Соціальне поводження медоносних бджіл

Жданова Т. Д.

Діяльність всіх бджіл у вулику цілком спрямована на те, щоб забезпечити добробут сім'ї. Штучно ізольована від сім'ї бджола виявляється не життєздатної і незабаром гине.

Чіткий розподіл праці в сім'ї

В спільноті медоносних бджіл працю особин строго розділений. Одні з них добувають їжу і приносять у вулик, інші - забирають її і складають у стільники, третє - чистять комірки, четверті - крилами, як вентилятором, провітрюють вулик, п'яте - несуть вартову службу, чергуючи біля входу, і не пропускають ворогів. У сім'ї існують розвідники для пошуку прожитку, няні для догляду за малятами, бджоли-прибиральники, могильники, які забирають з вулика мертвих. Бджоли-солдати організовані в спеціальні військові підрозділи, які несуть службу по захисту вулика від викрадачів меду, сміливо накидаючи навіть на ведмедя або людини.

Діяльність бджіл чітко розподіляється на зовнішню і внутрішню. Причому старші особи займаються зовнішніми справами сім'ї, а молодші зазвичай виконують внутрішні роботи. Їх добре можна розрізнити за забарвленням -- молоді бджоли покриті тонким білуватим пушком. Такий розподіл обов'язків викликано тим, що молодь фізично слабше і менш досвідчена, а домашня робота вимагає меншого напруги та навичок. Більш небезпечною, складній і важкій зовнішньої роботою завантажені ті бджоли, які більш сильні і досвідчені. Однак деяка їх частина залишається у вулику для керівництва та навчання молодих, і важко зрозуміти, яким чином здійснюється такий розподіл обов'язків серед старших бджіл.

Вроджена програма діяльності робочої бджоли

Кожна робоча бджола своєчасно забезпечується всім необхідним для виконання перерахованих вище функцій. В її організмі точно в певний час і в заданій послідовності включаються процеси перебудови. Ці процеси у кожної особи доповнюються поведінковими механізмами, визначеними для кожного етапу. Саме завдяки таким перебудовам організму що вийшли з яєчок молоді бджоли проходять шлях від чищення сот до самої складної роботи - збору нектару і пилку. На самому початку трудової життя робочої бджолі «доручається» чистити старі осередки. Вона вилизує і виглажівает їх до блиску, «зі знанням справи», хоча її цьому ніхто не навчав. Після розвитку в бджоли залоз, що виділяють «молочко», включаються інстинктивні дії по догляду за маткою і потомством. Бджола починає годувати «молочком» царицю, молодих личинок і личинок маток. Потім бджола переходить на роботу за годівлі пергою дорослих личинок. Далі згідно з «вказівок» спадкової програми вона направляється на приймання корму. Тут йде поділ працівників -- одні беруть участь у прийомі їжі у прилітають бджіл-збиральництва, а інші переносять її в комірки для зберігання. І це робиться без будь-якої метушні - кожен член сім'ї чітко знає свої обов'язки. Через тиждень вроджені поведінкові механізми змусять приймальницею змінити «професію» і зайнятися прибиранням сміття. А коли зміни в організмі робочої бджоли забезпечують функціонування воскових залоз, а це відбувається з 12-го по 18-й день, вона починає разом з іншими особинами зашпаровувати осередку і будувати стільники. Після формування отруйних залоз -- робочі бджоли стають сторожами у вічка. До тритижневому віці організм робочої бджоли повністю готовий для ролі збиральництва їжі. До цього часу вона досить «мужніє» і починає добре літати. Перед цим молоді бджоли старанно тренуються, зрідка вилітаючи з вулика, тримаючись у повітрі на невеликій висоті і обов'язково повернувши голову до вулика.

Згідно спадкової програмі загальна закономірність і черговість виконання перерахованих робіт постійна, проте «біографія» окремих бджіл може відрізнятися один від одного.

