Органы восприятия температуры, влажности и СО2
Одним из основных экологических факторов, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность медоносных пчел, является температура. Термочувствительными органами у пчел являются расположенные на антеннах трихоидные (волосковые), базиконические (обонятельные) и целоконические сенсиллы. Целоконические сенсиллы представляют собой короткие волоски, скрытые в углублениях кутикулы. Они имеют вид капсулы с отверстием наружу. Иннервируется сенсилла чувствительными клетками. Целоконические сенсиллы располагаются группами на верхней и нижней сторонах внешних концов каждого из восьми наружных члеников жгутика.
Температурные рецепторы насекомых подразделяют на две категории – холодовые и тепловые: одни из них увеличивают количество генерируемых импульсов в ответ на понижение температуры, другие – на повышение. Холодовые рецепторы впервые были обнаружены на антенне пчелы. Типичных тепловых рецепторов у медоносных пчел до сих пор не найдено. Пчелы воспринимают колебания температуры, составляющие десятые доли градуса, и регулируют ее, особенно при появлении личинок и яиц (в пределах 35±0,5 °C).
Медоносные пчелы различают степень увлажнения воздуха. Рецепторы влажности были обнаружены на восьми дистальных члениках антенн пчел, но не исключено, что рецепторы влажности локализованы не только на антеннах. Пчелы не только различают изменение влажности, но регулируют ее, так как это жизненно необходимо.
А. Вудров (1935) обнаружил закономерное уменьшение продолжительности жизни пчел с повышением относительной влажности воздуха. При влажности 25,5 % пчелы жили 52 дня, при 50,9 % – 30,9 при 73,5 % – 24,5 при 93,1 % – 8,4 дня. Автор объясняет сокращение продолжительности жизни при высокой влажности накоплением большого количества воды в теле пчелы, которую она не способна удалить трахейной системой. Сырость в ульях действует на пчел угнетающе. Мед, хорошо впитывающий влагу, разжижается, вытекает из ячеек и закисает. При потреблении закисшего меда пчелы заболевают и гибнут.
Медоносные пчелы воспринимают и реагируют также на изменения концентрации СО2 в окружающей среде. В жизни пчел большое значение имеют вещества, называемые феромонами, выделяемые специальными железами в окружающую среду и воздействующие на других особей того же вида, вызывая изменения в поведении или процессах развития. Установлено, что в сенсиллах на антенне пчелы есть отдельные клетки, настроенные на восприятие СО2. Все это обеспечивает пчелам успешную зимовку в сложных условиях.
В весенне-летний период, когда идет выращивание расплода, в гнезде содержится максимальное количество кислорода и минимальное – углекислого газа. В это время содержание углекислого газа в центре гнезда колеблется от 0,1 до 1 %, а в периферической его части от 0,05 до 1 %. В конце сезона содержание СО2 увеличивается в центральной части до 2 %, а зимой до 3–4 %.
Состав газа регулируется, главным образом, вентилированием гнезда. При 3 % углекислого газа вентилируют 6–7 пчел, при 8 %-ной концентрации число пчел-вентиляторщиц возрастает в 20 раз. При 1,4 %-ной концентрации углекислого газа вентиляция гнезда приостанавливается [26].
О смене «профессий» рабочей пчелы в течение ее короткой жизни
Исследования ученых подтвердили физиологическую основу организации пчелиной семьи и показали, как изменяющееся с возрастом состояние отдельной пчелы подготавливает изменение ее функции, ее рода деятельности в семье. Смена профиля работы пчелами в нормально развивающейся семье определяется примерно следующей последовательностью:
• первые три дня – приведение себя и своей ячейки в порядок и чистка других ячеек, в этот период пчела часто отдыхает;
• 4—6-й день жизни – кормление личинок старших возрастов (старше 3-суточного возраста), до 6-дневного возраста у пчелы еще не развиты молочные железы;
• 7—11-й день – кормление личинок младших возрастов, маток и их личинок маточным молочком, а также молодых, неокрепших пчел и трутней, которым нужно маточное молочко. Пчел этого возраста можно назвать няньками: у них начинает активно вырабатываться маточное молочко, они исполняют роль внимательных кормилиц, покрывают сот с расплодом, обогревая его. Могут участвовать в уборке улья, запечатывании ячеек с личинками и охране. Отметим, что пчелы в этом возрасте выполняют еще одну общественную функцию. Они иной раз день-два отбывают повинность санитара или парикмахера. Такой санитар круглые сутки переходит на сотах от одной пчелы к другой и по очереди чистит и как бы причесывает их гребешками и приглаживает.
