Феномен магнетизма и электричества с давних времен привлекает человека. Несмотря на наши современные знания и технологии, основанные на свойствах магнитного и электрического поля, человека удивляет малоизвестное влияние этих сил на биологический материал, на живые существа. Всякое изучение связей между пчелой, магнетизмом и электричеством следует рассматривать в свете трех вопросов:
а) какие магнитные и электрические силы присутствуют в окружении медоносной пчелы;
б) как пчелы определяют параметры этих сил или только пассивно реагируют на них;
в) какие параметры влияют на поведение пчел и, если это влияние существует, какую выгоду получают пчелы от этих воздействий.
А) Какие магнитные и электрические силы существуют в окружении медоносных пчел.
Наши знания об электричестве основаны на существовании явления электризации – возникновении электрических зарядов на поверхности большинства объектов органического и неорганического происхождения, если они состоят из материалов, слабо проводящих ток. Существует два вида зарядов, положительных и отрицательных, взаимно притягивающихся друг к другу. Пространство между зарядами называется электрическим полем. Пчелы в полете подвергаются воздействию постоянного и переменного электрического поля.
Для понимания способа, каким образом объекты оказываются наэлектризованы, вспомним основные свойства атома. Любой атом имеет положительно заряженное ядро, состоящее из протонов, вокруг которого вращаются отрицательно заряженные электроны. Протон имеет массу в 1840 раз большую, чем у электрона. Атом находится в стабильном состоянии, когда положительный заряд ядра равен общему заряду окружающих его электронов, т.е. атом в этом случае электрически нейтрален. Однако при нарушении равновесия между зарядами ядра (положительным) и электронной оболочки (отрицательным) из-за потери или, наоборот, приобретения электронов атом становится положительным или отрицательным ионом. Чем больше таких разбалансированных атомов в теле, тем больше электрический заряд этого тела. Например, если потереть стеклянную палочку куском шелка, то стеклянная палочка становится заряженной положительно. В результате трения электроны из миллионов атомов стеклянной палочки перешли на кусок шелка, сообщив ему тем самым отрицательный заряд. Такой прямой контакт двух объектов, как в приведенном примере, не единственный способ сообщения зарядов. Если какой-либо предмет находится в электрическом поле другого объекта, то это также может вызвать электризацию.
Когда заряд движется, возникает электрический ток; это может происходить в растворах в окружающей среде, в том числе и непосредственно в пчеле. Нервные импульсы в организме пчелы – следствия движений ионов. Электрический ток измеряется количеством зарядов, протекающих в единицу времени (в амперах).
Ганс Оэрстед еще в 1820 г. заметил влияние магнитного поля на стрелку компаса. Установлено, что электрическое поле вызывает появление постоянного магнитного поля. Линии магнитного поля вызывают ответную ориентацию магнитных объектов внутри магнитного поля.
Интенсивность и ориентация магнитного поля Земли влияет на все живые существа, в том числе и на пчел. Сила магнитного поля измеряется в единицах, называемых Теслами. Величина поля в 1 Тл для биологических объектов очень велика, поэтому используют другую единицу, называемую гаммой (1 Тл = 105 гм). Величина магнитного поля Земли, например, в Великобритании, составляет 50000 гм. При этом не следует забывать и о ритмических суточных и годичных изменениях магнитного поля Земли. Кроме того, не следует сбрасывать со счетов существование магнитных полей, создаваемых всевозможными машинами. В Уэльсе (Великобритания) геологические факторы вносят изменения в магнитное поле Земли в пределах 100 гм на удалении до 1,7 км.
Б) Определяют ли пчелы эти факторы или пассивно реагируют на них?
Warnke в 1976 г. отметил у пчел наличие электрических зарядов; их фарингальные железы и другие мембранные поверхности демонстрируют большие вариации электрических потенциалов. На небольшом удалении величина поля достигает и 25 В на каждые 0,2 см. Такие заряды аккумулируются и исчезают с разной скоростью. Усики пчел не обладают постоянством и неизменностью зарядов. Наоборот, эти заряды могут меняться менее чем за секунду. Заряд пчел зависит от условий атмосферы, заряда объекта, с которым пчелы имеют контакт (восковые соты, другие пчелы и т.п.). Warnke отмечал, что яйцекладущая матка обладает в два раза большим потенциалом, чем рабочая пчела. Это приписывают особенностям ее яйцекладущего аппарата.
