Было также установлено, что при указании направления на источник медосбора пчелы-танцовщицы допускают "ошибку", которая зависит от ориентации сотов в пространстве относительно магнитного поля Земли и времени дня. Детальные исследования установили связь между дневной динамикой изменения магнитного поля и значениями этой "ошибки". Проще говоря, пчелы-танцовщицы указывали не истинное направление на источник корма, а направление с учетом необходимой коррекции курса для компенсации взаимодействия с магнитным полем Земли во время полета (своеобразная магнитная девиация).
Постоянное и переменное электрические поля атмосферы
Естественные электрические поля создаются за счет наличия объемного заряда атмосферы и электризации облаков в процессе их передвижения в атмосфере. Понятно, что величина естественного электрического поля не может быть строго постоянной, поскольку величина объемного заряда атмосферы и степень электризации облаков изменяются не только в течение суток, но и на протяжении года. При спокойной атмосфере, отсутствии грозовых фронтов и вспышек на Солнце естественное электрическое поле в данной местности меняется настолько медленно, что его вполне можно считать постоянным.
Величину электрического поля принято характеризовать напряженностью (Е), которая прямо пропорциональна разности потенциалов (U) между точками измерения и обратно пропорциональна расстоянию (d) между этими точками. Единица измерения напряженности электрополя - вольт на метр (В/м).
Если разность потенциалов между точками измерения не меняется или меняется очень медленно, то говорят, что такое электрополе постоянное (статическое), если же разность потенциалов изменяется с какой-то частотой, то это электрическое поле - переменное.
Постоянное электрополе пчелы воспринимают, но на него практически не реагируют. Когда пчела попадает в статическое электрополе с достаточно высокой напряженностью (до 250–300 В/м), она останавливается на 2–5 с, а далее продолжает свой путь и ведет себя обычным образом. Отсутствие реагирования пчелы на постоянное электрополе объясняется тем, что такое поле не наводит в покровах тела пчелы электрический ток, в то время как переменное электрополе, особенно на определенных частотах, ток наводит, и пчелы на такое поле очень активно реагируют. Об этом будет рассказано ниже.
За счет естественных процессов, происходящих в атмосфере, может создаваться не только статическое электрополе, но при определенных условиях, например в грозовом фронте, и переменное. Это поле (его еще иногда называют атмосфериками) создается при электрическом разряде между облаками, и мы при этом видим на небе молнии. Атмосферики имеют высокие значения напряженности электрополя и очень широкий частотный спектр (от нескольких десятков до нескольких миллионов герц). Активность атмосфериков возрастает от северных широт к южным, поскольку в таком же направлении возрастает и количество грозовых дней.
Иногда резкое увеличение интенсивности атмосфериков совпадает в дневные часы со вспышками на Солнце, которые увеличивают ионизацию атмосферы и, соответственно, напряженность переменного электрополя. Видимо, этим обстоятельством можно объяснить внезапную и немотивированную агрессивность пчел, которую они могут проявлять в отдельные дни или даже часы.
Агрессивность пчел увеличивается также по мере приближения к пасеке грозового фронта. Но еще до его приближения непосредственно к пасеке очень часто большое количество пчел, занимающихся доставкой корма, возвращается в ульи. При этом летная деятельность пчел прекращается, хотя освещенность, температура и сила ветра находятся в пределах оптимальных значений. Одной из причин такого поведения пчел является сильное увеличение и изменение напряженности электрополя, которые порождают грозовые разряды, происходящие на большом удалении от пасеки.
Было замечено, что агрессивность пчел достигает максимума с приближением грозового фронта к пасеке на расстояние 600–800 м, когда скачкообразные изменения напряженности электрополя, происходящие во время вспышек молний, повторяются с периодичностью 30–70 с.
Агрессивность пчел по отношению друг к другу (у летка) и к людям, находящимся вблизи ульев, при приближении грозового фронта можно объяснить следующим образом. Прикосновение "наэлектризованных" пчел друг к другу или к человеку вызывает раздражение наведенным током, протекающим через место контакта. Нечто подобное, но только в более сильной форме, происходит с пчелами, когда от них отбирают яд, раздражая их при этом электрическим током.
А возможно ли защитить пчел, находящихся в улье, от естественного электрополя или хотя бы ослабить его негативное влияние?
