Введение
Немецкий австрийский этолог (1886–1982) ForMemRS (1954) (20 ноября 1886 г. – 12 июня 1982 г.) был немецко-австрийским этологом, получившим Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1973 году совместно с Николаасом Тинбергеном и Конрадом Лоренцем. Его работа была посвящена исследованию сенсорного восприятия медоносных пчел, и он одним из первых расшифровал значение «танца виляния». Его теория, описанная в книге 1927 года «Aus dem Leben der Bienen» (переведенной на английский язык как «The Dancing Bees»), вызвала споры среди других ученых и была встречена с недоверием. Лишь спустя много времени было доказано, что это точный теоретический анализ.
ForMemRS (1954) (20 November 1886 – 12 June 1982) was a German Austrian ethologist who received the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1973, along with Nikolaas Tinbergen and Konrad Lorenz. His work centered on investigations of the sensory perceptions of the honey bee and he was one of the first to translate the meaning of the waggle dance. His theory, described in his 1927 book Aus dem Leben der Bienen (translated into English as The Dancing Bees), was disputed by other scientists and greeted with skepticism at the time. Only much later was it shown to be an accurate theoretical analysis.
Ранние годы
Карл Риттер фон Фриш был сыном хирурга и уролога Антона фон Фриша (1849–1917), от брака с Мари Экснер. Карл был младшим из четырех сыновей, все из которых стали университетскими профессорами. Фон Фриш имел частичное еврейское происхождение. Его бабушка по материнской линии была еврейкой. Карл учился в Венском университете у Ганса Лео Пшибрама и в Мюнхене у Рихарда фон Гертвига, сначала в области медицины, но затем переключился на естественные науки. Он получил докторскую степень в 1910 году и в том же году начал работать ассистентом в зоологическом отделении Мюнхенского университета.
Карьера
В 1912 году он стал лектором по зоологии и сравнительной анатомии, а в 1919 году был повышен до профессорской должности. Его исследования медоносных пчел продолжила его ученица Ингеборг Белинг. В 1921 году он перешел в Ростокский университет в качестве профессора зоологии и директора института. В 1923 году он принял предложение занять кафедру в Бреслауском университете, а в 1925 году вернулся в Мюнхенский университет, где возглавил институт зоологии. Фон Фриш привлек негативное внимание нацистского режима, в частности за то, что нанимал еврейских ассистентов, включая многих женщин, и за практику так называемой "еврейской науки". В конечном итоге Фриша вынудили выйти на пенсию, но решение было отменено благодаря его исследованиям нозематоза пчел. Институт зоологии был разрушен во время Второй мировой войны, и в 1946 году Фриш начал работать в Университете Граца, где оставался до 1950 года, когда вернулся в восстановленный Мюнхенский институт. Он вышел на пенсию в 1958 году, но продолжал свои исследования.
Личная жизнь
Карл Риттер фон Фриш женился на Маргарете, урождённой Моор, которая умерла в 1964 году. Их сын, Отто Риттер фон Фриш, был директором музея естественной истории города Брауншвейг с 1977 по 1995 год.
Исследования
Фриш изучал аспекты поведения животных, в том числе навигацию, на карниолской медоносной пчеле (Apis mellifera carnica), подвиде европейской медоносной пчелы.