Отже, в індивідуальних діях кожної особи, поза сумнівом, основну роль грає спадкова програма, яка включає в певний час механізми перебудови організму, фізіологічні процеси і певні поведінкові прийоми. Завдяки цьому бджоли знають, як доглядати за самкою і розплодом, яка для цього потрібна їжа, які потрібно вести роботи з ремонту сот і вулика, як знаходити харчової джерело і багато-багато іншого. Але існує ще чимало питань, які століттями залишаються без відповіді. Яким чином бджоли розподіляють між собою завдання? Чому їх спільні дії настільки узгоджені? Хто керує всіма масштабними діями цілої родини?

Вроджені будівельні таланти

Серед багатьох інстинктивних проявів, властивих цим дивним громадським комах найбільше захоплення викликає створення ними ідеальних за формою сот. Бджоли чітко скоординовано, швидко і «Вміло» будують у вулику вертикальні ряди комірок з воску, що виділяється черевними залозами. Структура бджолиних сот здавна не дає спокою вченим. Давні Ще стверджували, що в основі сот можуть лежати тільки такі геометричні фігури, як трикутник, квадрат і шестикутник, які створюють найбільш раціональну упаковку. Будь-яка інша фігура неекономічна, так як залишає вільне простір між осередками. І саме шестигранник забезпечив побудова сот с можливістю зберігання найбільшої кількості меду. Математики розрахували, що шестигранная фігура сот повинна мати кути в 700 і 32 /. І дійсно, при вимірі сот ці розрахунки точно підтвердилися. Тобто вроджені здібності дозволяють бджолам вирішувати завдання на рівні вищої математики. Сучасні методи обчислення дозволили по достоїнству оцінити і форму з'єднання осередків. Їх кутова частина являє собою піраміду, що складається з трьох ромбів. Це не тільки виключає втрати простору за рахунок щільного прилягання осередків один до одного, але і вимагає мінімуму будівельного матеріалу. Десятисторонньому призми сот -- справжнє диво «інженерного мистецтва» бджолиного спільноти! Пояснити такі «Пізнання» бджіл вченим поки що не вдалося. Адже ці комахи не знають геометрії, і звичайно, не можуть порівнювати між собою різні форми судин, щоб вибрати найбільш оптимальну. Існує тільки одне пояснення - для створення судини такої досконалої форми робочі бджоли спочатку забезпечені унікальною вродженої програмою і напрочуд складним, чітко координуються інстинктивним поведінкою.

Вроджена охайність

Бджоли відрізняються чудовою вродженої охайністю, і завдяки цілеспрямованому інстинктивному поведінки вони пильно стежать за порядком загального житла, а також лагодять поломки в гнізді. Кожного ранку робітники бджоли проводять прибирання у вулику, виносячи з нього екскременти і трупи померлих комах. Якщо це «непідйомний» труп равлики або іншої живої істоти, проник у вулик, бджоли вживають всіх заходів, щоб уникнути гниття. Іноді личинки бджіл гинуть від хвороб. Вроджені знання дозволяють робочим бджолам своєчасно дізнаватися, де знаходиться хвора личинка, і для підтримки гігієнічних умов у вулику розкривати клітинку і видаляти її гинуть мешканки. Учені встановили, що розтин осередків та видалення личинок контролюється різними генами, і існують перемикачі, які послідовно запускають вроджені доцільні дії комах.

Провітрювання та опалення гнізда

За рахунок енергії, що виділяється бджолами, у гнізді завжди тепло. У приміщенні з розплодом температура підтримується на рівні 350С. Якщо температура гнізда перевищує допустиму норму, особливо в спекотні літні дні, бджоли провітрюють своє житло, вентіліруя його оригінальним способом. Розташувавшись рядами по всьому вулику на різній висоті, одні бджоли швидкими помахами крил організують спрямований рух застояного повітря назовні. Інші бджоли при цьому махають крилами біля входу у вулик, заганяючи всередину зовнішній свіже повітря. Утворився сильний повітряний потік знижує внутрішню температуру у вулику і освіжає повітря. Ці провітрювання робляться регулярно і досить тривало. Якщо одна партія робітників втомлюється, настає чергу інший, і вони в строгому порядку приступають до роботи. Каким-то, поки невідомим способом координуються дії робочих бджіл, забезпечуючи цілеспрямованість такий, здавалося б, нескладної роботи. Адже завдяки злагодженим рухам крил цих мініатюрних комах переміщення повітря настільки велике, що рука біля вулика відчуває вітер. А коли в гнізді надто сухо, певні робочі бджоли приносять у зобіках воду і змочують стільники для підвищення вологості.

