Podmíněné reflexy a barevné vidění včel

Zveme vás k pozorování životního stylu a chování včel, jejich schopnosti rozlišovat barvy. Léto je pro takovou práci nejlepší čas, zvláště pokud vy nebo někdo, koho znáte, máte včelín.

Pokus 1. Po dobu 5-7 dní v 9 – 10 hodin (nebo v jinou vhodnou dobu, kdy včely sbírají nektar), je třeba umístit krmítko nedaleko od úlů a nechat ho 2 hodiny. Jako vrchní dresink můžete použít cukrový sirup nebo med. Sledujte, kolik včel během této doby dorazí. Upozorňujeme, že včely nemusí krmítko hned najít, takže první den může být málo včel nebo žádné. Pokračujte v monitorování v příštích několika dnech. Všimněte si, zda se počet včel mění každý den a zda na to má vliv počasí. Po 6-7 dnech potravu nevysazujte, ale sledujte, zda se včely objeví v obvyklou dobu. Pokračujte v tom několik dní a poznamenejte si, kdy včely přestanou přicházet do prázdného krmítka. Tak jste ukázali, jak se u včel vyvíjí a uhasí podmíněný reflex.

Pokus 2. Přesuňte krmítko na jiné místo, dále od úlu nebo změňte dobu krmení. Pokračujte v pozorováních podobně jako v prvním pokusu a zjistěte, zda jsou včely schopny si zapamatovat čas krmení, umístění zdroje potravy a sdělit to ostatním včelám.

Zkušenosti 3. To je těžší práce. Budete se ale moci přesvědčit, zda včely skutečně rozlišují barvy tak, jak se o tom píše ve vědeckých pramenech.

Mají včely barevné vidění? Tato otázka zajímala K. Frische, který v roce 1914 provedl následující důmyslný pokus s výcvikem včel medonosných – pokusil se je vycvičit k identifikaci různobarevných vzorků. Na speciální stůl rozložil 16 papírových čtverců ve formě šachovnice, z nichž 15 bylo vyrobeno z „achromatického“ šedého papíru různých tónů: od bílého po černý a 16. čtverec byl vyříznut z modrého papíru. Na modrém vzorku byla sladká návnada a na všech ostatních byla voda v podobných kelímcích. Po několika návštěvách návnady začaly včely nacházet modrý vzorek kdekoli v šachovnicovém poli a usadily se na něm, i když byla návnada odstraněna a všechny vzorky byly zakryty novým čistým sklem. Za podmínek tohoto experimentu mohly včely identifikovat modrý vzorek pouze podle barvy, nikoli podle světlosti. (Informace o dalších pokusech vědců o barevném vidění hmyzu si můžete najít sami).

S ohledem na vlastnosti barevného vidění včely medonosné (hmyz, který byl v tomto ohledu nejhlouběji studován) a specifika odrazu spektrálních paprsků květinami, lze rozlišit několik typů rostlinných zbarvení:

1. Včelí žluté a fialové květy (baby, mléč, podběl). Pro lidi jsou žluté nebo žlutozelené;
2. Včelí modrozelená (konvalinka, svlačec). Pro nás – většinou bílá;
3. Včelí modři a fialové (tymián, zvonky). Pro nás – modrá a fialová;
4. Včelí ultrafialové (červený mák, červené fazole). Pro nás – tmavě červená;
5. Včelí černě (Nonnaa načechrané). Pro nás – červeno-černé.

Pokud jde o barvu listů, lze ji nazvat „včelí šedá (tmavě šedá)“, protože listy odrážejí všechny spektrální paprsky rovnoměrně a slabě. Ale na pozadí zelených listů by měly koruny květů vystupovat velmi výrazně pro hmyz.

Pokusme se tyto experimenty zopakovat. Vezměte 15 listů papíru o rozměrech 15 X 15 cm Měly by mít postupný přechod od bílé, přes různé odstíny světle šedé a tmavě šedé až po černou. 1 list by měl být modrý nebo modrý. (Pokud je obtížné vytvořit tolik odstínů šedé, vezměte méně listů papíru, například 8).

