Текст книги "Пчелы. Повесть о биологии пчелиной семьи и победах науки о пчелах"

Преимущества оседлости

Покинув на время пчелиный сотоград с его неутихающим кипением ульевой жизни, перейдем в дальний угол сада и попробуем последить здесь за небольшой темной пчелой (или осой), которая усердно копошится на обочине утоптанной дорожки. Поведение насекомого говорит о том, что эта пчела (или оса) одиночная. Мы еще не говорили о таких. Виды медоносных пчел, о которых речь шла до сих пор, все живут семьями, нередко весьма многомушными, как говорят пчеловоды. Наряду с ними существует значительно большее число видов пчел, равно и ос, одиночных, то есть не имеющих рабочей стазы – касты и представленных одними лишь мужскими и женскими особями.

Таким образом, одиночные виды, можно сказать, двулики, а общественные, по меньшей мере, трилики, есть и многоликие – у муравьев, скажем, или у термитов. О том, как это явление обнаруживает себя в растительном мире, у нас еще будет случай упомянуть, сейчас же отметим только: у общественных насекомых, в конкретном случае у пчел, соотношение числа мужских и женских особей в семье, с учетом того, что рабочие особи принадлежат к женскому полу, составляет в конечном счете один на тысячу, тогда как у одиночных видов 1:1.

Впрочем, эта важная для биологии вида черта не имеет прямого отношения к вопросу о преимуществах оседлости, который мы собрались рассмотреть. Вернемся поэтому к обочине утоптанной садовой дорожки, где мы заметили копошащееся в земле перепончатокрылое.

Если угол зрения выбран удачно, можно сразу заметить, что насекомое, всеми шестью ножками роясь в песчанистом грунте, углубляет крохотную ямку, в которую оно постепенно погружается сначала только головой, а затем и грудкой. Легкие песчинки так и брызжут из-под быстро движущихся ножек.

Иногда пчела прерывает работу и, пятясь, выходит из раскопанной ею ямки с крупицей земли, зажатой в челюстях. Но уже спустя мгновение она снова ныряет в ямку, и оттуда снова летит град песчинок.

Чем глубже зарывается пчела в землю, тем чаще она выползает из норки (и теперь уже не обязательно пятясь) с комочками земли и зернами тяжелого песка. Но и в минуты, когда она не видна, непрекращающиеся движения песчинок вокруг темного зева норки говорят о том, что строительница здесь и продолжает трудиться.

Наконец насекомое окончательно покидает ямку и долго чистится, снимая с себя щетками ножек пыль, протирая глаза, прочесывая усики, потом поднимается в воздух и, совершив в разных плоскостях несколько кругов, восьмерок и петель над местом, где вырыто гнездо, исчезает.

Теперь начинается самое неожиданное в тех событиях, которые развертываются перед глазами наблюдателя.

Крылатый землекоп вскоре прилетает обратно, неся свернутый в трубку и тесно прижатый ножками к тельцу багрово-красный лоскутик. Насекомое проскальзывает с ним в ямку, а немного спустя улетает за следующей трубкой.

Если в отсутствие строителя прикрыть вход в гнездо какой-нибудь травинкой, неожиданное препятствие вынуждает пчелку выпустить ношу. Пока насекомое оттаскивает травинку в сторону, прокладывает себе дорогу, можно поднять и рассмотреть принесенную им пунцовую трубку. Она оказывается кружком, выкроенным из мягкого, гладкого и блестящего, как атлас, лепестка дикого красного мака.

Этими шелковистыми кружками выстилается дно норки и отделываются ее стенки почти до самого верха. Так вид одиночной пчелы, именуемой маковой осмией, строит ячейку для откладки яйца.

Уже не один энтомолог пытался разобраться, почему лепестки именно мака, и не какого-нибудь, а только красного, использует эта осмия для отделки ячеи. Версия о том, что лепестки цветов красного мака не дают развиваться в ячее плесневым грибкам, пока еще не подтверждена окончательно.