Для начала рассмотрим, как обстоят дела с этим вопросом в природных гнездах. Хорошо известно, что в естественных условиях пчелы по большей части поселяются в дуплах, находящихся в живых деревьях. Влажная древесина живых деревьев является достаточно хорошим проводником электрического тока. Это происходит потому, что внутренние сосуды (клетки) и межклеточные пространства древесины заполнены водой, в которой растворены минеральные вещества, что придает этой воде (пасоке) электропроводные свойства. Электропроводность живого дерева в десятки тысяч раз больше электропроводности сухой древесины. По причине высокой электропроводности поверхность живого дерева имеет нулевой электрический потенциал. С известной долей обобщения живое дерево можно сравнить с вертикально стоящей металлической трубой или металлической водонапорной башней, у которых электрический потенциал тоже равен нулю, поскольку они заземлены и имеют потенциал, одинаковый с землей. Из физики известно, что внутри замкнутых электропроводящих объемов, имеющих снаружи нулевой потенциал, электрическое поле отсутствует. Если же на такой объект будет воздействовать внешнее электрополе, то по причине высокой электропроводности его внешней поверхности электрическое поле не сможет проникнуть внутрь такого объема. Происходит, как говорят специалисты, экранирование внутреннего объема.
Если теперь посмотреть на живое дерево с дуплом и гнездом пчел в нем с точки зрения сказанного, то становится ясно, что пчелы в таком жилище надежно защищены (экранированы) от атмосферного электрического поля самой древесиной живого дерева. Даже во время грозы, когда напряженность внешнего электрического поля достигает нескольких сотен вольт на метр, стенки дупла в живом дереве полностью защищают пчел от этого негативного воздействия. Именно поэтому пчелы в естественных условиях размещают свои гнезда преимущественно в дуплах живых деревьев. Сказанное выше позволяет объяснить "странности" пчел, которые иногда размещают свои гнезда в металлической трубе, внутри металлического памятника или барабана от зерноуборочного комбайна и т. п.
Еще один аспект рассматриваемой проблемы. Хорошими экранирующими свойствами обладает не только живая древесина, но и крона деревьев. Поэтому под пологом деревьев для пчел естественным образом создается защищенный от внешнего электрополя комфортный обитаемый объем. Замечено, что при прочих равных условиях пчелы при заселении отдают предпочтение деревьям, стоящим в массиве (лес, роща, посадка). Очень редко пчелы выбирают дупла в отдельно стоящих деревьях. Кстати, такие деревья чаще всего поражаются молнией, а уж тут, как говорится, никакое экранирование не поможет.
Для защиты пчел, находящихся в ульях, от переменных электрополей рекомендуется проводить комплекс мероприятий:
• крышки ульев покрывать металлом и заземлять их;
• стенки ульев красить краской, отражающей переменные электрополя, - это может быть краска, изготовленная на основе лака, в котором размешивают небольшое количество алюминиевой или бронзовой пудры;
• над ульями на высоте 2–2,5 м размещать металлическую сетку с размером ячеек не больше 100 × 100 мм, которую надо надежно заземлять.
Естественная радиация (радиоактивность) Земли
В состав земной коры входят породы, обладающие радиоактивными свойствами. Некоторые из ядер тяжелых металлов (уран, радий, торий), входящих в эти породы, самопроизвольно распадаются с образованием новых частиц и выделением альфа- и бета-частиц (электронов) и гамма-лучей (фотонов большой энергии). Это свойство называется естественной (фоновой) радиоактивностью Земли.
Процесс естественной радиоактивности сопровождает Землю еще с момента появления на ней живых организмов, которые возникали, существовали и развивались при непрерывном воздействии этого геофизического фактора. В результате все живое на Земле, в том числе и пчелы, приспособились к существованию в таких фоновых условиях и без особого вреда для себя переносят эти естественные радиоактивные излучения.
Допустимый для человека уровень естественной радиации составляет несколько десятков микрорентген. Если местность, в которой живет человек, не заражена радиоактивными элементами искусственного происхождения (атомные взрывы, техногенные катастрофы атомных объектов и т. п.), то естественная радиация может оказывать на человека негативное воздействие только в виде мутаций (изменений) его генов - носителей наследственной информации.
Так же обстоит дело и с пчелой. Результатом негативного воздействия естественной радиоактивности Земли на нее могут быть мутации генов, в результате чего рождаются нетипичные для данного вида гинандроморфные особи (гермафродиты).
Световое и тепловое излучения Солнца
Солнце является центром нашего мироздания и очень мощным источником излучений в широком спектре частот. Однако в контексте рассматриваемых вопросов нас будут интересовать только световое излучение и тепловое излучение (солнечная радиация).