Rozložte kousky papíru na stůl a mezi ně položte jeden modrý papír. Na každý papír položte skleněný talířek (můžete použít průhledné růžičky na marmeládu apod., ale měly by být stejné). Cukrový sirup nalijte pouze do podšálku stojícího na modrém papíru. Umístěte stůl blízko úlů. Když včely sirup najdou, čas od času během dne změňte umístění modrého papíru mezi ostatními listy. Po dvou dnech vyjměte podšálky a nechte na stole jen kousky papíru. Všimněte si, co se stane. Zkuste ještě zajímavější verzi experimentu – nasypte jídlo do všech podšálků kromě podšálku na modrém papíru. Pozorujte a poznamenejte si, na kterých kusech papíru se včely shromažďují.

Můžete provést experiment ke studiu barevného vidění včel jiným způsobem – vzít listy papíru v bílé, žluté, modré, červené, zelené a černé barvě. Můžete zkusit jiné možnosti.

Barevné desky zakryjte sklem nebo průhledným plastem. Na každý list položte talířky s malým množstvím sirupu nebo medu. Včely je dobré předem vycvičit, aby létaly na toto místo ke krmení. Pozorujte a zaznamenávejte, na jakou barvu listů včely nejčastěji přistávají. Je jasné, že je potřeba dodržovat ne 5-10 minut, ale minimálně 1-2 hodiny denně, případně s přestávkami. Po dni nebo dvou lze listy vyměnit a poznamenat, zda se mění preference barev včel – to znamená, že primárně určují barvu nebo místo krmení.

Pokud určíte, jakou barvu mají včely nejraději, můžete sami vymyslet další zajímavé experimenty. Zjistili jste například, že včely nejlépe rozpoznávají modré nebo žluté barvy. Zkuste z papíru této barvy vyrobit „květiny“ různých tvarů, které umístíte pod talířky se sirupem, nebo na listy uprostřed naneste skvrnu jiné barvy, nakreslete skvrny nebo pruhy, jako na okvětní lístky některých květin. Všimněte si, že včely více přitahují obyčejné listy nebo pruhy a skvrny na „umělých květinách“ něco mění v jejich preferencích. Zamyslete se (najděte si v literatuře), proč má mnoho květin takové zbarvení.

Druhové složení opylovačů různých rostlin

Rostliny opylované hmyzem si pro své opylovače vyvinuly mnoho adaptací. Tyto vlastnosti květin už možná znáte. Pokud ne, čtěte pozorně a věnujte pozornost těmto znakům.

1. Květy jsou velké, jednotlivé, pestře zbarvené.
2. Drobná květenství se sbírají obvykle v květenstvích, také pestře zbarvených.
3. Sladká šťáva je nektar, umístěný hluboko v květu a produkovaný speciálními žlázami – nektary.
4. Květiny mohou mít vůni, která je přitažlivá pro různé druhy hmyzu nebo obzvláště silně voní v různé denní doby. Mnoho bílých nebo světlých květů zvláště silně voní večer a v noci – opylují je moli. Včely přitahují sladké, „medové“ vůně a mouchy pro nás často nejsou příliš příjemné vůně: mnoho pupečníkových rostlin tak voní (sladkozubka, bolševník, kupír).
5. Pyl je velký, lepkavý a drsný a snadno ulpívá na chlupatém těle hmyzu.

Během milionů let evoluce se mnoho rostlin přizpůsobilo opylování určitými skupinami hmyzu. Primárně kvetoucí rostliny zjevně nebyly specializované na způsob opylení a jejich entomofilie byla spíše primitivní. Primitivní kvetoucí rostliny neprodukovaly nektar a jedinou návnadou pro hmyz byl pyl, kterým se živil. Pokrok ve vývoji entomofilie byl spojen s výskytem nektarů a uvolňováním nektaru v květech. Nektar byl dalším zdrojem potravy k pylu, který přitahoval hmyz ke květině. A to způsobilo zásadní změnu ve složení opylovačů. Jestliže původními opylovači byli pravděpodobně pouze brouci, nyní začali hrát hlavní roli v opylování vyšší Hymenoptera, Diptera a Lepidoptera. Tento zlom ve vývoji entomofilie vedl k rozkvětu kvetoucích rostlin.

Jaká je relativní role barvy a vůně při přitahování hmyzu ke květinám?

