Магия пчел!

Пчеловоды Беларуси

Давайте обратимся к опытам, проведённым профессором А.Губиным и И. Халифманом. Они решили выяснить, сколь влиятельны в вопросах воспитания подрастающего поколения пчелиные няньки – пчёлы-кормилицы.

Побуждения были и чисто практического свойства – выявить, насколько обоснована надежда улучшить породу пчёл лишь одним простым введением в семьи пчелиных маток. Их выращивать сравнительно нетрудно, и положение теоретически выглядело очень заманчивым: пчелиная королева в семье единственная держательница в активной форме всемогущих генов. Поэтому казалось, что замена матки в семье, из года в год не показывающей трудовых доблестей в сборе мёда, на другую, выращенную пчёлами-рекордистами по медосборам, приведёт к быстрому улучшению качества вечно отстраивающей семьи.

На практике, однако, такой подход давал осечки. Пчеловоды доставали маток от прославленных пород и семей, но результаты далеко не соответствовали ожидаемым. Пришлось допустить, что пчёлы-кормилицы прежней семьи каким-то путём «портят» новорождённых со столь обнадёживающей генетикой.

А.Губин и И.Халифман решили оценить степень такого влияния. Они поставили в гнездо среднерусской семьи пустой сот, в который матка вскоре отложила яички. Пока из них не успели проклюнуться личинки, сот поместили в семью кавказской породы, из которой предварительно убрали её собственные рамки с молодью. Кавказским пчёлам, таким образом, пришлось выкармливать «кукушкиных детей».

Правда, в отличие от пеночки, неспособной изменить ни внешний вид, ни нрав выкармливаемого ею кукушонка, пчёлы-кормилицы кавказской семьи успевали кое-что передать безмолвному отряду личинок среднерусских пчёл, свернувшихся на донышке ячеек.

Когда личинки выросли и превратились в зрелые коконы, готовые вот-вот обернуться взрослыми насекомыми, экспериментаторы отобрали рамки с упакованными в их ячейках куколками и поместили в термостат, где поддерживалась температура улья. В этих условиях пчёлы благополучно покинули свои восковые колыбельки и вскоре, напитавшись перги и мёда, оказались способными к трудовой деятельности. Из них сформировали семейку и предоставили ей возможность… печатать зрелый мёд. Это и был решающий момент эксперимента. Исследователи обдуманно использовали тот факт, что среднерусские и кавказские пчёлы делают привычную для них операцию по-разному. Кавказские пчёлы, когда созревает мёд в их сотах, восковую крышечку прилаживают впритык к медовому столбику ячейки. Такой способ называют мокрой печаткой.

Среднерусские пчёлы оставляют между столбиком и надвигаемой сверху восковой крышечкой слой воздуха.

Сот, обработанный таким путём, обретает удивительно привлекательный вид, он прямо-таки сверкает своей белизной и чётким рисунком чуть выпуклых над плоскостью ячеек восковых крышечек. Это и есть сухая печатка мёда.

Различия в пчелиной эстетике должны были многое сказать исследователям генетических тайн улья. Когда экспериментальные семейки завершили свои работы, и можно было взглянуть на соты, выяснилось, что кавказские пчёлы отступили от генных предписаний своих предков: часть ячеек с созревающим мёдом они стали закрывать «по-русски». Среднерусские же пчёлы, если их личинок выкармливали кавказянки, обретали и их мокрую манеру печатки.

Под внешне невинными событиями, о которых идёт речь, таятся вопросы принципиального значения – о пределах или сфере власти генов в живом организме, способах её проявления и влиянии на поведение.

У пчёл в вопросах согласования поведения действует принцип: веди себя, как я, делай то, что делаю я. Однако в опытах по запечатыванию мёда в улейках не было бывалых пчёл, способных передавать такую информацию: все работницы состояли из только что рождённых, не имевших ранее никакого жизненного опыта особей. Тем не менее, свободные от влияния опыта взрослых насекомых, эти пчёлы удостоверили нас, что они получили и сберегли вполне чёткие указания от пчелиных нянек. Разумеется, получить их они могли лишь в те мгновения контакта, когда няньки ухаживали за своими питомцами, свернувшимися в тихие безмолвные колечки личинок.