Ощущение пчел
Фриш обнаружил, что пчелы могут различать различные цветущие растения по запаху, и что каждая пчела демонстрирует "цветочную постоянство". Удивительно, но их чувствительность к "сладкому" вкусу лишь незначительно выше, чем у человека. Он предполагал, что пространственное восприятие запахов у пчел возникает благодаря тесной связи между обонянием и осязанием. Фриш был вторым, после Чарльза Генри Тернера, кто продемонстрировал наличие цветового зрения у медоносных пчел, причем Тернер достиг этого с помощью классического обусловливания. Он обучил пчел питаться сахарным раствором, помещенным на цветную карточку. Затем он поместил эту цветную карточку в окружение серых карточек. Если пчелы воспринимают цветную карточку как оттенок серого, то они будут путать синюю карточку как минимум с одной из серых; пчелы, прилетевшие на кормление, посетят более одной карточки в ряду. С другой стороны, если пчелы обладают цветовым зрением, то они будут посещать только синюю карточку, поскольку она визуально отличается от остальных. Свет, рассеянный в голубом небе, формирует характерный рисунок частично поляризованного света, зависящий от положения Солнца и невидимый для человеческого глаза. Благодаря наличию ультрафиолетового рецептора в каждой линзе сложного глаза и ультрафиолетовому фильтру, ориентированному по-разному в каждой из этих линз, пчела способна обнаруживать эту поляризацию. Пчеле достаточно небольшого участка голубого неба, чтобы распознать изменения в рисунке в течение дня. Это обеспечивает не только информацию о направлении, но и о времени. Фриш доказал, что изменения положения Солнца в течение дня служат для пчел инструментом ориентации. Они используют эту способность для получения информации о времени суток даже в глубине темного улья, подобно тому, как это возможно, ориентируясь на положение Солнца. Это позволяет пчелам передавать всегда актуальную информацию о направлении во время своего танца, не нуждаясь в сравнении с Солнцем во время длительных фаз танца. Это дает им не только альтернативную информацию о направлении, но и дополнительную информацию о времени. Пчелы обладают внутренними часами с тремя различными механизмами синхронизации. Если пчела знает направление к источнику пищи, найденному во время утренней разведки, она сможет найти это же место, а также точное время, когда этот источник предоставляет пищу, и во второй половине дня, ориентируясь на положение Солнца. Согласно Фришу, ориентация плоскости строящегося сота (например, нового сота роя) определяется магнитным полем и соответствует ориентации родного улья роя. Экспериментально можно создать даже деформированные соты, свернутые в кольцо. Фриш объясняет вертикальную ориентацию сотовой структуры способностью пчел определять вертикальное положение, используя голову в качестве маятника вместе с кольцом сенсорных клеток в шее.
Танцы как язык
Знания о местах кормления могут передаваться от пчелы к пчеле. Средством коммуникации является особый танец, который существует в двух формах:
Круглый танец
"Круговой танец" сообщает информацию о том, что вблизи улья, на расстоянии от 50 до 100 метров, находится источник корма, но не указывает конкретного направления. Благодаря тесному контакту между пчелами, он также передает информацию о типе корма (аромат цветков). Пчела-разведчица начинает исполнять своеобразный "круговой танец". На участке соты, где она находится, она начинает кружиться в узком круге, постоянно меняя направление – то вправо, то влево, танцуя по часовой стрелке и против часовой стрелки, быстро чередуя движения и описывая от одного до двух кругов в каждом направлении. Этот танец происходит в самой оживленной части улья. Особенно привлекательным и заметным он делает то, как он "заражает" окружающих пчел: сидящие рядом пчелы начинают следовать за танцовщицей, постоянно стараясь удерживать свои усики в тесном контакте с кончиком ее брюшка. Они участвуют во всех ее маневрах, так что сама танцовщица, в своих стремительных вращательных движениях, словно тащит за собой непрерывный "хвост кометы" из пчел.
Танцы на кону
"Танец виляния" используется для передачи информации о более удалённых источниках пищи. Для этого танцующая пчела проходит определённое расстояние по вертикально висящим сотам в улье, затем описывает полукруг, чтобы вернуться к исходной точке, после чего танец начинается снова. На прямом участке пчела "виляет" задней частью тела. Направление прямого участка содержит информацию о направлении источника пищи, при этом угол между прямым участком и вертикалью точно соответствует углу между направлением полёта и положением солнца. Расстояние до источника пищи передаётся временем, затрачиваемым на прохождение прямого участка: одна секунда указывает на расстояние примерно в один километр (следовательно, скорость танца обратно пропорциональна фактическому расстоянию). Другие пчёлы воспринимают информацию, поддерживая тесный контакт с танцующей пчелой и воспроизводя её движения. Они также получают информацию об обонянии о том, что можно найти в источнике пищи (тип пищи, пыльца, прополис, вода), а также о его специфических характеристиках. Ориентация настолько точна, что пчёлы могут найти источник пищи, используя танец виляния, даже если на пути есть препятствия, которые необходимо облететь, например, горы. Что касается слуха, то Фриш не смог выявить эту способность восприятия, однако предполагалось, что пчёлы могут ощущать вибрации и использовать их для коммуникации во время танца. Позднее это подтвердил доктор Юрген Тауц, исследователь пчёл из Биоцентра Вюрцбургского университета.