Vědci se domnívají, že tyto faktory působí společně, ale jejich význam je odlišný na velké a blízké vzdálenosti. Působení na velkou vzdálenost způsobí, že opylující hmyz přiletí ke květině, a akce na blízko znamená návštěvu květiny. Příchod na květinu nemusí nutně doprovázet návštěva. Někdy hmyz, který přiletěl ke květině, ji nenavštíví, ale jakoby se od ní „odvrátí“.

Barva je ve většině případů považována za faktor dlouhého dosahu. Vychází především z barevného kontrastu květiny s okolím.

Čich jako faktor dlouhého dosahu až na výjimky nehraje při příchodu hmyzu ke květině významnou roli. Naopak působí jako rozhodující chemický faktor blízkého působení, který rozhoduje o návštěvě květin. Bez vystavení vůni nablízko dochází k malé nebo žádné návštěvě květin. Pokusy ukázaly, že vůně květiny na blízko je silnější než její barva, jako by přerušovala nebo tlumila její účinek. Přílet hmyzu ke květině a její následná návštěva jsou tedy určeny interakcí (hrou) optických (barva) a chemických (vůně) faktorů na velké a blízké vzdálenosti.

V některých případech je však nejdůležitějším faktorem dlouhého dosahu čich, který způsobuje, že hmyz na květ nalétá. Mezi hmyz, který se pohybuje pachem z velké vzdálenosti, patří především ten, který hledá potravu v exkrementech, mršinách a hnoji a klade na ně vajíčka. Patří sem mnoho dvoukřídlých (mouch). Navigují tak, že přijíždějí a navštěvují květiny s mrtvolným zápachem (mezi arumy, rafflesie, stapelie). Moly také spoléhají hlavně na čich.

Po prostudování struktury a vlastností květiny můžeme hádat, který hmyz ji opyluje. Hlavními opylovači v našich zeměpisných šířkách jsou zástupci řádů Hymenoptera, Lepidoptera, Coleoptera a Diptera. Pokud jste ještě nestudovali zoologii, zjistěte si, kdo patří do těchto řádů.

Řada rostlin má nektar, který je přístupný mnoha hmyzu. Na takových květinách můžete vidět včely, čmeláky, motýly a brouky.
Existují ale rostliny, které se přizpůsobily konkrétnímu opylovači. Navíc mohou mít speciální květinovou strukturu.

Květiny opylované brouky.

Předpokládá se, že brouci byli prvními opylovači květin, kteří se vyvinuli. Přitahovalo je velké množství chutného pylu ve starověkých květinách. Řada moderních krytosemenných druhů je opylována výhradně nebo převážně brouky. Květy takových rostlin jsou buď velké jednotlivé (jako u magnólií, lilií, šípků), nebo malé a shromážděné v květenství, jako u bezu, dřínů, spirál a mnoha deštníků. Brouci mají mnohem silnější čich než zrak, takže květy, které opylují, jsou často bílé nebo matné, ale mají silný zápach, obvykle ovocný, kořenitý nebo připomínající nepříjemný zápach kvašení. Některé rostliny opylované brouky produkují nektar, zatímco v jiných se hmyz živí okvětními lístky nebo pylem. Ve většině případů jsou vajíčka v těchto květech dobře chráněna vaječníkem a jsou mimo dosah žvýkacích čelistí opylovačů.

Květiny opylované včelami, vosami a čmeláky.

Včely jsou nejdůležitější skupinou hmyzu, který navštěvuje květiny. Opylují více rostlinných druhů než kdokoli jiný. Včely sbírají z květů nektar (potrava pro dospělé) a pyl (potrava pro larvy). Proto jsou ústní ústrojí, nástavce na těle a další doplňky speciálními zařízeními pro sběr a přenos nektaru a pylu. Květiny pro včely mají pestrobarevné okvětní lístky, obvykle modré nebo žluté, často se speciálním vzorem, který umožňuje hmyzu je snadno identifikovat. Pro „včelí“ květy jsou typické nektary na bázi korunní trubky; jsou často ponořeny tak, že jsou přístupné pouze specializovaným ústním úponům včel a jsou nepřístupné hryzacímu aparátu brouků. Takové květiny mají zpravidla nějaké „přistávací plochy“. Mezi nejčastější návštěvníky květin v mírném pásmu patří čmeláci. Rostliny, jako je jetel, skřivan, vlčí bob či ohnivák, pravidelně navštěvují čmeláci. Pouze čmeláci mohou opylovat ropuchy a hledíky: pod jejich váhou se spodní okvětní lístky květů ohýbají a hmyz, který se dostane k nektaru, sbírá pyl svým huňatým tělem. Blizna pestíku je umístěna tak, aby na ní jistě zůstal pyl přinesený čmelákem z jiné květiny.