Общение личинок с пчёлами-кормилицами действительностью удивляет своей интенсивностью. Жизнь личинки длится всего 6 дней, но за это время ухаживающие за ней пчёлы умудряются посетить её более 10 тыс. раз. Или чаще одного раза в минуту.

В чём причина такого сверхвнимания? Само-то кормление не требует надоедливых ежеминутных заглядываний. Дело очевидно в другом. Пчёлы столь же не равнодушны и к матке. Постоянно окружая её плотной свитой, они не только кормят матку и ухаживают за ней, но и постоянно слизывают с неё какие-то вещества. Природу ряда из них удалось выяснить. Это ферромоны – регуляторы жизнедеятельности семьи и сохранения её целостности. Оказалось, что ферромоны выделяет не только матка, но и пчелиный расплод – личинки, вызывая у своих воспитательниц столь неодолимую потребность постоянно заглядывать в восковую коморку.

Возле этих двух источников – матки и молодого расплода – и собираются все пчёлы. Даже угроза голода, как мы видели раньше, не вынудит их покинуть источающие неотразимо привлекательные вещества – центры семьи.

Может ли пчела-кормилица, как выясняется, не менее нуждающаяся в связях с личинкой, чем личинка с нею, передать ей информацию, как печатать мёд, и подобные нюансы поведения в туманном будущем? Нам не следует забывать, что личинка после этих ежеминутных обхаживаний будет вскоре замурована в своей восковой колыбельке крышечкой и подвергнется сложнейшим перестройкам – фазам метаморфоза.

В них исчезнет старое тело и зародится новое с совершенно другой внутренней и внешней структурой – организм взрослого насекомого.

Неужто в этом биохимическом котле, переплавляющем всё и вся, могут сохраниться структуры, которые сберегают нашёптывания и рассказы пчёл-кормилиц? Причём не одной, а сотен разных.

Этот вопрос ставит нас в трудное положение. В итоге получается, что передача информации состоялась, а каким путём это произошло – совершенно неясно. Прежде всего, эти учёные предположили, что информацию личинкам пчёлы-кормилицы передают через вещества своего молочка, однако неясно, как они это делают.

Ведь отдельные молекулы, хаотично двигающиеся в растворе (а молочко пчёл – жидкая пища, т.е. раствор), не способны передать весь объём столь сложной информации. Даже элементарные познания в химии показывают, что отдельные молекулы, пусть самые сложные, не в состоянии сами что-либо рассказать и тем более показать личинкам, включая такие детали – оставлять ли прослойку воздуха между восковой крышечкой и медовым мениском в ячейке или лепить её впритык.

Знаменитые молекулы ДНК, спирали которых – основное наполнение генов, несут код для синтеза других молекул, той же ДНК и молекул белка. Именно по чертежам ДНК и сходящей с неё матрицы – информационной РНК – и строится как тело личинки, так и впоследствии тело куколки и взрослой пчелы.

Способна ли сама по себе ДНК или образуемая ею спираль, с примыкающей свитой молекул кодировать или более сложную поведенческую информацию, то, что мы называем инстинктом, пока неясно. Однако ясно, что все алгоритмы, или схемы рефлекторного поведения, так или иначе хранятся в памяти воспроизводящей клетки, считываясь строго синхронно с другими физико-химическими процессами.

Каким же путём пчелиные няньки взывают к жизни нужную ноту поведения из этих многослойных видовых хранилищ памяти?

Раз  мы упомянули про ноту, представим себе современную музыкальную шкатулку. В шкатулке хранится запись множества мелодий, а на клавишах для включения названа каждая из них. Вопрос, следовательно, в том, кто и как будет нажимать на эти клавиши.

Вот примерно в такой ситуации и оказывается пчела-воспитательница, когда на её глазах из перламутрового столбика яичка выклёвывается личинка будущей работницы улья.

Генетический ресурс развивающихся клеток личинок огромен, он включает не одну тысячу различных химических и поведенческих программ, накопленных миллионами лет эволюции. Реализоваться же, воплотиться в организм с определённым типом поведения могут лишь некоторые. Недаром большая часть наследственного материала – генома – представлена столь интригующими современных исследователей «молчащими генами». Они и хранят знания и технологии на все случаи и перипетии жизни вида.

