Высокотемпературная зимовка медоносных пчел

А.Д. Комиссар, НПП "Лаборатория биотехнологий", Институт зоологии им. И.И.Шмальгаузена
Академии наук Украины, Киев, 1994

Условия для пчел при ВТЗ

Целесообразно рассмотреть, какие имеются отличия в условиях при ВТЗ и обычной зимовке в клубе. Как следует из таблицы 4, практически все условия среды (температура, газовый состав, режим влажности) при ВТЗ существенно отличаются от тех, с которыми пчелы сталкиваются в зимнем клубе.

Таблица 4.

Основные отличия обычной зимовки в зимнем клубе от условий зимовки при комнатной температуре (18-22 °С) с выходом на улицу через туннель -высокотемпературная зимовка* (ВТЗ).

Примечание.

* По нашему более широкому определению - ВТЗ - это зимовка при температурах выше 10 °С, включая и комнатные температуры выше 18 °С.

** Литературные данные

*** По показаниям рефрактометра РДУ.

Учебник пчеловода

Учебник пчеловода

Температура.

При ВТЗ все пчелы находятся при температуре не ниже комнатной, или, в крайнем случае, ниже ее всего на несколько градусов за счет проникновения холодного воздуха с улицы через туннель в нижнюю часть улья. Тогда как при обычной зимовке не менее 50% пчел в любой момент времени зимой находятся при температуре ниже 15 °С. С учетом постоянного перемещения пчел в клубе можно утверждать, что половину времени зимой каждая пчела проводит при температуре ниже 15 °С, а вторую половину - при температуре, близкой к комнатной (>15 °С).

При ВТЗ пчелы сталкиваются с низкими температурами эпизодически, когда они попадают в туннель. Сколько раз за зиму пчела должна столкнуться с низкой температурой для того, чтобы продолжать находиться в состоянии минимальной активности - неизвестно. Также неизвестно - обязательно ли каждая пчела лично должна проверять наличие низкотемпературной зоны или это выполняют пчелы-разведчицы и затем каким-то образом информируют остальных пчел. В зимнем клубе всегда существует высокотемпературный центр с температурой 28-30 °С, размеры которого, начиная с декабря, постепенно увеличиваются. При ВТЗ в центре скопления пчел также существует зона повышенной активности пчел, но температуру в ней никто еще не измерял. Во всяком случае, даже если в центре скопления пчелы и поддерживают температуру выше комнатной, то на это они затрачивают гораздо меньше энергии, чем в зимнем клубе. Точно так же и весной с появлением расплода - для поддержания необходимых для развития личинок 34-35 °С пчелы в наблюдательных комнатных ульях "сжигают" гораздо меньше корма, чем в обычном улье.

Плотность расположения пчел.

В зимнем клубе плотность расположения пчел почти предельная, особенно в оболочке клуба. Кроме того, до 60% пчел заползают в клубе в пустые ячейки. Зазоры между пчелами (или между телом пчелы и стенками ячейки) минимальны - поэтому и существует такой огромный перепад концентраций углекислого газа между центром клуба и атмосферой (до 4 %), хотя газы имеют очень высокие коэффициенты диффузии. Факт разрыхления клуба при малейшем потеплении говорит о том, что пчелам не нравится сидеть, плотно прижавшись друг к другу. Поэтому при ВТЗ, когда пчелы могут сами выбирать плотность расположения, они отодвигаются друг от друга на расстояние от 1 до 10 мм и только в центре, где обычно находится матка, пчелы сидят плотнее. В ячейки пчелы не заползают, даже если температура в помещении падает до 10 °С. Видимо, заползание в ячейки в клубе - вынужденная мера, к которой они прибегают, только столкнувшись с жесткой необходимостью максимальной экономии тепла.

Влажность воздуха и концентрация углекислого газа.

В зимнем клубе влажность воздуха высокая за счет того, что вокруг каждой пчелы объем свободного воздуха очень незначительный, а выдыхание любой пчелой насыщенного влагой воздуха мгновенно повышает влажность вокруг нее. То же происходит и с углекислым газом. Насекомые, как и человек, обычно выдыхают воздух с 4% углекислого газа. Очень небольшие щели между пчелами затрудняют выход паров воды и углекислого газа из клуба и, несмотря на высокие коэффициенты диффузии, концентрации этих газов в центре клуба остаются большими. Поэтому концентрация углекислого газа в центре клуба зимой составляет 1-2%, а может доходить и до 4%.

При окислении одной молекулы глюкозы в организме пчелы образуется по 6 молекул углекислого газа и воды. Вода в организме пчел не накапливается, так как они ухитряются ее каким-то образом испарять. Поэтому можно считать, что пчелы выдыхают в объем клуба одинаковое количество молекул воды и углекислого газа. Коэффициент диффузии углекислого газа в 1,5 раза меньше, чем у паров воды. Однако при большой относительной влажности, имеющей место в трахеях насекомых и в зимнем клубе, коэффициент диффузии паров воды резко понижается за счет так называемого явления "коволюма", - слипания молекул воды в микрокапельки (или просто конгломераты молекул), подвижность которых резко падает. Именно благодаря явлению коволюма маленькие насекомые выживают в сухом воздухе: при открытии дыхалец углекислый газ уходит быстрее, чем пары воды и организм насекомого не обезвоживается при дыхании (Гиляров, 1970).