Здавна відома дивовижна здатність бджіл створювати у вулику «систему опалення» для індивідуального і громадського обігріву. Вона особливо важлива для збереження життя матки і потомства. Система настільки ефективна, що навіть у сильні морози в центрі бджолиного вулика температура не опускається нижче 140 С. Для підтримання тепла бджоли застосовують цілий комплекс цілеспрямованих інстинктивних дій. По-перше, при осінньому похолоданні вони збиваються в кулю навколо однієї з рамок з сотами. По-друге, з допомогою своїх аналізаторів комахи визначають температуру в такому клубку і чітко її регулюють, тісніше притискаючись один до одного в мороз і розташовуючись вільніше при потеплінні, що робить шар більш пухким. По-третє, бджоли постійно рухають крилами, ногами та черевцем для вироблення тепла м'язовими рухами. По-четверте, йде постійна ротація, коли одні особи, нагріваючись в центрі кулі, поступаються місцем іншим, що знаходяться зовні. Адже бджоли, розташувалися на поверхні клубка, допомагають зберігати його тепло, створюючи своїми волохатими тільцями захисний шар від проникнення холоду.

Громадське харчова поведінка

Харчова поведінка бджіл найчастіше представляє собою складне переплетення різних стереотипних дій та набутих навичок, коли важко досягти певного результату на основі виключно інстинктивного поведінки.

На частку розвідниць, що грають важливу роль у харчовому забезпечення сім'ї, випадає необхідність постійного дозволу важких проблем.

По-перше, їм потрібно знайти потрібний джерело їжі, для чого потрібно розпізнати з безлічі об'єктів саме медоносна рослина, який здатний дати солодкий нектар і пилок. Ці комахи мають добре розвиненим кольоровий зір. Вони бачать в ультрафіолетових променях особливі мітки -- покажчиками нектару, яких люди зі своїм зором не помічають. Дослідження показали, що медоносних бджіл охоче сідає тільки на ті кольорові моделі з харчовим підкріпленням, які мають обриси і потрібне забарвлення квітки, і для неї мають значення спадково відомі їй найменші деталі в його малюнку.

По-друге, вроджена програма, набутий досвід і чудова пам'ять дозволяють розвідниця зорієнтуватися і запам'ятати місцезнаходження медоносів по відношенню до вулика. Бджоли з молодості вчаться запам'ятовувати навігаційні орієнтири і користуються набутими навичками всю своє життя.

По-третє, медоносні квіти кожного виду розцвітають в свою пору і відкриваються в певний час доби. Тому, щоб зібрати нектар (і попутно опиліть максимальну кількість квіток), бджоли повинні знати не тільки те, які рослини його дадуть, але і те, в який час і в якому місці можна його добути.

По-четверте, існує ще одна складність, з якою стикається розвідниця - це постійно мінливі умови зовнішнього середовища. При вильоті бджоли з вулика сонце може бути або добре видно, або приховано хмарами, а медоносні квіти після минулого відвідування можуть бути або всі також зазивающе відкриті, або закритися, зів'янути. Запахи теж можуть зберігатися або змінитися, змішуючись з іншими і т.п.

По-п'яте, розвідниця, зробивши зворотний шлях, повинна повідомити інформацію про результати свого пошуку робочим бджолам і переконати їх летіти за кормом саме до цього джерела. І попри те, що при дослідженні місцевості бджола-розвідниця летіла по складній траєкторії, вона повинна розрахувати, зашифрувати і виразити за допомогою «мови танців» відомості про найбільш короткому і економічному шляху з урахуванням якості та віддаленості від їжі вулика.

Вчені задаються питанням, який же вродженої «Комп'ютерної» програмою повинні мати бджоли, щоб враховувати всі труднощі, з якими постійно стикається розвідниця, і забезпечувати закономірну послідовність своїх найскладніших дій? Безсумнівно, для цього бджоли наділені унікальними вродженими знаннями, пам'яттю, можливістю навчатися, прекрасними органами почуттів, системами орієнтації та комунікації для передачі інформації членам сім'ї та багатьма іншими здібностями.

