Продажа меда с собственной пасеки от сайтпчеловодов.рф краснодарский край, кавказское предгорье разнотравье 700 руб/кг (сбор 2019г) Санкт-Петербург +7-911-2269001 (whatsapp)

Ориентация пчел в геомагнитном поле-1

orientatsiya-pchel-v-geomagnitnom-pole-1

Ориентация пчел в геомагнитном поле

Магнитивная восприимчивость медоносных пчел. Еще М. Фарадей (1845 г.) обнаружил, что многие вещества биологического происхождения (кость, высушенная мышечная ткань, кожа и др.) обладают магнитной восприимчивостью. Она выражается в изменении механической силы, действующей на объект, помещенный в неоднородное магнитное поле (МП). Вещества, притягивающиеся к магниту, были названы парамагнитными (от para-вдоль, около), отталкивающиеся-диамагнитными (от dia – поперек). Сила, действующая на тело, помещенное в МП, зависит от общего содержания веществ, обладающих магнитными свойствами. Например, парамагнитными свойствами обладает кислород, калий, алюминий; ферромагнитными – железо, кобальт, марганец, хром; диамагнитными – серебро, свинец, медь и др.
Диамагнитные вещества намагничиваются в направлении, обратном действующему полю, ослабляя его. У парамагнитных веществ положительная магнитная восприимчивость. У первых она немного меньше единицы, у вторых – больше единицы. В отличие от диа – и парамагнитных веществ ферромагнитные обладают
очень высокой намагничиваемостью. Их магнитная восприимчивость достигает нескольких десятков, а иногда тысяч единиц. Поэтому ферромагнитные вещества могут намагничиваться в одинаковом магнитном поле сильнее, чем диа – и парамагнитные, в сотни тысяч раз. К особенностям ферромагнитных веществ относится также то, что они сохраняют магнитное поле после прекращения намагничивания.
Ферромагнитными свойствами обладает магнетнт. Он обнаружен в виде кристаллов в клетках магнитотаксических бактерий (Frankel et al., 1979; Balkwill et al., 1980).
Изолированные кристаллы обладают сильным остаточным магнетизмом, который составляет 9 • 10″4 электромагнитной единицы на 1 г сухого вещества. Для кристаллов характерна доменовая структура (спонтанная намагниченность ограничена небольшими областями, которые ориентированы друг к другу так, что в целом ферромагнетик оказывается немагнитным; эти области называют доменами). Цепочки магнетита образуют в цитоплазме бактерий магнитный диполь с моментом, равным сумме моментов всех кристаллов. Эти образования выполняют функцию биомагнитного компаса, благодаря которому бактерии ориентируются в магнитном поле. Для этого достаточна напряженность 8 А/м (Frankcl, Blakemoze, 1980). Предпринимавшиеся попытки размагничивание магнитотаксических бактерий не имели успеха. Это позволяет считать магнитный диполь бактерии одним доменом.
Способность птиц ориентироваться в магнитном поле также объясняется наличием у них кристаллов магнетита. Остаточный магнетизм вещества, локализованного в голове и шее голубей, составляет 10″7-10″6 электромагнитной единицы. Каждый из кристалликов магнетита обладает свойствами доменов с магнитным моментом 3 ¦ 10 м магнитной единицы. В области локализации этого магнитного вещества ткань размером 2 * 1 мм содержит от 107 до 108 доменов магнетита. Этого достаточно для восприятия вариаций напряженности магнитного поля порядка 400 нЭ (Yorke, 1981). Предполагается, что детектор магнитного поля у птиц представляет собой структуру, включающую в себя магнетит, соединенный с нервными волокнами. Установлено, что индуцированный остаточный магнетизм присущ многим перелетным птицам. С этих позиций находит объяснение возможность ориентации птиц по геомагнитному полю.
Поиск магнетита проведен также в теле пчел. Его кристаллы размером 300-350 А обнаружены в тканях передней части брюшка (Gould et al., 1980). У живых пчел величина естественного остаточного магнетизма составляет 1,2 • 10″” электромагнитной единицы, что эквивалентно полю, создаваемому 1,5 млн доменов магнетита. Магнитные поля ориентированы поперек оси тела.