Зимний клуб медоносных пчел можно представить в виде огромного шарообразного насекомого, у которого роль дыхалец и трахей выполняют маленькие зазоры между пчелами. Через эти зазоры выходит больше углекислого газа, чем паров воды, но в зимнем клубе пчелы расположены так плотно и настолько интенсивно выделяют продукты обмена, что даже углекислый газ не успевает выйти за пределы клуба и внутри его концентрация доходит до 2-4%. Учитывая, что реальный коэффициент диффузии паров воды с учетом явления коволюма меньше, чем у углекислого газа, легко можно сделать вывод, что вода в клубе будет накапливаться. В конечном итоге пчелы будут вынуждены прилагать специальные усилия для ее удаления: для этого они, по нашему предположению (Комиссар, 1981), выделяют дополнительную тепловую энергию, выдыхая прогретый воздух с большим содержанием паров воды. Выделение дополнительной энергии приводит к увеличению размеров клуба и его разрыхлению, что и облегчает диффузию паров воды за его пределы.

При ВТЗ, когда зазоры между пчелами большие, пары воды и углекислый газ свободно выходят за пределы скопления пчел. Поэтому их концентрации между пчелами должны быть такими же, как и в окружающем воздухе: 0,03% углекислого газа и очень низкая относительная влажность воздуха - 10-20%. Такая низкая влажность получается за счет вымораживающего эффекта низких температур за летком и ее результатом является очень низкое содержание воды в теле пчел ( см. главу 4). Поэтому при ВТЗ у пчел нет никаких причин для выделения дополнительной энергии.

По количеству воды в теле пчел осенью (Яковлева, 1978), зимой (Лезницка, 1984) и динамике изменения этого показателя во время зимовки (Мушиньска, 1981) можно судить о ходе зимовки и даже предсказать ее результаты. Общую закономерность можно сформулировать следующим образом: чем меньше воды в пчелах осенью и зимой, тем лучше проходит зимовка. Поэтому низкое содержание воды в пчелах при ВТЗ дает основание ожидать качественную зимовку.

Сам факт высокого качества ВТЗ, имеющей существенные отличия от обычной зимовки по всем перечисленным параметрам, позволяет утверждать, что эти отличия не принципиальны. Структура клуба, его микроклимат, высокое содержание углекислого газа, повышенная влажность воздуха, непосредственное воздействие низкой температуры на пчел в оболочке клуба - все эти факторы не являются необходимыми для сохранения физиологического покоя у пчел.

По нашему мнению, в процессе эволюции пчелы просто привыкли к условиям клуба и научились переносить их, но они могут прекрасно сохранять состояние зимнего покоя и при отсутствии таких условий.

Сама возможность зимовки пчел при высоких температурах позволяет совершенно с иной точки зрения взглянуть на целый ряд физиологических механизмов, управляющих поведением пчел в зимний период. Мы предполагаем, что необычные, на первый взгляд, условия при ВТЗ (в сравнении с условиями клуба) вовсе не такие уж необычные для пчел. Ведь в процессе длительной эволюции этих насекомых они очень хорошо приспособились к тропическим условиям с их очень мягкой зимой, выражающейся лишь в незначительном понижении температуры и отсутвии поступления нектара и пыльцы на протяжении нескольких месяцев. Пчелы при этом не формировали клуб, а просто прекращали выращивание расплода (репродуктивная диапауза) и ждали конца зимы. При умеренной влажности пчелы еще имели возможность приносить в гнездо воду. Необходимо еще раз подчеркнуть, что к такому режиму зимовки пчелы, по нашему мнению, должны быть приспособлены гораздо лучше, чем к зимовке при низких и отрицательных температурах, так как к первому пчелы приспосабливались действительно много миллионов лет с момента своего возникновения как вида, а к низкотемпературному режиму - меньше одного миллиона лет (если считать весь третичный период). Поэтому приспособление к высокотемпературной зимовке у пчел должны быть запрограммированы генетически.

По сути, высокотемпературная зимовка - это моделирование зимовки в тропиках с той лишь разницей, что добавляется воздействие необычайно низкой влажности (за счет эффекта вымораживания) и, вместо свободного вылета за водой, пчелам предлагают воду прямо в гнезде в гравитационных поилках.

Низкотемпературный барьер в зоне летка - модель продолжительной нелетной погоды. С такой точки зрения режим ВТЗ - вполне естественный режим зимовки пчел, к которому пчелы хорошо приспособлены.

Человек, используя режим ВТЗ, может надеяться на увеличение надежности зимовки и полное устранение совершенно непроизводительных затрат корма на обогрев. В ближайшем будущем режим ВТЗ будет применяться к отводкам и нуклеусам разной величины, так как, строго говоря, других возможностей для сохранения таких небольших семей в настоящее время мы попросту не знаем.

Вы смотрели страницу - Условия для пчел при ВТЗ

Следующая страница  - Энергетика зимующих пчел

Предыдущая страница - Уровень обмена и температура

Вернуться к началу страницы Условия для пчел при ВТЗ