Едва закончена обклейка стенок, осмия немедленно прекращает всякие полеты на мак и принимается разыскивать синий василек. Одну за другой приносит пчела с его цветков обножку желтой пыльцы, и на дне оклеенной маковым цветом норки постепенно вырастает мучнистый комочек. Когда он становится достаточно велик, чтобы прокормить личинку, осмия покрывает снесенный запас слоем меда, собранного с цветов того же василька.

Заправка кормом, или, как выражаются специалисты, «провиантирование» ячейки, закончена, и осмия здесь же откладывает яйцо, для которого все сооружение и отделывалось. Однако это еще не конец. Чтобы обезопасить будущее своего потомства, осмия собирает под горловиной норки концы маковых лепестков и склеивает из них балдахин, прикрывающий колыбель, в которой лежит яйцо.

Теперь наступает заключительный акт всего действия.

Несколько раз обегает пчела по краю воронки ход в гнездо и песком, который она недавно выбрасывала на поверхность, засыпает сооруженный ею балдахин, выравнивает поверхность и маскирует норку. Делается это так искусно, что вход вскоре становится совершенно незаметным.

Когда все кончено, осмия-мать, почистив себя, улетает, не проявляя больше никакой заботы ни о построенном ею с таким трудом гнезде, ни об оставленном в нем потомстве. Она копошится уже на другом месте, роя новую ямку.

И пока старая осмия строит новое гнездо, пока обклеивает и выстилает его атласным кумачом лепестков мака, пока сносит в него корм, собираемый с василька, в первой ячейке выводится личинка. Не спеша поедает она собранный матерью корм, а едва он съеден, заматывается в самодельный шелковый кокон и, окуклившись, засыпает. Спустя положенное число дней в коконе просыпается уже зрелая осмия, которая разрывает землю и, проложив себе выход к свету и теплу, улетает.

Молодых осмий-самок встречают в воздухе вышедшие из других ячей молодые осмии-самцы. А возвращающихся из брачного полета осмий-маток зовут обочины утоптанных дорожек, ярко-красные мягкие лепестки распускающихся по утрам цветков дикого мака, голубые васильки с живописными желтоголовыми тычинками и обильными нектарниками, скрытыми у оснований вырезных лепестков…

Чем внимательнее прослеживают ученые цикл жизни маленькой осмии, тем глубже раскрываются в устройстве ее тела и повадках разносторонние приспособления, связанные с гнездом-норкой, в которую откладывается яйцо.

И в строении ножек, роющих землю, собирающих корм, прижимающих в полете ими же свернутые в трубку лепестки, и в строении челюстей, вырезающих кружки из лепестков мака и вскрывающих пыльники василька, и в строении хоботка, опустошающего нектарники цветков и увлажняющего медом запасы пыльцы в гнезде, и в инстинкте, безошибочно приводящем осмию с поля к месту, где находится гнездо, и в другом инстинкте, благодаря которому это место забывается, а притягательную силу получает новое, где роется следующая норка, и в несчетном количестве других морфологических и нервно-физиологических черт и особенностей сказывается связь маковой осмии как живого существа с ее неживым гнездом.

Осмия строит в течение жизни несколько нор в разных местах и поэтому не может считаться «оседлым» насекомым. Однако это уже не совсем кочевое, не чисто бродячее создание, вроде множества тех насекомых, для которых под каждым лепестком «готов и стол, и дом».

Подобные насекомые-кочевники встречаются и среди ползающих и среди летающих видов.

В некоторых зарубежных работах по вопросам эволюционной истории можно встретиться с утверждением, будто бы именно крылья больше всего способствовали развитию видов и будто бы «только господство в воздухе сделало пчел приматом мира насекомых».

Конечно, в подобном утверждении нет ни грана действительной науки. В данном случае разговор о господстве в воздухе не имеет под собой никакого научного повода и основания. Легионы крылатых видов не занимали и не занимают никакого господствующего положения среди насекомых. А бескрылые муравьи, как известно, с не меньшим правом, чем пчелы, могут претендовать на звание «примата мира шестиногих».

