Пчела-плотник

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Это насекомое очень красиво. Внушительного размера мохнатая черная пчела, с темно-синими, отблескивающими металлом крыльями, как и положено пчеле, перелетает с цветка на цветок, собирая нектар. Зовут ее пчела-плотник. Это звание пчела получила недаром: в сухом дереве чердачного перекрытия или телеграфного столба она выгрызает широкий ход для своего гнезда.

Темно-синие крылья… Темно-синие? Посмотрим на просвет. Ничего подобного! Они коричневые! Великолепный синий металлический отблеск появляется из-за некоторых особенностей преломления света в тонком наружном слое крыла.

А вот еще одна окраска крыла пчелы-плотника — здесь оно сфотографировано в поляризованном свете. Для чего? Свет поляризуется, если он проходит через вещество, молекулы которого разбросаны не хаотично, а ориентированы определенным образом. Плоскости колебаний световых волн при этом тоже оказываются ориентированными. Поляризационным анализом давно пользуются химики, создающие полимеры: чем более четко ориентированы молекулы в веществе, тем оно прочнее.

Покровы насекомых также образованы полимером, причем замечательным — химики пока только мечтают о таком. Это — хитин. Его нитевидные молекулы могут быть строго ориентированы — и тогда мы имеем дело с поляризующим свет актинохитином, или же расположены менее правильно — это обычный хитин. Актинохитин прочнее. Он служит своеобразной арматурой крыла. Увидеть эту арматуру мы и можем, воспользовавшись свойством актинохитина поляризовать свет. Правда, мы не насекомые и сами отличить поляризованный свет от неполяризованного не можем (насекомые, между прочим, могут и даже ориентируются по нему). Но можно использовать соответствующие приспособления.

Достаточно взять два поляризационных фильтра — они продаются в фотомагазинах — и поместить на пути светового луча. Пройдя первый фильтр, свет поляризуется. Поворачивая второй фильтр относительно первого, мы можем найти момент, когда свет гаснет. Два прозрачных стекла, соединенных в этом положении, оказываются непрозрачными: свет, уже поляризованный, не проходит через второй поляроид, если плоскости поляризации поляроидов взаимно перпендикулярны. Если же между двумя фильтрами поместить третий поляризатор, он несколько повернет плоскость поляризации лучей, попавших на него от первого фильтра, и они смогут теперь пройти через второй фильтр. На черном фоне засветится этот третий поляризатор — в данном случае крыло насекомого, с ярко-желтыми жилками, арматурой.

А что за крестики в наружной части крыла? Жилки оканчиваются в крыле пчелы далеко от его края, а напряжения, испытываемые этой частью крыла, очень велики. Тут-то природа и воспользовалась актинохитином, разбросав его кружочками (крестик — это из-за поляроидов, плоскости поляризации которых перпендикулярны один другому). Такое устройство крыла — редкость даже в многочисленном мире насекомых.

Для сравнения — крыло шершня. Жилки здесь доходят до самого края крыла, и пестрой краевой зоны поэтому нет — она не нужна. Однако вся поверхность в целом здесь светится ярче, чем у пчелы-плотника, и это не случайно. Нагрузка на крыло шершня еще больше, чем у самых больших пчел, — она огромна, эта страшная оса, а крылья у нее узкие и не длинные. Летать же шершню приходится очень много, так что присутствие в его крыле такого количества сверхпрочного актинохитина вполне понятно.

Автор: А. Расницын.