Одной из интереснейших функций пчелиной семьи является регулировка температуры. Анализ температурного «профиля» семьи показывает высокую стабильность температуры в центре ядра, где расположен расплод, а далее, с удалением от центра, следуют концентрические изотермы более низких температур.
Семья поддерживает относительно высокую постоянную температуру ядра (особенно, если есть расплод) даже при различных условиях внешней среды. В ульях, расположенных на местах с высокой температурой (сильный солнцепек), поддерживают нормальную температуру 35оС, но и при похолоданиях, когда температура резко падает ниже 0оС, пчелы способны поддерживать температуру в расплодной части на уровне тех же 35оС. Эти значительные изменения наружной температуры нивелируются пчелами семьи тем, что пчелы активизируют специальные механизмы и процессы, с помощью которых умеют поддерживать температуру в семье.
Увеличение расстояния между отдельными пчелами, охлаждение вентиляцией и испарением и являются теми механизмами, которые пчелы применяют при высоких температурах. Важнейшей опорной точкой этого механизма является стабильная высокая температура 35 оС, которую пчелы поддерживают в улье. Эта высокая температура все время находится «выше точки росы» (температура воздуха, при которой водяные пары достигают состояния насыщения – тумана). Эффективность охлаждения с помощью испарения воды (при этом на испарение 1 г воды расходуется примерно 580 кал. тепла) напрямую зависит от разницы температур в улье и в точке росы. Давление водяных паров в улье всегда ниже давления насыщенного пара, что образует дефицит влажности. Пчелы это используют: образуют тонкий слой капелек воды около хоботка и разносят их по улью. Наряду с этим они используют движение воздушных потов в качестве механизма для охлаждения. Так что в случае, если улей находится в условиях высоких наружных температур, не возникают проблемы с охлаждением, пока улей снабжается достаточным количеством воды. Дефицит влажности обуславливает эффективное охлаждение пчелиной семьи, так как большое количество воды теряется при испарении нектара, что способствует получению меда с низким содержанием воды (нектар содержит около 60% воды, а мед – менее 20%). Даже в холодные дождливые дни весной или осенью дефицит влажности в улье поддерживается в результате высокой температуры в нем.
Когда погода меняется, и наступают холодные дни, семья уменьшает свою общую поверхность, так как через эту поверхность происходит самые большие потери тепла. Если температура падает, пчелы собираются в тесный клуб, чтобы сократить потери тепла. Клуб расширяется и уплотняется в зависимости от температуры внешней среды. Тепло, которое пчелы продуцируют, сохраняется с помощью слоев пчел, формирующих своего рода изоляцию вокруг ядра. Теплоизоляция представляет плотное соединение слоев, состоящих из пчел, которые, как правило, головами направлены к центру, а брюшками наружу. Сцепляясь волосками тел, они формируют мелкие воздушные цепочки, которые обеспечивают хороший теплоизоляционный слой для всей пчелиной семьи. Так что пчелы не могут выжить в одиночку. Сохранение тепла с помощью волосков отражается на сохранении энергии метаболизма при низких температурах.
Дальнейшее сохранение тепла достигается за счет того, что пчелы группируются между сотами. Пчелы формируют компактные слои между сотами, содержащими воздух в пустых ячейках. А поскольку 2/3 наружной поверхности семьи изолируются между этими сотами, то получается и хорошая теплоизоляция.
Если испробованы все средства сбережения энергии, а температура продолжает падать, семья начинает генерировать тепло, «сжигая» запасы меду в качестве горючего. Выработка тепла растет с падением температуры наружной среды.
Обнаружено, что пчелы продуцируют тепло при помощи «дрожания» мышц, служащих для полета. Амплитуда этих вибраций слишком мала, для того чтобы ее можно было заметить, но все же измерен электрический потенциал, и отмечены быстрые низкоамплитудные напряжения мышц.
Семьи различной силы по-разному реагируют на падение температуры. Чем сильнее семья, тем лучше. Чем больше пчел в семье, тем меньше нагрузка по поддержанию температуры приходится на отдельную пчелу. Точный теплоконтроль, особенно во время низких температур, весьма накладен для пчел, и поэтому требует кооперации всех членов семьи.
Семья – весьма хорошо организованное социальное сообщество, демонстрирующее хорошие функции по регулированию температуры, что обеспечивает точный контроль. Хотя пчелы по отдельности демонстрируют обычные физиологические функции, как и другие насекомые, в рамках семьи они функционируют по-другому и служат этой семье как члены сообщества.
“The Hive and the Honey Bee”
Подготовил В. Ефимов
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
