Феномен медоносной пчелы. Биология суперорганизма - Юрген Тауц Страница 31

Маленькие мускулы отделенного жалоносного аппарата еще очень активны и продолжают управлять различными частями жала, которые движутся относительно друг друга. Зазубрины жала вонзаются в ткань, а феромон тревоги, испускаемый в воздух из железы под жалом, мобилизует на нападение товарок раненой пчелы. Главный компонент феромона тревоги – изопентилацетат, химическое вещество, содержащееся в бананах. По этой причине не рекомендуется есть зрелые бананы в непосредственной близости от улья, если только кто-то не хочет проверить (на себе), на что способны растревоженные пчелы.

Характер распределения расплода, пыльцы и меда по расплодным сотам имеет биологическое значение. Расплод помещается в середине для лучшей защиты; пыльца размещена на непосредственно прилегающих к нему участках, давая свободный доступ пчелам-нянькам, заботящимся о личинках, а остальная часть сота заполнена медом.

Но как все это складывается? Кто наблюдает за работой и координирует ее, чтобы в итоге все сложилось именно в таком порядке?

И вновь пчелы демонстрируют нам пример децентрализованного, самоорганизующегося механизма.

Рис. 7.20 Свежий нектар поблескивает внутри ячеек

Рис. 7.21 Набеги обитателей одного улья на другой ради кражи меда являются обычным делом, если взяток в поле плохой. Драки вспыхивают у входа в улей или внутри его

Картина распределения расплода, пыльцы и меда складывается из нескольких составляющих: матка, откладывающая яйца, размещение которых может быть исправлено рабочими пчелами; пчелы-приемщицы, которые забирают нектар у сборщиц и наполняют им ячейки; пчелы-сборщицы, которые сами набивают ячейки собранной ими пыльцой. Вопрос о возникновении такого порядка размещения – это на самом деле поиск правил, которые определяют размещение или удаление расплода, пыльцы или нектара для каждой из ячеек.

Каждая ячейка в соте в разное время может использоваться для размещения любого из трех возможных видов содержимого. Среди строителей сотов, в число которых также входят шмели, безжалые пчелы и осы, медоносные пчелы уникальны благодаря многократному использованию ячеек сотов. В отличие от медоносных пчел остальные используют каждую ячейку только для чего-то одного.

В разгар летнего сезона матка откладывает в пустые ячейки примерно по одному яйцу в минуту. Она одаривает ими от 1000 до 2000 ячеек в день, но не прокладывает себе путь по сотам в организованном порядке, хотя это было бы вполне возможно с учетом упорядоченной геометрии сотов. Однако она предпочитает пустые ячейки, которые находятся рядом с уже содержащими расплод, и начинает кладку яиц в центре сота. Так возникают места сплошного размещения расплода, расположенные по центру сота. Объединенные расплодные гнезда важны для социофизиологии пчелиной колонии. Затем вокруг расположенного в центре расплода запасается пыльца, а по наружному краю – кольцо хранилищ меда (рис. 7.22).

Впечатляет интенсивность работы, необходимой для наполнения хранилищ улья медом и пыльцой. Пчелиная колония производит до 300 кг меда в течение одного сезона. Это требует примерно 7,5 млн вылетов, общая дальность которых достигает межпланетных масштабов. Если предположить, что каждая из пчел возвращается в гнездо с полным зобиком, то суммарное расстояние, которое они пролетели, составляет почти 20 млн км, что равно примерно половине расстояния от Земли до Венеры. Можно подсчитать, что полезный груз одного вылета за кормом составляет 40 мг нектара – это лишь немногим больше половины веса тела пчелы. Чтобы заполнить ячейку медом, необходимо 25 вылетов – этот подсчет основан на особой группе пчел, концентрирующих нектар с содержанием сахара 40 % в мед с 80 %-м содержанием сахара.

Сборщица в типичном случае приносит домой около 15 мг пыльцы, распределенной в две пыльцевые корзины на ее задних ногах. Колония собирает приблизительно 20–30 кг пыльцы в год. Чтобы собрать эти запасы, необходимо около 20 млн вылетов сборщиц.

Типичная картина распределения расплода, меда и пыльцы в расплодном соте складывается благодаря саморегулирующемуся процессу формирования данного порядка.

В принципе может существовать какой-то неизвестный градиент, который определяет специфическое пространственное расположение содержимого в сотах, и он управлял бы характером этого распределения. Возможно, это будет химический знак, какая-то физическая особенность вроде механических свойств ячеек сотов или температура. Это можно проверить, разделив сот на части, словно пазл на кусочки, и вновь собрав его в улье, но уже в ином порядке. За очень короткое время пчелы исправят этот беспорядок, восстановив все в исходном состоянии.

Из этого можно сделать вывод, что на самих ячейках сотов не намечено никаких шаблонов, которые маркируют их местоположение и которые пчелы могли бы использовать в качестве ориентиров. Концентрическое распределение заполненных ячеек диктуют несколько простых правил. Матка всегда откладывает свои яйца рядом с расплодом. Поступление нектара в улей всегда больше, чем поступление пыльцы, а забор меда из ячеек происходит быстрее, чем использование пыльцы. Оборот пыльцы и меда в ячейках рядом с расплодом происходит примерно в десять раз быстрее, чем в более удаленных ячейках. Как уже было сказано в главе 6, пыльца служит для выработки маточного молочка. Мед, как будет объяснено в главе 8, используется для обогрева расплода. В отличие от быстрого оборота ячеек для меда и пыльцы время развития расплода относительно долгое, что приводит к образованию стабильной зоны в центре сота. Кроме того, число отложенных яиц и количество произведенных и использованных меда или пыльцы не играют никакой роли в формировании картины их распределения, а определяют лишь скорость, с которой оно происходит.

Рис. 7.22 Расплод, пыльца и запечатанный мед не распределяются по сотам хаотически, а образуют явно выраженный порядок

Сот медоносных пчел – это сеть связи и хранилище памяти для колонии. Играя роль восковой телефонной линии, он передает информацию между пчелами, представляющими собой элементы суперорганизма. Будучи хранилищем памяти, он содержит записанные химическим способом данные, которые пчелы используют для пространственной ориентации и идентификации.

Телефонная линия

Верхние края ячеек в соте завершаются утолщенными каемками (рис. 7.23). Низкоамплитудные колебания этих каемок, распространяющиеся по соту, играют важную роль в обмене информацией между пчелами в полной темноте гнезда, где нельзя использовать никаких оптических сигналов.

Карл фон Фриш 70 лет назад предположил, что колебания могут играть важную роль в языке танца. Недавно это подтвердилось результатами простого эксперимента в области поведения: пчелы, танцующие на пустых, хорошо передающих вибрацию ячейках, организуют в три-четыре раза больше вылетов на кормовой участок по сравнению с теми, что танцуют на гладкой поверхности запечатанных ячеек. Связь явно работает значительно лучше