Озвучить и включить в работу нужные из них может тот, кто, зная кодировку и расположение клавишей, приступит к формированию облика будущего организма трудового члена колонии. Поэтому сам вид по потенциальным возможностям своего генотипа уподоблен айсбергу, где его главная подводная часть – генотип – скрыта от взора наблюдателя в толщах воды, а на поверхности видна лишь тонкая полоска реализованных возможностей (фенотип).

Итак, семья пчёл. Ей отнюдь не безразлично, как поведёт себя будущая работница, имеющая на первых порах жизни столь послушный и безучастный вид личинки. Важнейшее условие существования семьи – максимальная синхронизация в поведении пчёл. Если нарождающееся поколение не сможет понимать с полуслова язык старшего, колония окажется в плачевном состоянии. И вот в роли корректировщика и настройщика наследственности и выступает пчела-кормилица.

Каким же инструментом орудует пчела, имея дело с таким айсбергом наследственных накоплений? Использует она, как показывают научные данные, химический ключ.

Если отдельная молекула не в состоянии сама исполнить роль рассказчика, то она прекрасно справляется с ролью посыльного, напоминающего шкатулке о той мелодии, которую нужно сыграть. Вот этим букетом напоминающих молекул и насыщено молочко пчёл-кормилиц.

Ударяя ими по клавиатуре видовой памяти, хранящейся в развивающихся клетках, она не только растит и кормит личинку, но и формирует её будущий поведенческий облик. Разумеется, события развиваются на бессознательном, т.е. отлаженном до автоматизма уровне, но этот уровень имеет черты изумляющего нас совершенства.

Придав личинке веществами-управителями нужный ход метаболизма, пчела-кормилица достигает многого. Личинка, претерпев повторную смерть и воскресение в котле метаморфоза, является на свет именно тем насекомым, которое поведёт себя так, как принято в доме, который взял её на воспитание и службу.

Пчеловод-практик, зная эти законы, должен удвоить и утроить внимание к лучшим семьям пасеки, размножая их целыми роями и отводками, т.е. сбалансированными по возрастному составу пчёл частями семьи. Попытки же улучшить семьи простым подсаживанием в них маток, выведенных в хорошо зарекомендовавших себя в работе семьях, полного успеха не дадут: хорошие задатки генотипа из яиц окажутся смазанными, или экранированными, настройками фенотипической наследственности – пчёлами-кормилицами.

Биологическая роль пчёл-кормилиц в семье велика. Проявление её разнообразны. Они могут заставить личинки кавказских пчёл, покопавшись в хранилищах их породной памяти, вспомнить, как следует печатать мёд в манере воспитавших их среднерусских нянек либо привить свойственные семье-воспитательницы трудовые навыки (причём, как с лучшей, так и с худшей стороны). Няньки при необходимости способны из молодой личинки вылепить и совсем другое существо. Меняя таинственную палитру веществ-управителей в своём корме, они в состоянии направить развитие личинки по королевскому пути. Такой личинке, ставшей уже куколкой, не надо будет томиться в замурованной ячейке долгих 12 дней прежде, чем выйти на свет неполноценной самкой – обычной пчелой-работницей, удел которой – лишь труд и самопожертвование. Через 8 дней эта царственная особь покинет восковую келью вполне созревшим насекомым, имеющим изящное и продолговатое тело. Это тело их царицы, или королевы, как ранее называли пчелиных маток. Судьба её будет совершенно отличной от доли остальных членов колонии.

Наблюдая такую колдовскую магию пчёл-кормилиц, спрашиваешь себя: неужели ещё нужны другие свидетельства о степени власти нераскрытых химических тайн их корма на взращиваемые поколения пчёл?

20126-900.jpg

13:59
72
RSS
Fred
16:43

Здравствуйте! Позвольте не согласиться с мнением автора. На счёт причин сухой и мокрой печатки у меня другое видение:

agrarii.com/tayna-suhoy-i-mokroy-pechatki-myoda-u-raznyh-porod-pchyol/

Я проводил несколько экспериментов, но думаю и этих доводов будет достаточным чтобы утверждать что причиной этих механизмов является влажность окружающего воздуха.