Эта процедура особенно занимательно выглядит, когда причесываемая пчела поднимает крылья, растопыривая их, и подставляет причесывающей подкрыльные участки, колечко между грудью и брюшком, спинку «между лопатками» и другие места, до которых самой пчеле никак не добраться ни жвалами, ни коготками ножек. Как раз здесь к телу пчел прикрепляются некоторые их вредители. Нередко можно видеть, как две пчелы чистят совместно одну сборщицу. Такие наблюдения очень ценны не только для пчеловодов-исследовате-лей, но и для любящего пчел рядового пчеловода.
• 12—18-й день – строят соты и запечатывают ячейки. К этому времени у рабочих пчел полностью созревают восковые железы, и на брюшке выделяются восковые пластинки. Одновременно пчелки могут продолжать кормление личинок. Кроме того, они принимают нектар у пчел-сборщиц, перерабатывают его в мед, утрамбовывают обножку в ячейках, обогащая ее медом, и выполняют другие работы, совершая ближние ознакомительные облеты. Деление ульевых пчел по возрастному «профессиональному» признаку несколько условно, так как на самом деле происходит совмещение перечисленных работ, а также приемка и переработка нектара, вентиляция и др.
С 18—20-го дня пчела становится на внеульевую вахту, то есть становится водоносом, добытчиком пыльцы, нектара и прополиса, охраняет и защищает улей от непрошеных гостей. Разведкой пастбищ, а также нового места жительства при вылете роя, занимаются более опытные взрослые пчелы, так как им приходится летать на расстояние до 3 и более километров от улья.
Такое распределение обязанностей является несколько условным и характерно для пчел, развивающихся в сильной здоровой семье при отсутствии внешних катаклизмов. Если же обстановка потребует, то установившийся порядок изменяется: пчелы досрочно начинают выполнять работы, которые диктуются обстоятельствами. Например, при необходимости рабочие пчелы могут приступать к сбору нектара не с 21-го дня, а с 7-го, а в другой обстановке пчелы-сборщицы могут начать выполнять внутриульевые работы.
Еще следует помнить о такой важной работе, как уход за маткой и ее кормление. В активный сезон, где бы ни находилась плодная матка, ее всегда окружает свита, состоящая из разновозрастных 8—12 пчел. Эти пчелки кормят матку маточным молочком, чистят ее, убирают все отходы. По мере продвижения матки состав свиты обновляется. Если матка перестает откладывать яйца, свита ее редеет и распадается вовсе.
Приведенными выводами мы в значительной степени обязаны наблюдениям пчеловода-исследователя Тульской опытной станции Л. Перепеловой.
Каким образом пчелы ориентируются в пространстве?
Достигнув 7—10-дневного возраста, пчелы вылетают из улья. Во время ориентировочных облетов происходит изучение местности, знакомство с местонахождением своего улья.
Одним из ориентиров, помогающим найти леток своего улья, является запах семьи. Его распространяют пчелы, находящиеся у летка, которые специальными движениями обнажают пахучую железу Насонова. Запах секрета быстро распространяется и насыщает воздушный поток.
Ориентиром также служит цвет ульев. Если они окрашены в желтый, синий, сине-желтый, фиолетовый цвет, различимый пчелами, то пчелы ошибаются редко. «Компасом» для пчел на открытой местности является положение солнца и зависящее от него направление поляризации лучей света.
Какая температура тела пчелы и какие температуры допустимы внутри гнезда?
Температура тела пчелы зависит в значительной степени от внешней температуры, но в некоторых пределах она регулирует ее сама. Температура тела пчелы при полете также зависит от внешней температуры: при 22–26 °C она достигает 35–37 °, а при температуре воздуха 35–37 ° она может подняться до 42 °. У пчелы, закончившей полет, температура тела на 6—20 °C выше температуры окружающей среды. Охлаждается организм в результате снижения обмена веществ, уменьшения потребления кислорода и за счет испарения воды.
Одиночные пчелы очень чувствительны к низким температурам, их оцепенение начинается уже при +8 °C. В этой связи много пчел гибнет весной на водопое, при отсутствии подогреваемой поилки. В клубе пчелы становятся способными выдерживать и отрицательные внешние температуры, но их двигательная способность замедляется. Пчелы в клубе поддерживают температуру +14…+25 °C при отрицательных внешних температурах. Это свойство позволяет им выживать зимой даже в тонкостенных ульях.