"Диалекты"
Лингвистические данные, описанные выше, были получены в основном на основе исследований Фриша с пчелами породы карника. Изучение других пород выявило, что элементы языка зависят от породы, поэтому способ передачи информации о расстоянии и направлении значительно различается.
Другая работа
Работа Фриша над медоносными пчелами включала изучение феромонов, выделяемых маточной пчелой и ее дочерьми, которые поддерживают сложную социальную структуру улья. За пределами улья феромоны привлекают к матке самцов, или трутней, для спаривания. Внутри улья трутни на запах не реагируют.
На немецком языке
О цветовом и формальном восприятии пчел. В: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 35, 1–188 (1914–15)
Об обонятельном чувстве пчел и его значении для опыления растений. В: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 37, 1–238 (1919)
Об «языке» пчел. Тиерпсихологическое исследование. В: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 40, 1–186 (1923)
Из жизни пчел. Springer Verlag Berlin (1927)
Исследование о локализации слухового чувства у пескаря. В: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 17, 686–801 (1932), с R. Stetter
Об вкусовом чувстве пчел. В: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 21, 1–156 (1934)
Ты и жизнь – современная биология для каждого. (1936) [буквально, Ты и Жизнь: Современная биология для каждого]
Об одном веществе, вызывающем испуг у рыб, и его биологическом значении. В: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 29, 46–145 (1941)
Танцы пчел. В: Österreichische Zoologische Zeitschrift 1, 1–48 (1946)
Поляризация небесного света как ориентирующий фактор в танцах пчел. В: Experientia (Basel) 5, 142–148 (1949)
Солнце как компас в жизни пчел. В: Experientia (Basel) 6, 210–221 (1950)
Маленькая книга о насекомых. Insel Verlag (1961)
Язык танца и ориентация пчел. Springer Verlag Berlin/Heidelberg/New York (1965)
Из жизни пчел. Springer Verlag Berlin/Heidelberg/New York (1927; 9-е издание 1977)
Воспоминания биолога. Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1957 (автобиография)
Язык танца пчел. Оригинальные звукозаписи 1953–1962, под ред. Клауса Сандера. 2 CD. supposé, Köln 2005. Животные как строители. Frankfurt a. M., Ullstein, 1974. 309 страниц. 105 рисунков и 114 фотографий.
Über den Geruchssinn der Bienen und seine blütenbiologische Bedeutung. In: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 37, 1–238 (1919)
Über die ‚Sprache' der Bienen. Eine tierpsychologische Untersuchung. In: Zoologische Jahrbücher (Physiologie) 40, 1–186 (1923)
Aus dem Leben der Bienen. Springer Verlag Berlin (1927)
Untersuchung über den Sitz des Gehörsinnes bei der Elritze. In: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 17, 686–801 (1932), it R. Stetter
Über den Geschmacksinn der Bienen. In: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 21, 1–156 (1934)
Du und das Leben – Eine moderne Biologie für Jedermann. (1936) [literally, You and Life: A Modern Biology for Everyman]
Über einen Schreckstoff der Fischhaut und seine biologische Bedeutung. In: Zeitschrift für vergleichende Physiologie 29, 46–145 (1941)
Die Tänze der Bienen. In: Österreichische Zoologische Zeitschrift 1, 1–48 (1946)
Die Polarisation des Himmelslichtes als orientierender Faktor bei den Tänzen der Bienen. In: Experientia (Basel) 5, 142–148 (1949)
Die Sonne als Kompaß im Leben der Bienen. In: Experientia (Basel) 6, 210–221 (1950)
Das kleine Insektenbuch. Insel Verlag (1961)
Tanzsprache und Orientierung der Bienen. Springer Verlag Berlin/Heidelberg/New York (1965)
Aus dem Leben der Bienen. Springer Verlag Berlin/Heidelberg/New York (1927; 9. Auflage 1977),
Erinnerungen eines Biologen. Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1957 (Autobiographie)
Die Tanzsprache der Bienen. Originaltonaufnahmen 1953–1962, hrsg. v. Klaus Sander. 2 CD Set. supposé, Köln 2005. Tiere als Baumeister. Frankfurt a. M., Ullstein, 1974. 309 Seiten. 105 Zeichnungen & 114 Photographien.