Световое излучение
Солнечный свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волн от 0,4 до 0,8 мк. Цветовое зрение человека и пчелы несколько отличается. Так, человек воспринимает цвета от красного до фиолетового (низкочастотная часть спектра солнечного света), а пчела - от желтого до ультрафиолетового (высокочастотная часть спектра). Красный цвет пчела не воспринимает, он видится ей черным. Причем во всем диапазоне воспринимаемых пчелой цветов имеются три максимума цветовой чувствительности: ультрафиолетовый, синий и желтый. Все эти особенности цветового зрения пчел надо учитывать при покраске ульев. Подробно о том, как правильно красить ульи, будет рассказано ниже.
Солнечный свет позволяет пчелам получать большое количество информации об окружающем мире, и поэтому без света пчелы могут существовать только в пассивный период своей жизнедеятельности, когда они не вылетают из улья.
Тепловое излучение
Поток солнечного тепла (прямая и рассеянная солнечная радиация) падает на улей, нагревает его поверхность, а потом часть тепла в виде теплового излучения передается с поверхности улья окружающей среде, а другая часть за счет теплопередачи проходит через стенки и крышу и нагревает внутренний объем улья. Суммарная тепловая энергия, поступающая в улей, зависит от температуры окружающей среды, скорости ветра, коэффициента теплопроводности стенок и утепления улья, а также от цвета его окраски.
В летнее время ульи надо защищать от чрезмерного перегрева солнечными лучами. Весной же и осенью это тепло оказывает весьма благоприятное воздействие на развитие пчелиных семей.
Электромагнитные поля (излучения) передатчиков радиоволнового диапазона
Электромагнитные излучения искусственного происхождения, используемые человеком для радио, телевидения, связи, на радиолокационных станциях (РЛС), представляют очень широкий спектр радиоволн. Этот диапазон охватывает от нескольких десятков килогерц - кГц (103 Гц) до нескольких гигагерц - ГГц (109 Гц).
На достаточном удалении от таких передатчиков, где обычно находится подавляющее большинство пасек, плотность потока электромагнитной энергии настолько мала, что она не оказывает негативного воздействия на жизнедеятельность пчелиной семьи. Здесь пчелы ничем не отличаются от других живых организмов и, в частности, от человека. Ведь современный человек всю свою жизнь проводит в окружении огромного количества незаметных излучений радиоволнового диапазона, которые можно обнаружить только при помощи технических средств, например радиоприемника, телевизора, и не ощущает на себе их негативного воздействия. По крайней мере, современной науке ничего не известно о наличии такого негативного влияния. Другое дело, когда пчела находится в непосредственной близости от источника электромагнитных излучений.
А можно ли защитить пчел от неблагоприятного воздействия сверхвысокочастотного излучения? Можно. Для этого надо около пасеки поставить вертикально защитный экран из металлической проволоки. Длина экрана должна быть такой, чтобы он закрывал от излучения крайние по фронту ульи.
Для частотного диапазона большинства РЛС достаточно ячейки экрана размером 100 × 100 мм. В узлах ячеек должен быть обеспечен надежный электрический контакт. При уменьшении размера ячейки степень защиты увеличивается. Высота экрана может быть равной 2 м, экран должен быть надежно заземлен.
Электрополя высоковольтных линий электропередачи
Высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) уже давно стали привычным атрибутом наших ландшафтов. Настолько привычным, что мы их порой просто не замечаем. Это, конечно, правильно, но, готовясь к выезду на медосбор или устанавливая пасеку в новом месте, мы бы рекомендовали учитывать и расположение ЛЭП. Почему? Об этом сейчас и поведем разговор.
По большинству ЛЭП передается переменный ток частотой 50 Гц. Поскольку потери мощности при передаче обратно пропорциональны величине напряжения, то для передачи на дальние расстояния строятся ЛЭП с рабочим напряжением до 1500 кВ (1 500 000 В!). Но чаще всего используются ЛЭП-500 кВ и ЛЭП-750 кВ.
По причине высоких напряжений, передаваемых по ЛЭП, они создают значительные локальные аномалии электрических полей, выражающиеся в увеличении их напряженности. Величина напряженности у земли зависит от высоты опор, провисания проводов и рельефа местности. По Е. К. Еськову (1999), средние значения напряженности электрополя на высоте 2 м от земли под ЛЭП-500 кВ составляют 6 кВ/м (60 В/см), под ЛЭП-750 кВ - 11 кВ/м (110 В/см), под ЛЭП-1500 кВ - 17,4 кВ/м (174 В/см).
