Феномен медоносной пчелы. Биология суперорганизма - Юрген Тауц Страница 9

деления. Благодаря сохранению репродуктивных индивидуумов они гарантировали возможность генетической изменчивости. Поэтому медоносные пчелы, как и все прочие животные и растения, размножающиеся половым путем, пользуются всеми благами, которые дает непрерывная линия половых клеток (см. там же). В отличие от других многоклеточных животных, они заключают эти бессмертные линии половых клеток в такой же бессмертный суперорганизм – в колонию. Стратегия размножения колонии путем деления имеет, как следствие, упрощение жизненного цикла и делает ее принципиально бессмертной.

Таким образом, принцип обретения бессмертия путем разделения надвое обнаруживается у самых простых форм жизни – у одноклеточных организмов, а также у самых сложных – у суперорганизмов.

Смерть и бессмертие

Будучи людьми, мы гордимся древностью основания наших городов, отмеченной историей тысячелетий и 500-летних юбилеев. Конечно же, первоначальных зданий и улиц больше не существует, как и первых горожан, но есть, по крайней мере, поселения и географические местоположения, которые были непрерывно населены как единое целое. Колонии медоносной пчелы – это непрерывное единство в том же самом смысле.

Вечность пчелиной колонии становится возможной путем непрерывной замены ее членов. Рабочие пчелы заменяются с периодичностью, в зависимости от времени года, от четырех недель до 12 месяцев, а матки – каждые 3–5 лет. Трутни выживают только 2–4 недели, и их жизнь так же коротка, как у многих рабочих особей. В колонии из 50 000 пчел при уровне ежедневной смертности в 500 особей это дает ежедневную замену 1 % всей колонии, кроме матки, на протяжении примерно четырех месяцев. Эта непрерывная замена не меняет генетической идентичности колонии.

Однако генетическая структура колонии полностью меняется, когда ответственной за потомство становится новая матка. Этот шаг – начало ползучей «генетической смерти», которая происходит в колонии в это время. Новые матки несут новую генетическую конституцию в своих яйцах и в сперме трутней, с которыми они спарились, и это же истинно для всего их потомства, которое со временем заселяет колонию и замещает изначально существовавших пчел. Этот переход регулярно происходит, когда выращивается новая молодая матка, а колония делится путем роения. Такие же генетическое обновление и реконструкция наблюдаются в колонии, когда в критической ситуации (вроде случайной гибели матки) колония вынуждена выращивать новых маток из имеющихся личинок (рис. 2.7).

Этот запасной вариант также позволяет колонии заменять ставшую бесполезной старую матку новой, которая во время своего брачного вылета соберет новую сперму и начнет выращивать рабочих пчел. Колония медоносных пчел живет на одном месте, и она ежегодно меняет маток благодаря естественному роению, меняет свой генетический «цвет» каждый год. Потенциальное бессмертие местных колоний стало бы проблемой для колоний, плохо знакомых с местностью. Однако в действительности так не бывает. Болезни, паразиты, разорители гнезд, голод, нехватка воды или реальные катастрофы вроде лесных пожаров оказывают регулирующее воздействие, довольно часто приводя к концу потенциально бесконечное существование и освобождая место для новых поселенцев. Вероятность выживания роев, покидающих колонию, также не слишком высока. Примерно каждый второй рой не может основать новую колонию, особенно в том случае, если он застигнут врасплох непогодой (рис. 2.8), или если речь идет о слабом вторичном рое. Однако те рои, которые переживают первый сезон, имеют хороший шанс на долгое существование.

Рис. 2.7 В ответ на чрезвычайные ситуации в расплодном гнезде поспешно устраиваются дополнительные маточные ячейки

Упорядочение потоков вещества и энергии

Медленный, но непрерывный вылет немногочисленных и функционально зрелых дочерних колоний имеет свою цену для материнской колонии.

Образование дочерних колоний не является каким-то побочным процессом, а вся биология медоносных пчел сосредоточена на использовании вещества и энергии из окружающей среды и манипуляции ими ради образования дочерних колоний самого высокого качества. Это ключ к пониманию природы способностей и особенностей медоносной пчелы.

Медоносные пчелы расстаются с самодостаточностью и защищенностью своих гнезд ради сбора вещества и энергии для поддержания собственной жизни и для подготовки и осуществления разделения колонии каждый год.

Как же медоносные пчелы управляют потоком вещества и энергии в колонии?

Рис. 2.8 Этот рой не нашел вовремя дом, чтобы спастись от бури

Рис. 2.9 Мед – это источник энергии Солнца во тьме улья. Солнечная энергия улавливается растениями и химически преобразуется в сахар нектара. Медоносные пчелы уносят нектар в гнездо и запасают химически связанную солнечную энергию в виде меда

Вся земная жизнь зависит от Солнца. Она наделяет растения способностью улавливать и связывать энергию Солнца и синтезировать органическое вещество. Затем растительное вещество и запасенная в нем энергия, образованные в результате этого процесса, используются животными. Именно этот процесс поддерживает существование пчелиной колонии и формирование дочерних колоний. В этом отношении медоносные пчелы полностью зависят от цветковых растений (рис. 2.9).

Цветковые растения не эксплуатируются пчелами в одностороннем порядке. Цветковые растения и пчелы поддерживают друг друга в выполнении задачи, важнейшей для всех форм жизни, – в размножении. Пчелы, посещающие цветки, переносят пыльцу с одного на другой, и так осуществляют обмен половыми продуктами, необходимый цветкам для того, чтобы образовать плоды, содержащие семена. Дочерние колонии – это «плоды» пчелиной колонии, образование которых зависит от заготовленных нектара и пыльцы. Если и дальше проводить эту явно сильно упрощенную аналогию с растениями, то репродуктивные особи, находящиеся в дочерних колониях, – это «семена» медоносных пчел (рис. 2.10).

Рис. 2.10 Биология пчелиных колоний и многих цветковых растений очень сильно перекликается. Пчелиные колонии образуют дочерние колонии с молодыми матками, несущими женские половые клетки. Цветковые растения образуют плоды, содержащие семена. Непрерывный поток вещества и энергии от цветков к пчелиной колонии обеспечивает непрерывное замещение членов улья и тем самым существование «вечной колонии», которая порождает бесконечный поток дочерних колоний

3. Медоносные пчелы. Модель успеха

Хотя медоносные пчелы – это сравнительно бедная видами группа животных, они оказывают значительное влияние на свой биотоп.

Видовое разнообразие пчел удивительно невелико. Известно всего лишь девять видов рода Apis – это точно не рекорд для насекомых. Вместе со шмелями они объединяются в семейство настоящих пчел (Apidae). Восемь родов пчел живут в Азии, и всего лишь один вид, Apis mellifera, обитает на двух материках – в Европе и Африке. Там они образовали много рас, которые могут скрещиваться друг с другом. Apis mellifera была вторично расселена человеком по всему миру.

Наличие всего лишь одного вида на территории двух материков создает впечатление неудачливой и несущественной второстепенной группы. Однако было бы