У взрослых пчел и куколок старших возрастных групп не обнаружено различий по показателям магнетизма, а у яиц, личинок и молодых куколок остаточный магнетизм не регистрируется или он составляет всего 0,2-0,4 • 10~6 электромагнитной единицы. С помощью электромагнита переменного тока напряженностью 1,68 • 105 А/м удалось демагнитизировать пчел до 0,01 • 10~6 электромагнитной единицы (Gould et al., 1980). На основании этих исследований предполагается, что способны воспринимать колебания напряженности магнитного поля около 8 • 10~3 А/м.
Отношение биомассы тела пчел к магнитному полю прослежено С. А. Павловичем (1985). Он использовал в своих опытах аналитические весы, на одну из чашек которых тонкой медной проволокой была прикреплена вакуумированная пробирка с измельченным гомогенатом пчел. Гомогенат располагался в электромагните в средней точке зазора с напряженностью 4 • 105 А/м. Навеска исследуемой биомассы, измельченной в фарфоровой ступке, равнялась 0,5 г. Точность измерения магнитной восприимчивости находилась в пределах ±0,006 • 10~6.
Оказалось, что магнитная восприимчивость общей биомассы пчел была в среднем -0,405 • 10~6. Попытка С. А. Павловича найти связь между содержанием магнетита и магнитной восприимчивостью не имела успеха. Он не обнаружил различий во взаимодействии с магнитным полем препаратов брюшка, где локализован магнетит, а также других частей тела, в которых не содержится это вещество. Очень низкий уровень диамагнетизма зарегистрирован в черепном отделе голубей и брюшном отделе пчел (от -0,402 • 10~6 до -0,412 ¦ 10~6). Однако эти результаты не могут использоваться ни для опровержения, ни для подтверждения сведений о содержании магнетита, так как методика, применявшаяся С. А. Павловичем, не позволяет анали-
зировать содержание веществ, обладающих свойствами доменов. Описанные результаты свидетельствуют лишь о диамагнитных свойствах биоммассы пчел.
Отношение к суточных вариациям геомагнитного поля
Пчелы-сигналыцицы, танцуя на вертикальной поверхности неосвещенного солнцем сота, ориентируются по вектору гравитационной силы. В соответствии с изменением положения солнца относительно улья и указываемой цели меняется направление прямолинейного продвижения пчелы, во время которого она машет брюшком и генерирует звук (см. «Организация группового поведения»). Точность указания этого направления меняется в течение дня в зависимости от того, под каким углом к вертикали перемещается сигнализирующая пчела. Отклонение указываемого пчелой направления от реального возрастает с увеличением угла между прямолинейным продвижением пчелы и вертикальной линией. Направление отклонения меняется в зависимости от угла между траекторией движения пчелы и вертикалью (рис. 35). Подобно этому ведут себя сигналыцицы при отклонении сота от вертикального положения. Если же пчела перемещается на горизонтальной поверхности сота, с которого видно солнце или участок неба, то указываемое ею направление не уконяется от направления к цели (Frisch, 1965; Frisch, Lindauer, 1961).
Наряду с отклонениями в указании направления, связанными с изменением положения тела по отношению к вектору гравитационной силы, обнаружены отклонения, синхронизированные с суточной динамикой вариаций МП Земли. При этом угол максимального отклонения в течение дня достигает 30-35 (Frisch, Lindauer, 1961). Связь таких отклонений с вариациями земного магнетизма подтверждена опытами, в которых естественное МП ослабляли или усиливали (Lindauer, Martin, 1968). Для этого наблюдательный улей помещали в катушки Гельмгольца диаметром 2 м.
В результате компенсации МП Земли до 0-5% угол максимального отклонения направления движения пчелы от реального уменьшался в среднем в 3,4 раза (см. рис. 35). Среднее значение уклонения угла в сторону его увеличения уменьшалось в 1,75, в сторону уменьшения – в 1,52 раза. Увеличение напряженности до уровня, превышающего земное МП в 9-13 раз, приводит к противоположным последствиям: угол отклонения и вариабельность его изменения резко возрастают. Максимальные увеличения угла отклонения по сравнению с нормой возрастают до 2 раз.