Heuschmann (1929) высказал предположение, что волоски, которыми покрыто тело пчел, несут собственный заряд. Известно, что и мы можем ощущать электрические изменения, потерев волосы руками, так что, вероятно, и медоносные пчелы могут ощущать это же. Возможно, в этом случае механические рецепторы играют роль детекторов электрических зарядов.
Имеют ли пчелы, как некоторые животные, отдельный орган для определения электрического и магнитного полей, этот вопрос в настоящее время остается в области предположений. Возможно, как в случае со сложными глазами, пчелы имеют дополнительные органы, которые активизируются в присутствии этих двух полей. Правда, следует добавить, что поскольку электромагнитные поля вызывают у пчел физиологические эффекты, соответствующие сенсорные органы могут быть и не нужны.
В) Какие магнитные и электрические факторы влияют на поведение пчел, и какую пользу, если она есть, можно получить из этого?
Ученые (Altman и Warnke, 1971) провели многочисленные эксперименты по определению влияния электромагнитного поля на пчел. Низкие частоты влияют на пчел, если напряженность поля лежит в пределах 1-10 кВ/м, увеличивая скорость метаболизма. Высокие частоты вынуждают пчел покидать свой улей или запрополисовывать его изнутри. Электромагнитные колебания с частотой 10-30 кГц и напряженностью 800 В/м мешают пчелам вылетать из ульев. Поэтому рискованно устанавливать ульи под линиями электропередач или вблизи них. Некоторые виды пчел вообще не могут развиваться при наличии таких полей, другие же, наоборот, не реагируют на это. Увеличение концентрации ионов в атмосфере вызывают расстройство в водном балансе и увеличивают моторную активность отдельных пчел. Когда пчела машет крыльями, увеличивается электризация ее тела пропорционально количеству ионов, несущих заряд в единице объема воздуха. Хотя и минимальное, но все же существует трение крыльев пчелы о воздух, которое и создает электризацию. Warnke даже подчеркивал, что пчелу, которая была специально подвергнута воздействию отрицательных атмосферных зарядов, стража не пускала в леток собственного улья, хотя запах у нее был соответствующий. Короче говоря, электрошоковые проявления усиливают агрессивность пчел. Пчеловоды часто советуют не носить на пасеке одежду из синтетики, так как она также увеличивает заряд на теле пчеловода. То есть и мы, как и все живые существа, обладаем биоэлектрическим потенциалом, который при этом всегда увеличивается, когда мы потеем. Поэтому агрессивность, проявляемая пчелами к пчеловоду, может быть не только следствием запаха, как считают некоторые.
Линдауэр и Мартин ясно показали, что пчелы, лишенные информации, получаемой ими с помощью органов зрения и осязания, строят соты вдоль магнитного поля Земли. Рои, вышедшие из таких семей, сохраняют ту же ориентацию при строительстве сотов. Эти ученые в 1972 г. показали, что в Западной Европе круговой танец пчел содержит изменения, учитывающие суточные колебания магнитного поля Земли, и меняет ориентацию сотов с направления север-юг на направление восток-запад, и это является искусственной реакцией, направленной на ослабление суточного колебания магнитного поля. Интересно, что когда пчелы оказываются в измененном поле, требуется около 30-45 мин, чтобы заметить коррекцию влияния измененного магнитного поля и начать исправлять возникшую ошибку в танцах. Когда магнитное поле меняется быстро (1 гм на 1о солнечного азимута) пчелы только в 10% случаев успевают внести изменения в танцы. Трудно сказать, какую выгоду получают пчелы при исправлении этой ошибки, кроме активизации своих работниц к поиску корма в определенном направлении. Но тогда возникает вопрос, что делать с Солнцем, обеспечивающим пчел всей необходимой информацией?
И наряду с очевидным влиянием электричества и магнетизма на медоносных пчел, остаются неразрешенными биологические проблемы, связанные с этим. Необходимо продолжать исследования в этом направлении не только ради подтверждения ранее полученных результатов, но и для определения предполагаемых преимуществ, которые могут дать лучшее понимание этих феноменов.
R. S. Pikard
Пчелар
Пер. с сербск. В. Ефимов
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