Одиночные пчелы очень чувствительны к низким температурам, их оцепенение начинается уже при +8 °C. В этой связи много пчел гибнет весной на водопое, при отсутствии подогреваемой поилки. В клубе пчелы становятся способными выдерживать и отрицательные внешние температуры, но их двигательная способность замедляется. Пчелы в клубе поддерживают температуру +14…+25 °C при отрицательных внешних температурах. Это свойство позволяет им выживать зимой даже в тонкостенных ульях.
Известно, что застывшие при небольших низких температурах пчелы оживают под действием тепла. Но продолжительность пребывания пчел в застывшем (оцепеневшем) состоянии ограниченна. Возможность последующего оживления зависит от температуры воздуха, при которой они впали в оцепенение. Так, при температуре от 1 до 8 °C пчелы могут находиться в стадии оцепенения не более 30 часов, при температуре около 0 °C – 10 часов, после чего уже не оживают. В группе пчелы становятся более выносливыми.
Отдельные пчелы выдерживают температуру от 6 до 8 °C – 9 дней, а от 1 до 3 °C – только 2 дня.
Более чувствителен к изменениям температуры внутри гнезда пчелиный расплод. В нормальной сильной семье пчелы поддерживают необходимую для расплода температуру в пределах 34–35 °C. Расплод легко переносит кратковременное повышение температуры на 2–3 °C и понижение на 10–12 °C. Однако продолжительное снижение температуры даже на 3 °C приводит к удлинению сроков развития расплода и недоразвитию крылышек. Повышение же температуры на 2–3 °C вызывает частичную гибель пчел, а на 4–5 °C – гибель всего расплода.
При наружной температуре 5–6 °C группа пчел весом около 500 г приходит в состояние легкого оцепенения через 5–6 часов и возвращается в активное состояние через 30–60 мин. после повышения температуры, при 3–5 °C пчелы застывают через 4–5 часов, оживают, но медленно. Большинство из них погибает, так как сахар не поступает в их кровь.
Какова продолжительность жизни рабочих пчел?
Продолжительность жизни пчел зависит от многих факторов, в нормальных условиях зависит от сроков выхода из ячейки. Выведенные в марте пчелы живут до 35–40 дней, в июне – до 30 дней, выведенные в период главного медосбора – 28–30 дней, выведенные в августе – сентябре и не участвующие в сборе корма, переработке сахарного сиропа и кормлении расплода живут до 200 дней. В семьях, не имеющих расплода, они могут прожить до года.
Долгоживущие пчелы появляются осенью (до 200 дней). В личиночной стадии они получают обильный корм. После выхода из ячеек молодые пчелы почти не подвергаются стрессам, усиленно питаются пергой, что, при уменьшении или отсутствии работы по добыче корма и выкармливанию расплода, способствует накоплению в теле резервных веществ. Живая масса пчел осенью увеличивается по сравнению с летом на 13–19 %, а сухая масса этих пчел возрастает на 16–26 %.
Продолжительность жизни пчел, лишенных пищи, зависит от их возраста и наружной температуры. Установлено, что дольше всего они живут при 16,5 °C, а меньше всего при 36 °C. Отдельные накормленные пчелы могут не есть от 21 до 134 часов. Менее выносливы летные пчелы, вылетающие из улья. Они могут голодать от 4 до 17 часов, а молодые – от 7 до 111 (В. Крижан, 1975).
Пчела, ужалив и утратив жало, живет всего несколько часов и погибает: в опытах с пятью пчелами, которых после того как они лишились жала, поместили в пчелиную семью, установлено, что эти пчелы погибли через 6, 38, 80, 96 и 102 часа, хотя брали пищу. Пчела, ужаленная другой пчелой, сразу же погибала.
Умеют ли пчелы размышлять?
Нет оснований полагать, что пчела может размышлять: ее мозг слишком мал (800 тыс. нервных клеток-нейронов), чтобы удерживать большой объем информации. Но ученые считают, что в результате постоянных контактов друг с другом пчелы образуют мозг семьи, который по емкости (6–8 млрд нейронов) может конкурировать с мозгом более развитых млекопитающих (8– 10 млрд нейронов у дельфина). Пчелы способны корректировать поведение у формирующихся поколений своей семьи. В период, когда семья не будет в состоянии оперативно корректировать свои действия из-за зимних холодов, она ведет себя «как умная машина», запрограммированная с учетом всех тонкостей и опасностей (С. А. Поправко, 1985). Кто из пчеловодов внимательно наблюдал за поведением пчел в неординарной обстановке, тот не мог не прийти в восторг от того, как они оперативно находят решение возникшей проблемы.