Спасибо! 

22:12

Спасибо за интересные сведения!

10:55

Здравствуйте. Прочитал Вашу статью, очень интересно! Однако, как объяснить, что средне-русская порода дает в одинаковых условиях с пчелами других пород, более светлую печатку? Достаточно пересадить семьи разной породы в одном улье и результат меняется кардинально!

Fred
17:53

Все промышленные породы дают белую печатку. (Карника, бакфаст, итальянка и т.д)

Думаю в горах Кавказа где сформировалась СГК, СР-порода не собрать мёд, если и соберет то мокрой печаткой. 

Моя теория объясняет причины. СГК и СР отличаются диапазоном переносимой температуры обитания. (если неучитывать длительный безоблетный период. Для этого СР приобрели большие размеры брюшка по отношению СГК)

СГК (+49°С до -35°С)

СР (+40°С до -45°С) 

Как видим температурный предел (амплитуда) выносливости смещен всего на 10°С относительно друг друга. Эти 10 градусов не критические, СГК выдерживают и более низкие, дело в периоде безоблета. 

У воздушной прослойки низкая теплопроводность, но ведь в зимнем клубе для пчел по обеим сторонам некоторого количества сот необходимо концентрировать тепло в середине гнезда. Мед из мокрой печати долго впитывая тепло, и медленно отдаёт,  то есть является неким баластом для обогрева от резких перепадов температур. 

Вы утверждаете что южные породы печатают мокро. Но мы можем заметить что только горные породы отличаются этим признаком.

18:31

Сложно отвечать, Вы не зарегистрированы и комментарии теряются. Давайте на форум перейдем. 

apitoria.ru/topic/65-taina-mokroi-i-suhoi-pechatki-u-raznyh-porod-pchel.html

Fred
14:04

Здравствуйте редакция! Предлагаю Вам опубликовать продолжение исследований из серии «Тайны различной печаткино мёда в сотах медоносных пчел»

На сей раз работа посвящена причинам белоснежной печатки.  

Тайна белоснежной печатки у медоносных пчел.

Среднерусская порода пчел (она же тёмная лесная, европейская аборигенная, немецкая чёрная, иберийская) и др. отличаются от горных и южных равнинных пород пчел своей белоснежной печаткой мёда в сотах.

В дикой природе колонии пчел обустраивают свои жилища в дуплах деревьев, трещинах в скалах и тому подобных пустотах, которые позволяют благоприятно перезимовать рою. Пчелиные разведчицы благодаря заложенному инстинкту успешно решают данную задачу. Они выбирают себе кров с учетом теплоизоляционных свойств нового дома (чтобы располагалась в укромном месте, без шума, сквозняков, запаха и подальше от вредителей животного происхождения). Главным критерием поиска является объём будущего гнезда, которое позволит регулировать микроклимат улья в период зимовки, с минимальными кормовыми затратами на обогрев. Естественно верхняя часть выбранного гнезда, куда пчелы искусно прикрепляют свои соты (а их в основном бывает от 5 до 9 сот с радиусом 40-70 см, связанных между собой восковых перемычками в форме куриного яйца) является герметичной подушкой, которая будущей зимой позволит сохранять тепло.
Уже осенью пчелиные особи, особенно при первых ночных похолоданиях, начинают группироваться и занимать меньшую площадь сотов. Собираются в плотный тесный клубок, когда температура опускается ниже +10°С. (образуют форму шара).
Уже известно, что клуб необходим для продуцирования и сохранения необходимой теплоты, которое выделяется тельцами пчел-грелок.
Близко соприкасаясь друг с другом, пчелы согреваются. Они производят тепло и в результате движения в клубе, от периферии к центру за подкреплением. Когда заканчивается запас мёда в зобике, (пчелы очень экономно тратят мед в своем зобике) пчелы находящиеся по краям клуба, ныряют в клуб за обогревом (в центре теплее) и за очередной порцией мёда. При активной работе грудных мышц температура в клубе поднимается. Многолетние наблюдения показывают что в середине клуба температура не опускается ниже 14°С. И может составлять в центре около +25°С и ниже на периферии. У пчел, объединенных в клуб, теплопотери уменьшаются в 9 раз, а потребление корма в период зимнего покоя снижается в 20—25 раз по сравнению с потреблением корма в активный летний сезон. А обмен веществ и расход энергии в зимнем клубе в 200—300 раз ниже, чем в летний период жизни.

