Пчёлы спят. А после бессонной ночи могут менее точно сообщать соседкам, куда лететь за кормом. Это проверили в опыте с магнитами и крошечными металлическими метками.[1]
Для этого сначала нужно было научиться отличать сон от обычной неподвижности.
Сон можно заметить по усикам
Неподвижная пчела ещё не обязательно спит. Поэтому учёные наблюдают сразу за несколькими признаками. Они смотрят на позу, движения усиков и реакцию на внешнее воздействие.[2]
В работе 2008 года пчёл снимали на видео в течение суток. Чтобы оценить глубину сна, исследователи проверяли их реакцию на световой импульс. По мере погружения в сон усики становились менее подвижными, а разбудить пчелу было труднее. По поведению удалось различить три состояния сна.[2]
Есть и другая проверка. Если сон нужен организму, после его нехватки должно что-то измениться.
В исследовании 2004 года пчёлам-сборщицам не давали спать 12 часов. В начале следующего тёмного периода они дольше оставались с неподвижными усиками. Удлинялись и отдельные эпизоды такой неподвижности. Авторы связали это с более глубоким сном после недосыпа. Дневное беспокойство такого же эффекта не вызвало.[3]
Получается, пчела не просто замирает на ночь. Её потребность во сне поддаётся экспериментальной проверке.
Иногда спальня — это ячейка
Спящую пчелу можно найти и на поверхности сота, и внутри ячейки. Во втором случае снаружи виден почти один кончик брюшка. Разглядеть усики уже не получится.[4]
В 2020 году исследователи устроили наблюдательный улей так, чтобы видеть ячейки сбоку. Видеосъёмку дополнили тепловизором. Это помогло отличать спящих пчёл от тех, которые согревали расплод.[4]
И те и другие могли выглядеть неподвижными. Разницу выдавали дыхательные движения брюшка. У спящих пчёл серии движений чередовались с длинными паузами. При обогреве движения шли непрерывно.[4]
Устройство сотов долго скрывало часть этой жизни. Пчела исчезает в ячейке — а выяснить, чем она там занята, удаётся только при более внимательном наблюдении.
У молодых свой распорядок
У пчёл-сборщиц сон приходится главным образом на ночь. Молодые рабочие пчёлы могут спать и днём, и ночью. При этом их сон устроен несколько иначе.[2]
В том же исследовании 2008 года сравнивали сборщиц и молодых пчёл примерно трёхдневного возраста. Каждую наблюдали отдельно. У молодых обнаружили те же три состояния сна. Но они чаще переходили из одного в другое и больше времени проводили в самом поверхностном.[2]
Так что описать сон всех пчёл одним ночным расписанием не получится. Даже внутри одного вида возраст связан с заметными различиями.
Магнитный будильник и неточный танец
Теперь вернёмся к опыту с металлическими метками. В исследовании 2010 года одним пчёлам прикрепили на спинку стальные диски. Другим достались медные диски такого же размера и массы. Магниты тревожили обладательниц стальных меток, а медные на них не реагировали.[1]
На следующий день учёные записывали пчелиные танцы. В танце пчела повторяет короткие пробежки с вилянием брюшка. Их наклон относительно вертикали сообщает направление к корму. У невыспавшихся пчёл углы сильнее различались между повторениями. Сообщение получалось менее точным.[1]
При этом для передачи расстояния такой разницы не обнаружили. Пчёлы продолжали посещать кормушку и танцевать.[1]
Опыт не показал, что после плохой ночи пчела забывает всё на свете. Он позволил заметить конкретный сбой в общении — вырос разброс в указании направления.
Ночь помогает запомнить дорогу
В 2012 году исследователи проверили другую задачу. Пчёл увозили от привычной кормушки и выпускали в неожиданном месте. Им приходилось искать дорогу к улью. При повторном выпуске можно было проверить, что сохранилось от предыдущего опыта.[5]
После первого возвращения часть пчёл оставляли спокойно провести ночь. Другим мешали спать. На следующий день их снова выпускали в том же месте.[5]
У нормально спавших пчёл успешность возвращения при повторной попытке выросла. У лишённых сна такого улучшения не обнаружили.[5]
Особенно интересно, что бессонная ночь перед первым знакомством с задачей не дала такого же результата. В этом опыте важен был сон после обучения.[5]
Авторы связали результат с закреплением навигационной памяти. Пчела уже проделала путь домой. Но чтобы воспользоваться этим опытом завтра, ей помогала спокойная ночь.
Запах, который возвращается во сне
Ещё один опыт позволил вмешаться в этот процесс без пробуждения.
В исследовании 2015 года пчёлы проходили обучение в присутствии определённого запаха. Он был частью обстановки, в которой они получали новый опыт. Позже во время глубокого сна им снова подавали тот же запах.[6]
На следующий день эти пчёлы лучше справлялись с проверкой памяти. Если во сне подавали незнакомый запах или знакомый запах возвращался во время бодрствования, такого улучшения не было.[6]
Значение имело сочетание двух условий — запах уже сопровождал обучение, а его повторение приходилось на глубокий сон. Это поддерживает вывод о том, что во сне у пчёл продолжается закрепление памяти.[6]
О содержании пчелиных сновидений этот опыт ничего не сообщает. Учёные измеряли вполне конкретную вещь — насколько хорошо на следующий день сохранилось выученное. И знакомый запах во время сна помог его сохранить.
Источники
- Klein B. A., Klein A., Wray M. K., Mueller U. G., Seeley T. D. Недосып снижает точность передачи направления в пчелином танце. PNAS, 2010. Опыт с магнитами, стальными и медными метками.
- Eban-Rothschild A. D., Bloch G. Различия в устройстве сна у сборщиц и молодых медоносных пчёл. Journal of Experimental Biology, 2008. Видеонаблюдения и проверка реакции на свет.
- Sauer S., Herrmann E., Kaiser W. Лишение сна у медоносных пчёл. Journal of Sleep Research, 2004. Изменения сна после 12 часов вынужденного бодрствования.
- Klein B. A., Busby M. K. Сон внутри ячейки сота. PeerJ, 2020. Наблюдения за дыхательными движениями и тепловизионная съёмка.
- Beyaert L., Greggers U., Menzel R. Медоносные пчёлы закрепляют навигационную память во сне. Journal of Experimental Biology, 2012. Повторные выпуски пчёл после перемещения и лишения сна.
- Zwaka H. и соавторы. Повторение запаха из обстановки обучения во сне улучшает память у пчёл. Current Biology, 2015. Знакомый запах во время глубокого сна и проверка памяти на следующий день.