Доцільні пристрої для піщедобиванія

Медоносні бджоли забезпечені дивно доцільне пристроєм ніг і ротового апарату для збору нектару і пилку. Основними елементами у збірному пристрої, розташованому на задніх ногах бджоли, є кошик, гребінь і щіточка. Перелітаючи з квітки на квітку, вона збирає пилок, що прилипає до густих волоскам голови і грудей. А далі бджола організовує чітко координовані дії органів руху за освітою грудок пилку. Счіщенная з тіла в основному за допомогою передніх ніг пилок накопичується в щіточка середніх ніг, котрі тримаються і протягуються між щіточками задніх ніг. Коли в щіточки на обох задніх ногах збирається достатня кількість пилку, бджола гребенем кожної ноги швидко вичісує ці щіточки. У результаті на зовнішній поверхні гребенів утворюється за грудочки пилку. Потім лапка починає здійснювати маятнікообразние руху, щоб перемістити грудочку всередину кошики, де його утримуватимуть спеціально вигнутий до входу волосся і бічні волоски. Спадкова програма медоносної бджоли забезпечує циклічність цих механізмів збору пилку, завдяки чому в кошички поступово утворюється великий її грудку. Прилетівши додому, бджола вправними рухами, впираючись середньої ногою у верхніх кінець грудки, виштовхує його в спеціальну комірку для зберігання пилку. Також доцільно влаштований для добування нектару її ротової апарат - довгий хоботок, що закінчується загостреним язичком.

Біокоммунікація

Громадська організація бджіл, безсумнівно, передбачає взаємодію між членами спільноти з обміном інформацією. Одним з дивних прикладів комунікації бджіл є їхня здатність передавати один одному точні відомості про те, в якій точці простору знаходиться джерело їжі і як цієї точки зручніше досягти.

У бджіл, як і в інших комах, серед різних способів комунікації існує спілкування на хімічному рівні за допомогою феромонів, що виробляються залозами зовнішньої секреції. Цей «мова» дозволяє пояснюватися з побратимами і координувати певні спільні дії. Так, виділення матки бджіл у невеликому вулику гальмують поведінка робочих особин, які виховують інших маток, а феромон тривоги закликає до нападу бджіл на людину або тварину, що знаходяться поблизу від їх гнізда. Після того, як вкусить одна бджола, дуже швидко їй на допомогу може прилетіти цілий рій. Адже перед тим як ужалити, бджола виділяє в повітря феромон, який здатний закликати одноплемінників при концентрації всього до 10 -17 молекул в 1 см 3. Хімічна регуляція дуже цікава і ще мало вивчена.

У бджіл крила, крім свого основного призначення, забезпечують і звукову сигналізацію. Різними відтінками їх гудіння бджола створює різні сигнальні ефекти. Бджолярі давно використовують ці знання на практиці. Особливим дзижчання бджіл стає перед роїння. Це визначається з допомогою мікрофону і спеціально розробленої підсилювальної системи. Автоматично розпізнані зміни звукових коливань надходять до дому пасічника. Сигнал сповіщає, що настав час вживати заходів, щоб не упустити рій.

Мова «танців»

Про «мовою танців» медоносної бджоли, відкритому у двадцяті роки минулого століття відомим зоологом Карлом фон Фрішем, відомо майже кожному школяру. Як вважають учені, цей бджолиний мову надзвичайно точний і виразний. Бджоли знають його в достатній мірі, щоб пояснити побратимам, де розташоване джерело їжі, як далеко летіти за нектаром, яким чином дістатися до потрібного поля, де робити повороти або які огинати перешкоди.

Як було зроблено відкриття? Вченому давно було ясно, що бджоли мають чудову розвідувальною службою, але було незрозуміло, як організовується похід группи одноплемінників за здобиччю. Для виявлення механізмів такого спілкування вчений простежив за поведінкою бджіл-розвідниць, спробували в годівниці цукровий сироп. Він був вражений, коли, повернувшись до вулик, розвідниця виконала на медових сотах круговий танець. Цим вона привела в сильне збудження знаходяться поруч інших бджіл, які негайно полетіли до годівниці. Подальші дослідження показали, що танець бджіл набагато складніше, ніж здавалося спочатку.