В зимний период доказано, что в середине клуба сосредатачивается большое количество углекислого газа, концентрация которого может достигать 3—7% (от периферии к центру), а концентрация кислорода естественно снижаться до 4% (при норме 18-23% в окружающей среде). Содержание углекислого газа в 100-200 раз превышает его содержание в свежем воздухе. Следовательно, пчелы зимуют в условиях повышенной концентрации углекислого газа. Такой состав воздуха благоприятствует зимовке, так как углекислый газ замедляет обмен веществ в организме пчелы, что снижает потребление корма и уменьшает образование каловых масс в кишечнике. А главное такая концентрация «душного» воздуха с высокой влажностью позволяет клубу сохранять тепло как «теплоизоляционная подушка».

До 75 % всей площади, занятой пчелами клуба, составляют соты, свободные от меда (Запомните это!). Именно пустой сот — аккумулятор тепла и хороший теплоизолятор. Клуб рассредотачиваются по обоим сторонам сота и на их минимальном количестве. Именно благодаря пустым ячейкам в центре клуба, аккумулируется общее тепло. Если при зимовке клуб расположен исключительно на сотах, заполнен­ных медом, то теплопотери примерно в 3 раза больше, чем если клуб имеет ложе.
Эта годовая биологическая волна перемещения по сотам с осени вверх вполне объясняются законами природы. Зимой пчелы могут усваивать только мёд теплый и разжиженный, когда он содержит 30 процентов воды вместо 18-20% в зрелом и закристализовавшемся мёде. Как видите эта разница и является воздушной прослойкой в 10-12%!


Обобщение нашего исследования.
Резюмируем:

1. Пчелиный клуб движется снизу вверх по сотам, постепенно осваивая кормовые запасы по мере готовности (подогревая, декристаллизуя и разжижжая мёд)

2. Высокий уровень внутриульевой влажности воздуха снижается путём абсорбции, предусмотрительно вскрытыми медовыми сотами. И это является дополнительным механизмом для снижения коэффициэнта избыточной влаги внутриульевого воздуха у пчел зимой;

3. Воздушная прослойка (сухая печатка) — это запас ёмкости необходим при увеличении объёма, позволяет не стекать разжиженному мёду до готовности (нужной кондиции 30%)

4. Тёмная печатка (вынужденная у СГК), является главным виновником стекания и брожения при длительной и суровой зимовке. Так как образуется большой избыточный конденсат воды на сотах и в ячейках, при длительных зимах. Отсюда и проблемы у горных пчелопород с поносом и нозематозом весной. Так как в своём исконном ареале, у СГК более значимым является заготовка запасов в сильно влажных условиях. То есть они вынуждены консервировать вплотную без «окислителя» (воздуха). Многочисленные наблюдения показывают, что мед запечатанный СГК пчелой, (мокрой печаткой) остаётся несколько месяцев в жидком состоянии. Чего вполне хватает для успешной короткой зимовки в своём ареале.

5. Чем глубже ячейка с мёдом, на вершине сота — у основания, тем больше оставляют воздушную прослойку, тем светлее и белее получается печатка. Пропоции при этом сохраняются в 10-15% — пустоты!
У северных сородичей более трудная задача: пережить зиму длительностью в полгода. За счёт эволюции они приобрели крупные формы тела (чтобы хранить экскременты внутри кишки) замедленный обмен веществ и сухую белую печатку.
6. Успешная зимовка пчел напрямую зависит от средней величины амплитуд влажности воздуха, в окружающей среде, в период зимы.