Květiny opylované motýly

Květy opylované motýly jsou obvykle červené nebo oranžové.
Druhy opylované moly mají bílé nebo bledě zbarvené květy, které jsou velmi voňavé, jako například některé druhy tabáku, a jejich silná, sladká vůně se často objeví až po západu slunce.

V květech opylovaných motýly se nektary často nacházejí na bázi dlouhé úzké trubice koruny nebo ostruhy, odkud se k nim může dostat pouze tento hmyz svými protáhlými sacími ústy. Například jestřábníci obvykle nelezou do květiny jako včely, ale spíše se nad ní vznášejí a zasouvají svůj dlouhý nos do květní trubice. V souladu s tím tyto květiny nemají „přistávací plochy“, pasti a složité vnitřní struktury, jak je pozorováno při opylování včelami. Existují i ​​méně specializované druhy opylujících motýlů, kteří navštěvují menší květy s relativně krátkými trubkami. Hmyz po nich jen leze.

Květiny opylované mouchami.

Diptera navštěvuje květiny pro pyl a nektar. Květinové mouchy a bzučáky jsou nejdůležitějšími opylovači. Květiny, které navštěvují, mají jasně žlutou, modrou a fialovou barvu, vyloučena není ani barva bílá. Káně mají výrazné barevné vidění a květ je opticky přitahuje již z dálky.

Muškařské květiny často páchnou jako hnijící maso nebo ryby. Takové vůně jsou charakteristické pro klasy arum, květy tropické parazitické rafflesie a mnoho druhů kirkazony. Tyto květy jsou opylovány mouchami přitahovanými vůní mršiny. Barva květů rafflesie navíc imituje rozkládající se maso.

Jaký druh výzkumu tedy můžete provést:

Nejprve se rozhodněte, kde budete provádět pozorování opylovačů – na poli, na louce, ve vaší zahradě, na městských záhonech. Další možnosti najdete podle toho, kde budete v létě.

Možnosti práce mohou být různé, k tomu se musíte rozhodnout – vyberete si květiny, které mohou být opylovány různým hmyzem, a studujete jejich složení. Nebo pozorujete několik druhů rostlin, které by vzhledem ke své stavbě a vůni měly být opylovány pouze např. čmeláky nebo motýly apod. a zkontrolujte, zda tomu tak skutečně je. Pozorování by se měla provádět za příznivého počasí a brát v úvahu pouze hmyz, který právě sedí na květu, pije nektar a sbírá pyl. Není třeba vybírat příliš mnoho různých rostlin, je lepší se omezit na 5-7 druhů, ale provádět podrobná a spolehlivá pozorování.

Rostliny je nutné fotit tak, aby byl vidět stonek s listy i květy – to je nutné pro určení druhu. Z těchto rostlin si můžete nasbírat i herbář, který vám dá práci navíc. Je jasné, že je nutné fotografovat hmyz sedící na květinách, aby bylo možné přesně určit jeho systematickou příslušnost. Mladší žáci se mohou omezit na skupiny nebo rodiny, starším žákům doporučujeme určit podle rodu nebo druhu, pokud je to možné z fotografií. Do sběru není potřeba chytat hmyz (pouze pokud učitel řekne, že to vaše škola potřebuje). Bohužel v posledních letech počet opylovačů klesá. Chápete, že samotná existence mnoha rostlin a naše sklizeň na nich závisí.

Zapište si všechna svá pozorování, popište nejen tvar a zbarvení květů, ale i jejich vůně. Udělejte závěr o vzájemných adaptacích květin a hmyzu a také o účasti různých skupin opylovačů na opylování různých druhů rostlin.