Простой пример, который автор наблюдал на кочевке при возникновении неординарной для пчел ситуации. На прилетную доску одной семьи стали садиться и направляться в леток мелкие жучки. Пчелы попробовали их «на зубок», но челюсти пчел оказались недостаточно сильны, чтобы раскусить жучка. Через небольшое время пчелы нашли решение – они стали сдувать с прилетной доски этих непрошеных гостей сильным потоком воздуха. На следующий день жучки не появлялись.
Что активизирует добычу корма пчелами? О кормлении личинок и трутней
Установлена прямая зависимость между количеством открытого расплода в семье и активностью пчел-сборщиц. При удалении расплода из гнезда активность вылетающих пчел за нектаром падает с 88 до 47 %. При добавлении открытого расплода активность пчел-сборщиц вновь возрастает (В. И. Лебедев, Н. Г. Билаш, 1991). Наличие плодной матки и даже наличие трутней в семье также активизирует медосбор.
Активность летной работы пчел зависит от наличия нектара и пыльцы в природе, от их качества, от погоды (наличия солнца, температуры и влажности воздуха и т. д.). В солнечные дни лёт пчел начинается при температуре 12–14 °C, может усиливаться с ее повышением до 38 °C, затем активность снижается. После теплой ночи лёт начинается раньше, чем после холодной. Оптимальная температура для пчел по сбору корма от 17 до 32 °C. Пчелы, выведенные летом, активнее летают при 32 °C, чем при 21 °C, перезимовавшие – при более низких температурах. Оптимальная влажность воздуха для полетов от 20–25 до 60 %. В целом самые благоприятные условия для сбора нектара: температура 24–28 °C, безветрие и влажность воздуха около 50 %.
Некоторые статистические данные о соборе нектараЕмкость медового зобика рабочей пчелы у разных семей в зависимости от породы, силы семьи и других условий воспитания пчел может составлять от 55 до 66 мм3. Но количество нектара, приносимого в улей, зависит от многих факторов. При малой удаленности источника нектара и большой силе медосбора рабочая нагрузка на пчелу может достигать 40–50 мг, при слабом медосборе и большой удаленности – 15–25 мг. Перед вылетом пчела берет с собой около 3–5 мг нектара, который содержит 2 мг сахара. Этого запаса ей может хватить на преодоление примерно 4,5 км. Но обычно пчелы летают на расстояние 2–3 км, так как ей еще необходимо вернуться домой. При падении уровня глюкозы в гемолимфе ниже 1 % пчела не может летать.
Для сбора одного килограмма нектара с липы пчелы сильной семьи совершают до 25 тыс. вылетов. При посещении других видов растений, выделяющих меньшее количество нектара, 100–120 тыс. вылетов. Охотнее всего пчелы берут нектар с концентрацией 50–60 % сахара. А чтобы получить одну ложку меда (30 г), 200 пчел должны летать весь день в период хорошего медосбора.
По оптимистичным данным, за 19 дневных вылетов одна пчела из сильной семьи может собрать с липы 900–950 мг нектара. При сборе нектара с рапса, находящегося на расстоянии 200–300 м от улья, пчелы могут совершать до 60 вылетов в день. Но в среднем пчела за свою жизнь совершает от 80 до 120 вылетов.
О сборе пыльцыУстановлено, что до 25 % пчел-сборщиц специализируются на сборе пыльцы. Часть пчел (до 17 %) собирают и пыльцу, и нектар. Сборщицы сами стряхивают ее в ячейки, в которых уже выводились молодые пчелы. Сброшенная в ячейку пыльца утрамбовывается там молодыми пчелами. Рыхлую обножку они уплотняют головками, затем заливают медом и запечатывают крышечками.
В одну ячейку сота помещается до 18 обножек общим весом 140–180 мг. В одной обножке весом до 28 мг может быть 15 млн зерен пыльцы.
За один день пчелиная семья может собрать до 400 г обножек, а за сезон – от 25 до 55 кг пыльцы.
О параметрах полета пчелы за кормомСкорость полета пчел зависит от многих факторов: силы ветра, нагрузки, возраста пчел. Средняя скорость пчел без груза составляет 28–30 км/ч, с нагрузкой – 24 км/ч и менее. Максимальная дальность полета на открытой местности 4–5 км, на местности, покрытой деревьями, пересеченной оврагами, – до 11 км. Но полеты в пределах 0,75 км оказываются наиболее экономичными.
В зависимости от уровня медосбора и расстояния от источника до улья продолжительность полета составляет 10–60 мин. при сборе нектара и 6—30 мин. при сборе пыльцы. Пчела-сборщица находится в поле в среднем 1 ч., а в улье около 15 мин. В среднем пчела за день делает 8—10 вылетов, принося каждый раз по 30–40 мг нектара или по 10–15 мг пыльцы.