Поэтому именно длительные зимне — влажные месяцы вынуждают пчел печатать мёд с воздушной прослойкой, чтобы использовать разницу влаги для разжижжения закристаллизованного корма. (То есть оставляют пустоты для разбавления рыхлого закристаллизованного меда перед употреблением). Известно что при относительной влажности воздуха более 66%, мёд начинает впитывать влагу из воздуха. А низкий уровень кислорода в улье помогает сдерживанию процессов окисления (брожения) новообразуемого 30%-го состава. Также известно, что пчелы перед запечатыванием обрабатывают восковые крышечки с внутренней стороны специфическими антибактериальными веществами, которые предотвращают рост различных грибков.
Объём воздушной прослойки вскрытой (прогрызенной) ячейки позволяет увеличиваться объёму мёда в них, и именно на те оставленные пустоты в летний заготовительный период, то есть на 10-12%. Следовательно образуется новый раствор с низким коэффициентом поверхностного натяжения. А полуоткрытые восковые крышечки помогают жидкому корму не стекать. (Это можно видеть когда трусишь медовые рамки поздней зимой, и от ячеек обильно слетают брызги нектара)
То есть происходит обратный процесс заготовки мёда, чем летом. Поэтому при первых похолоданиях пчелы первым делом усваивают открытые (незапечатанные) медовые запасы в улье и перетаскивают ближе к центру гнезда.
Наблюдая за печаткой северных и южных пород мы можем видеть, что печатка северян отличается более ярким белоснежным цветом, и равномерной прослойкой воздуха по всей площади сот. У южных сородичей белая печатка на медовых сотах убывает сверху вниз, то есть убывает воздушная прослойка воздуха с каждым сантиметром к центру сот, где в зимний период должен распологаться центр клуба. А за короткий период мед в центре без воздушной прослойкой ещё не успевает закристаллизоваться, и вполне пригоден для усвоения без «обработки».

Верхняя часть клуба всегда охватывает нижние участки медовых сот, что позволяет пчелам иметь корм в пределах обогре­ваемой части клуба. По мере поедания корма, клуб пчел перемеща­ется вверх.
Теплый воздух клуба прогревает мёд, а пары влаги усваиваются гигроскопичным медом ячеек. При этом крышечки сот вскрываются пчелами — предусмотрительно заблаговременно. И по мере увеличения влаги в мёде, объём увеличивается именно на тот объём воздушной подушки, предварительно оставленный летом пчелами (примерно на 10-12%). Постепенно, по мере готовности «нового концентрированного нектара» пчелы и продвигаются вверх, примерно на 1 мм. в сутки. И запечатанные соты с мёдом длиною в 15 см, пчелы осваивают за 150 дней (то есть корма хватает на 5 — месяцев зимы)
Конечно в результате разложения сахаров меда, в организме пчел образу­ются вода и диоксид углерода, которые выводятся наружу, через тра­хейную систему пчел. Они в свою очередь концентрируются в центре клуба, а влага поднимается вверх и оседает в открытых ячейках с мёдом. Происходит процесс круговорота влаги в улье. Дальнейший переизбыток которого, удаляются вынужденной вентиляцией. В период холодов вентиляция является нежелательной потерей тепла, и пчелы прибегают к этому изредка. Поэтому часто влага конденсируется по краям и на стенках улья. Иногда холодный сухой внешний воздух забирает влажный внутриульевой — путём диффузии, через нижние щели и леток. А в дикой природе стенки дупла или каменные пещерки ставшие гнездом, абсорбируют влагу, понижая влажность воздуха в улье.
Зимой выделение воды полноценной семьей, на­ходящейся в зимовнике, составляет в среднем 40 — 80 г в сутки. При относительно сухом воздухе вода легко испаряет­ся, освобождая организм от ее избытка. При высокой влажности воздуха в клубе эти процессы часто затрудняются, что ведет к нару­шению всасывания воды в прямой кишке и поносу пчел.
Поэтому только сильные колонии пчел выдерживают законы естественного отбора. 

Спасибо!

11:14

Здравствуйте, спасибо за интересную статью! Разместил в «научной работе». Так как Вы зарегистрировались на сайте, Вы можете сами создавать статьи, писать новости, вести свой блог, общаться с другими людьми. Тут полная свобода.

12:19

Спасибо, интересно!

Загрузка...