пыльцы с передних частей тела и для чистки сложных глаз. В последнем случае они оказываются в некотором роде как бы глазными «веками» пчелы.
В первых члениках лапки передних ножек хорошо заметны правильные округлые вырезы, которые, закрываясь шиповатым отростком голени, наглухо смыкаются, с ним, образуя сплошные кольцевые гребни, сквозь которые протаскиваются при чистке усики. На голени средних ножек выделяется шильце — шпорка, при помощи которой сбрасывается в ячейки обножка, принесенная в улей. Между голенью и первым члеником лапки на задних ножках существуют пыльцевые щипчики, которые используются для формирования обножки. Окаймленный крепкими и короткими волосками и щетинкамн участок голени и образует «корзинку», которая уже упоминалась в нашем рассказе.
Но и это еще не все: на задних лапках нетрудно рассмотреть густые щетинки. Ими молодая пчела очень ловко снимает с себя восковые пятиугольные пластинки, выделяемые железистыми клетками на нижней стороне брюшка.
