Как шмель чувствует электрическое поле цветка

Шмель получает сведения о цветке не только по окраске и запаху. У изученных земляных шмелей обнаружили способность различать электрические поля, окружающие цветы. Электрическое поле — область, где на электрический заряд действует сила. Для насекомого такая физическая особенность может служить дополнительной подсказкой при поиске пищи.

Исследования разделяют два вопроса: использует ли шмель подсказку при выборе и каким образом воздействие достигает его нервной системы. Поведенческий опыт и измерение работы чувствительных волосков проверяют разные части ответа.

Что шмель узнаёт о цветке

В исследовании 2013 года земляные шмели различали электрические признаки цветов. Авторы показали, что поля могут различаться по устройству и рисунку, а насекомые способны использовать эти различия при поиске кормового вознаграждения. Электрические сведения дополняли другие признаки, помогавшие запоминать связь цветка с пищей.

Окружающее поле не является неизменной меткой. Посещение естественно заряженного насекомого может менять электрические свойства цветка. Такие изменения способны происходить быстро, поэтому авторы обсуждали возможность получения сведений о недавнем посещении.

При этом электрический признак не следует понимать как точное показание количества нектара. Исследование установило использование дополнительной подсказки в проверенных условиях. Окраска, форма и запах продолжают участвовать в выборе, а один канал чувствительности не заменяет остальные.

Полезно также различать обнаружение и обучение. Способность почувствовать физическое различие ещё не означает заранее известной связи с пищей. В опыте проверяли, как электрические сведения включаются в сочетание признаков, связанных с вознаграждением. Это результат о работе чувств и приобретённом поведении, а не доказательство сознательного расчёта электрических величин.

Как поле действует на волоски

В работе 2016 года проверяли два возможных чувствительных элемента: усики и тонкие волоски тела. Учёные измеряли их движение под действием заданного поля и записывали ответы нервной системы. Волоски здесь рассматриваются как механически чувствительные структуры, движение которых может передавать сигнал нервным окончаниям.

Поле вызывало отклонение и усиков, и волосков. Однако соответствующий нервный ответ в проведённых измерениях обнаружили у волосков. У усиков электрическое воздействие не давало такого ответа, хотя контрольные проверки подтверждали их реакцию на другие раздражители.

Поэтому движение наружной структуры и обнаружение сигнала нервной системой нельзя считать одним наблюдением. Усик мог смещаться физически, но одного этого было недостаточно для доказательства его роли в изученном электрическом чувствовании.

Величина движения зависела и от электрического заряда самого шмеля. Это связывает внешний физический признак с механикой чувствительной поверхности. Авторы заключили, что волоски являются местом восприятия электрического поля у исследованного шмеля.

Такой результат относится к выбранным воздействиям и способу записи. Его нельзя расширять до утверждения, что усики вообще не участвуют ни в какой электрической чувствительности насекомых или что любой волосок любого животного выполняет одинаковую функцию.

Почему изменения поля могут менять выбор

Исследование 2022 года рассматривало, как нанесённые на растение вещества изменяют электрические признаки цветка. Авторы сочетали измерения и расчёты, проверяя влияние удобрений на свойства растения и окружающих условий. Оказалось, что взаимодействуют несколько физических факторов, включая влажность и изменения электрического состояния стебля.

В отдельной проверке учёные изменяли электрическое состояние стеблей срезанных цветков лаванды, воспроизводя величину наблюдавшегося изменения. Дикие шмели подходили к таким цветам, но соотношение посадок и подлётов снижалось относительно контроля. Длительность посещения у уже севших насекомых заметно не различалась.

Значит, в этом опыте изменялось решение о посадке, а не каждый этап питания одинаково. Работа не измеряла последствия для всех популяций и всех веществ на больших территориях. Она уточнила, что окружающие цветок физические свойства способны участвовать в выборе, а изучение электрической чувствительности требует совместного рассмотрения поведения и механизма восприятия.