Jak pszczoły widzą świat i dlaczego malujemy ule we wzorki?

Świat pszczół wydaje się wyjątkowo kolorowy. Owady poszukują nektaru i pyłku na wielobarwnych kwiatach, żeby następnie przynosić je do fantazyjnie malowanych uli. Niektóre pasieki to prawdziwe dzieła sztuki – ule mają nie tylko wyraziste barwy, ale także ornamenty i zdobienia. Czy utrudzona robotnica rzeczywiście doceni wysiłek, jaki wkładamy w malowanie uli? Czy kolorowy ul jest lepszy od jednolitego? Oto kilka faktów, dotyczących pszczelego wzroku i wrażliwości tych niesamowitych owadów na bodźce wizualne.

Pszczele oko – arcydzieło natury w skali mikro

Pszczoła ma tylko dwoje oczu, ale są to oczy złożone. Zamiast jednej gałki ocznej – takiej, jak u człowieka, kota, gołębia czy żaby – pszczoła posiada ok. 8 tys. fasetek, nieco podobnych do pikseli widocznych na wyświetlaczu cyfrowym. Podobnie jak każdy piksel monitora LCD odpowiada za wąski wycinek całego ekranu, tak każda fasetka odbiera bardzo zawężony obraz. Potęga oka mozaikowego tkwi jednak w liczbie fasetek oraz ich perfekcyjnie skoordynowanej współpracy. Podczas gdy kąt widzenia człowieka wynosi ok. 180°, to u pszczół jest to ponad 300°. A zatem choć owad nie ma właściwej nam zdolności obracania głowy, to nawet bez wykonania tego gestu widzi niemal dookoła.

Warto przy tym dokonać rozróżnienia na poszczególnych przedstawicieli pszczelej rodziny. Podane wyżej informacje dotyczą najliczniejszej grupy pszczół w ulu, czyli robotnic. Jednocześnie przebywa ich w gnieździe nawet kilkadziesiąt tysięcy. Znacznie mniej liczną grupę stanowią trutnie. Choć nie przynoszą do ula nektaru, pyłku czy wody ani w żaden inny sposób nie przykładają się do codziennych obowiązków, to ich oczy są jeszcze większe niż oczy robotnic. Skąd taka niesprawiedliwość biologii? Otóż trutnie odpowiadają za przekazanie materiału genetycznego rodziny, a zadanie to nie jest łatwe. Trzeba w porę dostrzec młodą królową, dotrzeć do niej przed konkurentami, a następnie precyzyjnie podlecieć do niej od spodu. Stąd też wielkie, stykające się na czubku głowy oczy trutni. Sama królowa, która wylatuje z gniazda maksymalnie kilka razy w ciągu życia, ma z kolei oczy znacznie mniejsze niż robotnice – zdecydowaną większość czasu spędzi w niemal całkowitych ciemnościach.

Kiedy przyjrzymy się pszczelej głowie z bliska, dostrzeżemy coś jeszcze. Pomiędzy oczami złożonymi dostrzeżemy troje pojedynczych oczu, ustawionych w trójkąt. To przyoczka, dzięki którym owady oceniają natężenie światła. Jest to kluczowa kwestia podczas nawigowania do kwiatów i z powrotem do ula, na podstawie analizy pozycji słońca na niebie oraz kąta padania jego stopni.

Czy pszczoły widzą kolory?

Pszczele oko wyposażone jest w fotoreceptory podobne w budowie i funkcji do czopków, znajdujących się w oku ludzkim. Struktury te są w stanie rejestrować kolory. Logicznym wnioskiem jest zatem przekonanie, że pszczoła widzi barwy. Cóż – i tak i nie. Temat zdolności pszczelego oka do odbierania kolorów jest znacznie bardziej skomplikowany.

Po pierwsze należy pochylić się nad widmem dostrzegalnym przez pszczele oko. Promieniowanie świetlne jest tylko wąskim wycinkiem widma elektromagnetycznego, rozciągającego się od ultrakrótkich fal promieniowania gamma aż po długie fale radiowe. To światło, które dostrzegają ludzie, ma długość od ok. 380 nm (fiolet) po ok. 780 nm (czerwień). Owady widzą inaczej: dostrzegają krótsze fale ultrafioletowe, ale nie widzą już koloru czerwonego, który odbierają jako czarny lub bardzo ciemny. Co w związku z tym? Takie odbieranie świata ma kilka konsekwencji.
Okazuje się – co za niespodzianka – że kwiaty wcale nie powstały po to, żeby zaspokajać ludzkie potrzeby estetyczne. Otóż barwy kwiatów ewoluowały w taki sposób, aby jak najmocniej przyciągać owady zapylające. Zoolog, ekolog i etolog Lars Chittka, który zawodowe życie poświęcił badaniu pszczół, mówi:

To kolory kwiatów przystosowały się do widzenia kolorów przez owady, a nie na odwrót. W tym sensie owady zapylające niejako malowały świat.