Відкриття Фріша довгий час ставилося під сумнів, передбачалося, що для запрошення до польоту розвідниця використовує запах. Вчені не вірили, що бджола здатна передавати інформацію за допомогою складної системи дистанційного (візуального) наведення. Адже вона включає абстрактні символи, що характерно саме для мови. Ідеальним вирішенням спору могли стати результати експерименту з танцями бджоли-робота під контролем людини. І дійсно, таким чином, вдалося вступити в діалог з родиною бджіл, які сприймали танець штучної бджоли, як інформацію про відстань до годівниць. Був підтверджений сам факт використання бджолами «язика танців», розшифровка якого продовжується до цих пір. Карл фон Фріш отримав Нобелівську премію, а світ змушений був визнати, що передавати інформацію в символічній формі здатні не тільки так звані «вищі» тварини, але й скромне безхребетні створення - бджола.

Інформація про харчове джерелі

розвідниці, виконуючи свій танець, повідомляють з його допомогою іншим бджолам-збиральництва інформацію про місце знаходження корму, напрямку польоту до багатого харчового джерела та інші відомості. Якщо корм знаходиться близько, то виповнюється круговий танець - бджола рухається по колу. Якщо ж відстань до корму більше 100 м, то виповнюється виляючим танець. Цей танець містить складну інформацію і про відстань до корму і про напрям, в якому слід летіти. При цього відстань закодовано у вигляді тривалості прямого пробігу в танці, що супроводжується певним дзижчать звуком. А напрямок польоту по відношенню до Сонця повідомляється за допомогою кута між лінією прямого пробігу та напрямком сили тяжіння. Таким чином, розвідниця наділена здатністю не тільки запам'ятати орієнтири і скласти «внутрішню карту» польоту до харчового джерела, а ще й кодувати цю інформацію, щоб висловити її мовою танцю і передати своїм побратимам. При цьому бджола-розвідниця виступає досвідченим шифрувальником, маючи генетично закладені коди і способи їх застосування. Інші збиральництва уважно спостерігають за характером її рухів і переводять для себе «мову танцю» в інформацію про те, де знаходиться джерело. Те Тобто вони її декодує за допомогою такого ж вродженого шифрувального механізму. При цьому для цілеспрямованого руху до корму бджоли-наблюдательніци знову перераховують значення кута танцю по відношенню до сили тяжіння в значенні кута по відношенню до Сонця.

Запах, яким просочилася «танцівниця», вказує на те, які квіти призначені для відвідування. Але якщо джерело їжі, наприклад, годівниця з цукровим сиропом, не має запаху, бджола обов'язково позначити його виділеннями пахучої залози, і при танці ця заліза випинається.

Учені прийшли до висновку, що бджоли можуть використовувати статичну електрику як засіб зв'язку, як сигнальну інформацію всередині вулика. Ймовірно, мешканці вулика відрізняють розвідницю-«танцівницю від всіх прилітають бджіл-збиральництва (хоча всі вони з запахом видобутку) за вищими зарядам її тіла. Збиральництва йдуть за нею для спостереження за «танцем» - розповіддю про багате джерело їжі. Слід зазначити, що штучно створене зовнішнє електричне поле є істотним екологічним чинником, що негативно впливаючи на поведінку комах, порушуючи їх комфорт і перешкоджаючи руху. Так, бджолині сім'ї у вуликах, розташованих під лініями електропередач (ЛЕП), слабшають і відрізняються малою продуктивністю. А якщо вулик помістити в установку з великим електричним полем, ніж біля ЛЕП, спостерігається різке збудження бджіл, підвищення температури всередині гнізда й виліт всієї родини. Отже, природне електричне поле допомагає живим істотам, а штучне - приносить їм шкоду.

Інформація про нове місце і про загрозу отруєння

Подібні танці виконують і розвідники роящіхся бджіл. Вони використовують візуальну інформацію для передачі даних не тільки про їжу, але і про відповідному місці для нового гнізда. Розшифрувавши інформацію, що міститься в танці розвідника роящіхся бджіл, фахівець може точно визначити місце їх передбачуваного гніздів'я.

