Феномен медоносной пчелы. Биология суперорганизма - Юрген Тауц
Эти надежные и деликатные переносчики пыльцы позволяют таким цветкам производить значительно меньше пыльцы, чем тем, которые полагаются на опыление ветром, и явно меньше, чем зависящим от жуков, поедающих цветки.
Поскольку цветы сократили производство пыльцы до минимума, в процессе эволюции у пчел развились приспособления, позволяющие успешно собирать и переносить пыльцу, которой явно стало не хватать. Передние, средние и задние пары ног работают совместно, формируя плотные упаковки пыльцы таким способом, которому позавидовал бы любой автоматический комбайн. В завершение этого процесса массивные шарики пыльцы закрепляются на внешних сторонах обеих задних ног; там этот груз окружен щетинками, расположенными вдоль края голени, – так называемой пыльцевой корзиной (рис. 3.5).
Сладкий соблазн
В ходе совместной эволюции с цветками форма тела медоносной пчелы развивалась не только для переноса пыльцы. Цветковые растения могут предложить им нечто гораздо большее: папоротники, которые населяли Землю задолго до цветковых растений, выделяют через ситовидные трубки большие количества сладкого сока в качестве побочного продукта фотосинтеза. У цветковых растений этот процесс сохранился, и они создали из изначально ненужного продукта нектар, вполне пригодный для потребления пчелами (рис. 3.6).
Рис. 3.4 Значительная часть драгоценной пыльцы прилипает к волоскам на теле медоносных пчел
Рис. 3.5 Пыльца стряхивается и плотно упаковывается в пыльцевые корзины на задних ногах, когда пчела готовится к полету домой. Пчелы могут приносить за один полет до 15 мг пыльцы. Таким образом, за один год пчелиная колония принесет в улей примерно от 20 до 30 кг чистой пыльцы
Чтобы освоить этот привлекательный источник пищи, медоносные пчелы приобрели ротовые органы соответствующей формы и часть кишечника в виде небольшой емкости, в которой у пчелы с весом тела 90 мг может поместиться до 40 мг нектара, то есть почти половина веса тела самой пчелы. Содержимое этой емкости, или зобика, является общей собственностью колонии. Для себя пчелам нужна лишь малая часть собранного ими урожая, которая при необходимости пропускается через маленький клапан, находящийся между зобиком и переваривающей пищу средней кишкой.
Цветы стараются привлекать пчел. Один цветок вишни может произвести больше 30 мг нектара в день, а все дерево вишни – почти два килограмма. Количество нектара, которое принесет домой после каждого вылета одна пчела, занятая сбором пищи, может достигать 40 мг – это примерно равно дневной производительности одного цветка вишни. В цветке яблони находится 2 мг нектара, поэтому нужно опустошить значительно больше цветков яблони, а зобик пчелы-сборщицы вмещает результат примерно 20 дней работы цветка. Однако чтобы заполнить зобик, пчела должна посетить больше чем два цветка вишни или двадцать – яблони. За каждое посещение цветка пчела может взять лишь ту малую часть ежедневно выделяемого нектара, которая стала доступной в данный момент и которая восполнится позже, когда пчела улетит. Расчетное достижение для пчелы – посещение трех тысяч цветов в течение одного дня (рис. 3.7).
Рис. 3.6 Редкая пчела-сборщица, одновременно собирающая пыльцу и нектар, с большой каплей нектара в ротовых органах. Эта капля будет проглочена и унесена в зобике. В улье пчела отрыгнет смешанный с ферментами нектар пчелам-приемщицам, чтобы его сохранили в ячейках сотов
Этот результат не подразумевает трех тысяч вылетов из улья и обратно, потому что за каждый вылет сборщица посещает много цветков. В этом отношении пчелы склонны лениться. Количество цветков, которые посещает пчела-сборщица во время своих относительно немногочисленных ежедневных путешествий, будет больше, если цветы предлагают лишь небольшие количества нектара каждый раз, когда их посещает пчела.
Одиночные цветки не предоставляют в распоряжение пчелы неистощимый источник нектара. Производство нектара – это стратегия привлечения пчел, и ее стоимость для растения выражается в форме сырья и энергии, которые должны быть вложены в этот товар. Оценка соотношения цены и эффективности для цветка показала бы, что эффективность будет выше благодаря постепенному выделению нектара, позволяющему добиться высокой частоты посещений короткими полетами к цветкам, выделяющим небольшие порции нектара: большое количество прилетов и отлетов пчел приводит к успешному опылению с наименьшей возможной ценой, выраженной в нектаре. Однако цветы не могут доводить эту бережливость до крайности, потому что в таком случае клиенты начнут избегать их и обратят внимание на более щедрого цветущего конкурента.
Рис. 3.7 Наглядное представление посещений цветков пчелой за полдня. Одна пчела способна посетить за один день до 3000 цветков, хотя эти многочисленные визиты могут ограничиваться короткими полетами к цветкам, выделяющим небольшие порции нектара
Трудолюбивые пчелы
Медоносные пчелы должны оставлять комфорт и безопасность гнезда в брачный период, но значительно чаще для сбора вещества и энергии. Сборщицы из колонии предпринимают разведывательные вылеты и создают густую сеть, охватывающую окрестности их гнезда. Этой невидимой сетью накрыт каждый доступный цветок.
Для большинства цветковых растений это означает, что им не нужно зависеть от других насекомых-опылителей. Теоретически колония медоносных пчел способна охватить площадь до 400 км² вокруг гнезда, если включать в этот расчет максимальное расстояние, на которое пчела может улететь от улья. Оно составляет примерно 10 км полета по прямой. Пчела, которая до отказа пополнит свой медовый запас энергии в улье, как раз способна пролететь это расстояние. Пчелы предпринимают такие вылеты только при острой потребности в нектаре. При таких дальних вылетах используемая энергия почти равна приобретенной, и потерь энергии едва удается избежать. В течение большей части вылетов пчелы-сборщицы удаляются от гнезда на расстояние 2–4 км. Это экономически приемлемое расстояние, пересчитанное на энергию в форме меда, используемого в качестве топлива, и энергию, полученную в форме нектара, принесенного домой.
Сбор корма – это, вероятно, самый трудоемкий период в жизни медоносной пчелы. Возможно, поэтому не вызывает удивления то, что у сборщиц наблюдалось явно выраженное состояние сна, недавно обнаруженное и описанное (рис. 3.8).
Молодые пчелы спят в течение более коротких отрезков времени и не в ритме смены дня и ночи. Сборщицы спят дольше и главным образом ночью. Пчелы спят в улье, но иногда спящих пчел можно также наблюдать вне улья (рис. 3.9). Спящих пчел можно распознать по позе, выражающей отсутствие тонуса мышц, когда антенны свисают вниз, а ноги подогнуты под тело. Ответить на вопрос, почему должны спать именно сборщицы, не сложнее, чем в случаях, когда речь идет о многих других организмах. Настолько явно выраженное состояние сна у сборщиц означает важность сна при тех физических требованиях, которые накладывает их работа за пределами улья.
Цветы не всегда доступны в любое