Механизм влияния на пчел переменного электрополя, создаваемого ЛЭП, подобен описанному выше для естественных переменных электрополей. Точно так же переменное поле ЛЭП создает на теле пчел наводимые токи, которые раздражают пчел при контакте друг с другом или с другими токопроводящими объектами. Переменное электрополе при расположении ульев под ЛЭП влияет также и на физиологическое состояние пчел и расплода, что выражается в активизации обменных процессов в их организме. Это, в свою очередь, вызывает гибель расплода на разных стадиях в общем количестве до 10 %, уменьшение продолжительности жизни пчел на 3–5 суток и очень высокий процент гибели маток - от 40 до 60 %. В итоге все эти процессы приводят к уменьшению численности рабочих особей (силы семей) в среднем на 14 %. Понятно, что эта негативная тенденция не может не повлиять на медосбор семей.
Следует отметить также, что семьи пчел, находящиеся в зоне действия ЛЭП, проявляют специфические формы поведения. Прежде всего, пчелы этих семей отличаются повышенной агрессивностью, которая сохраняется на протяжении всего периода пребывания семей под ЛЭП. У летков этих семей обычно располагается большое количество пчел. Для них характерен высокий уровень хаотической двигательной активности. Пчелы этих семей стремятся заделывать воском и прополисом не только места соединения частей улья, но и летковые отверстия, оставляя в них лишь небольшие проходы.
Самой надежной защитой от негативного воздействия ЛЭП является удаление семей на расстояние не менее 50 м от крайнего провода ЛЭП. Заземление металлических крыш ульев является также достаточно эффективным способом защиты от переменных электрополей.
Низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами (генераторами)
Переменные низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами, отличаются от рассматриваемых выше переменных электрополей атмосферы и ЛЭП только частотой их генерации. По этой причине основные механизмы воздействия этих полей на пчел фактически аналогичны. Особенности воздействия низкочастотных электрополей связаны в основном со спецификой восприятия пчелами некоторых низкочастотных электрополей вполне определенной частоты и структуры.
Реакция пчел на электрополя зависит от количества пчел и их состояния, а также от частоты и напряженности электрополей. Максимальную чувствительность к электрополям пчелы проявляют на частоте 500 Гц. Порог их чувствительности на этой частоте составляет 4–5 В/см. Повышение или понижение частоты электрополей приводит к увеличению порога чувствительности, то есть к электрополям этих частот пчелы проявляют меньшую чувствительность.
Природную особенность пчел, проявляющих максимальное возбуждение на переменное электрополе с частотой 500 Гц, можно использовать для стимуляции пчелиных семей в различных целях, в частности для предотвращения роения, борьбы с варроатозом, наращивания силы семей, идущих в зиму, увеличения выхода яда при его отборе.
Акустические поля (звуковые излучения)
Каждая пчела в процессе своей жизнедеятельности способна издавать и воспринимать определенные звуки. В системе акустической сигнализации в качестве физических линий канала связи пчелы используют воздух или твердые тела. В принципе любой звуковой сигнал независимо от способа его генерации может передаваться по каждой из этих линий. Однако, с точки зрения экономии энергетических затрат, акустические сигналы целесообразно передавать, минуя переходы через среды с различной акустической проводимостью, например воздух - твердые тела. В процессе эволюции медоносная пчела получила способность пользоваться этими каналами акустической связи отдельно.
Назовем (весьма условно) канал связи, в котором сигнал передается по воздуху, звуковым каналом связи (ЗКС), а канал, в котором сигнал передается по твердому телу, - вибрационным каналом связи (ВКС).
В ЗКС генерация пчелами звуков осуществляется при помощи летательного аппарата, в частности при помощи крыльевых пластин. Воспринимаются звуки в ЗКС при помощи специальных волосков (сенсилл), расположенных на голове пчелы и Джонстонового органа на усиках пчелы.
В ВКС вибрационные сигналы издаются прижатым к твердому телу (соту, стенке улья) корпусом пчелы за счет его продольного сжатия. Воспринимаются эти сигналы при помощи специальных виброрецепторов, расположенных в верхних частях голеней всех трех пар ног.
В зависимости от выполняемой работы и физиологического состояния пчелиной семьи она издает звуки, занимающие довольно широкий спектр звукового диапазона. Однако максимумы спектральной энергии приходятся обычно на три диапазона: 75–190 Гц - вентиляция гнезда; 200–400 Гц и 420–550 Гц - общая активность пчел. За 3–5 дней до выхода роя интенсивные составляющие второго диапазона смещаются на область 210–240 Гц (Е. К. Еськов, 1981). Эти же составляющие появляются и тогда, когда пчелы перестают заниматься приносом нектара.