Ne všichni zástupci zvířecího světa vidí svět v barvách: pro koně je svět černobílý a psi si pletou červenou se zelenou. Ale co včely?

1. Kolik očí má včela?
2. jak to vidí oni?
3. Jaké barvy se rozlišují?

Kolik očí má včela: struktura

Při pohledu na hmyz se zdá, že má dvě velké a tmavé oči umístěné po stranách hlavy. Ale není tomu tak. Když se podíváte pozorně, můžete vidět další tři oči. Vypadají jako malé trojúhelníkové hrbolky na frontálně-parietální části hlavy. Včela má tedy pět očí.

Tři malé – nazývané jednoduché – sestávají z čočky, zrakových buněk a zrakového nervu. Jsou jako průhledné čočky, které jsou schopny vnímat pouze světlo a jeho intenzitu. Jednoduché oči pomáhají včelám v navigaci.

Dvě velké oválné oči, složené, se skládají z mnoha malých šestiúhelníkových buněk zvaných fasety. Je to úsměvné, ale jejich tvar velmi připomíná plástev. Každý aspekt vnímá pouze svou vlastní část obrazu. A společně jako mozaika dávají hmyzu ucelený obraz světa.

Je zajímavé, že stavba zrakových orgánů se u různých tříd včel liší.

• U dělohy Jednoduché oči jsou umístěny mezi temeno a čelem, zatímco složené oči se skládají z přibližně 4000 faset a jsou umístěny po stranách.
• U včel dělnic Jednoduché oči se nacházejí v parietální oblasti a počet faset ve složitých očích je asi 5000.
• V dronech jednoduché oči jsou umístěny na čele. A ty složité jsou největší ve včelí rodině. Počet faset v nich může dosáhnout 8000. Tyto oči jsou umístěny téměř na celém bočním povrchu hlavy.

Jak vidí včely

Včely vidí svět úplně jinak než lidé. Jsou schopny vnímat světlo v rozsahu od 300 do 650 nanometrů. To znamená, že mohou vidět ultrafialové světlo a rozlišovat vzory na květinách, které jsou pro člověka neviditelné. Včely vidí květiny, jako by byly na některých místech osvětleny. To jim pomáhá pochopit, kde jsou nejlepší místa pro sběr pylu a nektaru. Včely také velmi dobře vidí polarizované světlo, které se odráží například od hladiny vody.

Také reagují na pohybující se předměty lépe než my. Zatímco člověk vnímá rychlé pohyby jako rozmazané, včela je vidí naprosto jasně. Proto byste neměli mávat rukama před úlem: to je vynikající orientační bod pro útok.

Navíc jsou tyto rysy vidění zachovány i ve tmě. Pokud alespoň měsíc osvětlí cestu k úlu, včela si k němu cestu najde.

Jaké barvy vidí včely?

Včely mají tříbarevné vidění. To znamená, že k vnímání všech barev dochází, když jsou smíchány tři: žlutá, modrá a ultrafialová. Jen díky odrazu ultrafialového záření vidí hmyz úplně jinak než lidé. Například fialová a modrá nejsou vnímány jako dvě, ale jako čtyři různé barvy. A zelená a oranžová jsou jako žlutá.

Červená se vůbec nerozlišuje. Je to proto, že jakákoli barva je elektromagnetická vlna určité délky. Vlnová délka této červené barvy je vyšší než rozsah, který včely vidí. Zdá se jim černá nebo tmavě šedá. Včelaři toho často využívají při kontrole úlů s červenou baterkou.

Jak ale tento hmyz opyluje červené květy? Je to jednoduché: mnoho rostlin má další zbarvení. Například jetel má modrý odstín. A tropické červené květy jsou obecně opylovány kolibříky a slunečními ptáky. Včely milují maková pole, ale červená je nepřitahuje: včela vidí pouze ultrafialové vzory květů.

Zajímavé je, že při rychlém letu se včelám úplně vypíná barevné vidění a svět se pro ně stává černobílým. Barvy se vrátí, až když hmyz zpomalí a přiblíží se k předmětu.

Stránka může používat materiály z internetových zdrojů Facebook a Instagram, které jsou ve vlastnictví společnosti Meta Platforms Inc., což je v Ruské federaci zakázáno.