Нещодавно дослідниками були відкриті «Відлякують» танці, які сповіщають про загрозу отруєння інсектицидами, що наочно демонструє гнучкість реальної поведінки бджіл. По-перше, їх здатність адекватно відреагувати на діяльність людини, яка загрожує життю особин і всієї родини. А по-друге, підтверджує існування системи переказу в «Мова танцю» небезпечних ситуацій.

Складність «язика танців»

Цією системою комунікації бджоли користуються в повсякденної спільної роботи, і вона є достатньо гнучкою. Адже в основі «Язика танців» лежать вроджені дії особин і придбаний у результаті навчання досвід. Наприклад, кожної збиральництва, яка прилетіла у вулик з багатою здобиччю, інстинктивно відомо, як здійснювати танець, але досвідчені збиральництва більш повно вказують на джерело корму. А щоб зчитувати інформацію, молодим бджолам доводиться вчитися, вивчаючи «азбуку мови танців», щоб пов'язувати його тип і окремі танцювальні елементи з певним місцем на кормовій ділянці і тощо

Чим глибше дослідження, пов'язані з унікальною мовою бджіл, тим більш складним він представляється. Виявляється, відстань до корми бджоли здатні показувати і уточнювати одинадцятьма параметрами танцю - його тривалістю, темпом, кількістю виляння черевцем, тривалістю супроводжують танець звукових сигналів. Безліч досліджень, у тому числі і сучасних за допомогою кіно-і відеозйомки, показують широкі можливості бджіл, що забезпечують високу точність зазначення мети. Якщо розвідниці при пошуку корму змушені були огинати пагорб, то в танці вони вказували пряме напрямок, а відстань - з урахуванням зусиль, витрачених на обліт пагорба. В одній із серій дослідів перед вуликом поміщали тунель, а ємність з сиропом ставили або в кінці його, або за поворотом під прямим кутом. У першому випадку бджоли вказували точну відстань по прямій. А в другому - напрямок, вказаний розвідниками, відповідало гіпотенузі кута повороту. Якщо ж тунель був круглим або V-подібним, танці бджіл були настільки складними, що розшифрувати їх не вдалося.

Разом зі своєю унікальністю мову бджіл у той же час відрізняється і певною обмеженістю. Так, бджоли здатні передавати інформацію про наявність корму тільки в горизонтальній площині. В їх мові немає поняття «вгору» - вроджені знання показують бджолам, що квіти не можуть рости на небесах. Це було встановлено дослідним шляхом, коли вулик розташували внизу радіобашні, а корм - нагорі. Приманку показали бджолам-розвідниці, але ті не змогли мобілізувати туди збиральництва. Ці обмеження мови танців бджіл свідчать про його «закритість», тоді як мови людини є чудовою відкритою системою.

Порівняння «мов» бджіл та інших тварин

А якою мірою можна порівнювати складне мовне поведінка бджіл з комунікативної діяльністю інших тварин? Існує багато визначень критеріїв мови. По одному з них людина володіє в повному обсязі сім'ю певними ключовими властивостями мови, і лише деякі з них властиві природним мовам тварин. Комунікативні системи у деяких видів тварин порівнювалися по чотирьох групах - комахи (медоносних бджіл), риби (колючка), птиці (срібляста чайка) і мавпи (гібон). Бджоли, як уже говорилося, наділені «мовою танців». Для самців і самок Колюшкі характерна сигналізація про початок репродуктивної поведінки шляхом зміни забарвлення і деяких частин тіла. У сріблястою чайки батьки починають годувати своїх пташенят, що сигналізують про готовність приймати їжу за допомогою клювки в напрямку батьківського дзьоба. Спільнота гібонів володіє системою спеціальних криків, які сповіщають про небезпеку або загальних потребах. Як вважають вчені, в кожному з наведених способів спілкування присутня, принаймні, одне з ключових властивостей мови. А танців бджіл приписується максимальне для тварин число властивостей (шість). Важливе значення для такого способу має кількість інформації, яку здатні передавати ці комахи. На думку вчених, бджоли тільки про напрямок польоту можуть передати близько чотирьох біт інформації. А максимальну кількість інформації, переданої «мовою танців», можливо, вдасться встановити після широкого спектру дослідів.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.portal-slovo.ru/