Обнаружена некоторая задержка в реагировании пчел на компенсацию МП и восстановление его нормального уровня, а также наличие адаптации к полю повышенной напряженности. В случае компенсации земного МП уменьшение угла отклонения направления движения сигналыцицы происходит примерно через 30 мин. После отключения компенсирующего поля нормальное отклонение угла, характерное для определенного времени суток, восстанавливается за 10-15 мин. В МП, напряженность которого в 9-13 раз превосходит земную, заметная нормализация направления движения (угол отклонения приближается к естественной суточной динамике) происходит через 48 ч непрерывного действия этого стимула.
Таким образом, пчелы довольно точно ориентируются по вектору гравитационной силы. Уклонение от него, обнаруженное у пчел-сигнальщиц, связано с реализацией врожденной программы поведения, побуждаемой суточными вариациями геомагнитного поля. Об этом свидетельствуют суточная цикличность динамики отклонений направления движения сигналыциц по отношению к вектору гравитационной силы и правильный выбор направления полета к цели особями, мобилизуемыми сигнальщицами (Frisch, 1965). Судя по отношению пчел-сигнальщиц к компенсации или усилению МП Земли, отклонение угла их перемещения от реального направления к цели связано в значительной мере с суточными вариациями земного магнетизма. Поскольку диапазоны невозмущенных (спокойных) вариаций вертикальной и горизонтальной составляющих МП Земли не выходят за пределы 13 и 25 нТл, то порог чувствительности к магнитной индукции не должен превышать эти значения.
Онтогенез в магнитном поле различной напряженности
Влияние величины магнитного потока на развивающихся пчел изучали со стадии предкуколки до окончания постэмбрионального развития. Для этого небольшие участки сотов с запечатанным расплодом помещали между большими плоскостями постоянных магнитов размером 75 х 55 х 20 мм. Они укреплялись на расстоянии 65 мм друг от друга. Один из крайних магнитов был обращен к среднему одноименным, а другой – разноименным полюсом. Плотность магнитного потока между первым и вторым магнитом (в их центральной части) приближалась к нулю, а меду вторым и третьим составляла около 400 Гс. Контрольная группа развивающихся пчел находилась вне зоны действия магнитов. Все 3 сота размещались в термостате, в котором поддерживалась температура 34 ± 0,2 С.
В МП с высокой плотностью магнитного потока обнаружено небольшое увеличение крыла, 3-го тергита и хоботка. Длина крыла изменилась в среднем на 1,1%, его ширина – на 2,6, длина 3-го тергита и хоботка – на 2%. МП практически не повлияло на размер второго крыла и количество зацепок на нем (табл. 4). Компенсация и значительное увеличение МП оказало сходное влияние на дискоидальное смещение жилок кубитальной ячейки. Они сместились в отрицательную сторону. Б контроле с нулевым дискоидальным смещением крыла было 51 % пчел, с отрицательным – 39 и с положительным – 10%. Среди пчел, развивавшихся между одноименными полюсами магнитов, было 71,4% особей с отрицательным и 3,6% с положительным дискоидальным смещением. Его совсем не обнаружено у пчел, развивавшихся между разноименными полюсами магнитов, а количество особей с отрицательным смещением возросло в этом случае до 84,8%. Следовательно, магнитные аномалии повлияли больше всего на изменение дискоидального смещения в сторону положительного смещения и незначительно – на размеры переднего крыла, хоботка и 3-го тергита.
Пчелы, покидая гнездо, затрачивают наибольшую часть времени и энергии на полет. По опорному субстрату они передвигаются лишь к летку, у цели полета и при возвращении в гнездо от летка или передней стенки жилища. Пчелы, находящиеся в жилище, много перемещаются по поверхностям гнездовых построек. Внегнездовая активность лимитируется в основном температурой и освещенностью. С физическими факторами среды связано также изменение внутригнездовой активности (см. «Организация группового поведения»).

Total Page Visits: 30 - Today Page Visits: 1
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Сайт для пчеловодов и пасечников
Добавить комментарий