Badacz przypomina również, że to właśnie szczegółowa analiza narządu wzroku owadów sprawiła, że runął jeden z antropocentrycznych poglądów, dotyczący obiektywnego postrzegania świata:

To dzięki pracy nad systemami zmysłowymi owadów po raz pierwszy zrozumieliśmy, że świat, który postrzegamy, nie jest obiektywną, prawdziwą reprezentacją fizycznej rzeczywistości. Jest to raczej obraz pozorny filtrowany przez mechanizmy sensoryczne, które każdy gatunek zwierząt nabył podczas ewolucji.

Ale widzenie w UV to tylko jedna z fascynujących możliwości, których możemy pozazdrościć pszczołom. Otóż są one w stanie aktywnie wyłączać i włączać widzenie barwne w zależności od aktualnych potrzeb. Gdy robotnica leci powoli, delektuje się kolorami. To ten etap, gdy dolatuje już do kwiatu i zależy jej na rozpoznaniu niuansów – m.in. ultrafioletowych wzorków, ukrytych przed ludzkim spojrzeniem. Gdy jednak pszczoła mknie po pokarm albo wraca z nim do gniazda (a robi to z prędkością nawet do 30 km/h), widzenie barwne nie jest jej potrzebne, więc zostaje wyłączone. Świat staje się monochromatyczny i stanowi mozaikę szarych plam.

A po co to wszystko? Niegdyś myśleliśmy, że mózg pszczoły jest znacznie prostszy od ludzkiego. Dziś wiemy już, że to nie do końca prawda a różnica jest mniej więcej taka, jak między pierwszymi komputerami wielkości mieszkania a robiącym tę samą robotę nowoczesnym układem scalonym – mózg pszczoły jest po prostu maksymalnie skondensowany. Aby w jego pamięci operacyjnej zmieściła się potężna ilość informacji, potrzebnych do powrotu do ula (np. wzór polaryzacji światła słonecznego, kierunek i siła wiatru, siły pola magnetycznego, zapachy), niektóre dane muszą ulec uproszczeniu. Kojarzysz ten moment, gdy na nieznanym, skomplikowanym rondzie lub skrzyżowaniu przestajesz zwracać uwagę nawet na kłócące się na tylnym siedzeniu dzieci, bo koncentrujesz się nad wyborem odpowiedniej drogi? Dokładnie ten sam cel ma zabieg z wyłączeniem widzenia barwnego, stosowany przez pszczoły. Dzięki redukcji bodźca w postaci koloru szary obraz staje się wyjątkowo ostry. Jeszcze raz odwołajmy się do naszego doświadczenia: gdy obserwujemy kręcący się wentylator, poszczególne łopatki zlewają się w całość. Owad dostrzega jednak pojedyncze ruchy, co może go uchronić np. przed atakującym ptakiem albo… packą na muchy. Z tego też powodu potrafi tak precyzyjnie użądlić nas właśnie w tę dłoń, którą się od niej oganiamy.

Pszczela nawigacja – jak owad wraca do domu?

Przed wkroczeniem na scenę ciekawskich entomologów, pszczoły miodne traktowano jako pożyteczne, ale jednak głupie stworzonka. Odmawiano im zdolności myślenia i zapamiętywania, wszystkie ich wspaniałe osiągi przypisując instynktowi – i to nie tyle osobniczemu, ile stadnemu. To gniazdo, nie pojedynczy owad, traktowane było jako kompletny organizm.

Badacze zainteresowani procesami myślowymi owadów przeżyli w związku z tym wiele „ochów”, „achów” i „Eurek”. Okazało się, że pszczoły miodne, choć korzystają z przyrodzonych zdolności, to jednak głównie uczą się na podstawie własnych doświadczeń. Zapamiętują punkty orientacyjne w przestrzeni – i to tak sprytnie, że są w stanie wrócić do ula nawet wówczas, gdy zostaną z niego wyniesione i wypuszczone w pewnej odległości. Stosują nawet tak zaawansowane techniki, jak nawigacja zliczeniowa, czyli sumowanie ścieżek. Okazuje się, że nikt nie rozwiązuje dylematu komiwojażera równie efektywnie, co rzekomo głupiutka pszczoła… Najwięcej danych o okolicy zbierają młode pszczoły, podczas pierwszych dni spędzanych poza ulem (dodajmy, że pszczoły nie mają monopolu na umiejętność rozwiązywania złożonych zagadnień optymalizacyjnych – z dylematem komiwojażera lepiej od superkomputera może poradzić sobie… ameba ).

Wcześniej myśleliśmy, że pszczoła precyzyjnie trafia do swojego gniazda wiedziona głównie węchem, wyczuwa bowiem specyficzny feromon, charakterystyczny i inny dla każdej królowej. Dziś wiemy, że to tylko część skomplikowanego i efektywnego mechanizmu nawigacji – równie istotne okazują się mentalne mapy, tworzone przez owady podczas lotów. Bardzo ważną rolę w tych mapach odgrywają wyraziste obiekty, odcinające się od otoczenia. Może to być wysokie drzewo albo budynek, ale równie dobrze – niewielki, ale konkretny kształt. Tutaj właśnie wracamy do pytania postawionego na początku naszych rozważań – dlaczego malujemy ule we wzorki? Otóż te wzorki, widziane w skali szarości, pomagają robotnicom dotrzeć do domu. A kolory uli? Te służą już głównie naszym potrzebom estetycznym.