Если бы надо было вычленять какие-нибудь факторы, способствовавшие многостороннему усложнению существ в мире животных, то внимание пришлось бы обратить раньше всего на гнездо. Появление его повлекло за собой и замечательное совершенствование строительных способностей вида, и быстрое развитие способности ориентироваться в пространстве, создавать запасы пищи, обеспечивать будущее потомства.

Изучение природы пчелиных говорит об этом весьма убедительно. Маковая осмия, как и мегахила, отделывающая колыбель своего потомства лепестками розы или шиповника, как сотни других видов пчелиных, довольствующихся менее изысканными материалами, ограничивают свою строительную деятельность сооружением по-разному отделываемых простейших одиночных ячеек.

Другие сотни видов сооружают уже не отдельные норки-ячеи, а более сложно устроенные гнезда из линейно расположенных одна за другой ячеек.

Но лепестки мака на стенках ячеи или комочек васильковой пыльцы на дне осмиевой норки, уровень расположения дна последней, нижней, ячейки в стебле ежевики или «сторожевая будка» над верхней ячейкой гнезда цератины, как любая особенность места, типа, характера гнездования, не просто отражают природу вида. На примере медоносных пчел биологическое значение стереотипности гнездовых сооружений насекомого выразительно раскрывается еще с одной стороны.

Восковая основа сотов мертва, но вне сотов нет условий жизни для пчелиной семьи.

Только в восковых ячеях сотов растет пчелиная детва. Только в гнезде на сотах способны пчелы поддерживать температуру, при которой развиваются яйца и личинки. Только в гнезде на сотах могут пчелы поддерживать температуру, при которой способны существовать.

Впрочем, и здесь первостепенное значение имеет численность насекомых. При одной и той же температуре, скажем, при десяти градусах, десяток рабочих пчел не проживет и пяти часов, двадцать пять выживут сутки, а двести протянут хоть и трое суток. Вне ячей ни пчелы, ни матка, ни трутень не могут родиться на свет. Если нет ячей, матка не отложит ни единственного яйца. Пчелы, не имеющие сотов, не собирают ни нектара, ни пыльцы. Только в восковых ячеях сотов нектар превращается в мед, пыльца становится пергой.

Если надолго отделить пчел от сотов, насекомые выстроят себе новые или погибнут.

Пчела, вырванная из семьи, взятая изолированно, вне сообщества ей подобных, представляет существо, значительно менее совершенное и ниже стоящее, чем та же пчела в семье.

Простые опыты помогают увидеть, что нервная организация изолированной пчелы относительно примитивна. Трутень без головы довольно долго сохраняет способность рефлекторно отвечать на отдельные раздражения. Обезглавленное тело пчелы может ужалить. Если у пчелы в то время как она сосет нектар из цветка или сироп из кормушки отрезать брюшко, она будет продолжать сосать без брюшка, будет двигаться, поднимать крылья.

Та же пчела в семье, среди подобных себе, обладает исключительно сложными и высокосовершенными инстинктами, как например, строительный, о котором речь уже шла, или летной ориентировки, речь о которой еще впереди.

Из чего же возникает, чем обоснована более высокая организация пчелы в улье, в гнезде?

Эта семья, состоящая из пчел, сама выступает как фактор, формирующий природу составляющих ее особей.

Итак, для пчелы гнездо из восковых сотов, в которых она созревает, в тесных улочках между которыми проходит ее жизнь, – это и есть первое условие внешней среды, ее наследственная потребность, естественное условие ее жизни. Будучи сами тоже производным естественного отбора, условия гнезда формируют пчелу и воспитывают в новых поколениях пчел потребность в определенных условиях.

Эта потребность удовлетворяется, это условие жизни воссоздается с точностью и изяществом, давшими Дарвину основание говорить о «поразительных архитектурных способностях обыкновенной пчелы», об «абсолютном совершенстве» сотов «с точки зрения экономии труда и воска» и, наконец, о том, что строительный инстинкт пчел является «самым удивительным из всех известных инстинктов».

Совершенство строения сотов объясняется, по Дарвину, как известно, тем, что воск обходится пчелам в несколько раз дороже меда, в связи с чем, следовательно, всякая экономия на воске существенно важна для вида. Таким образом, потомства тех семей, которые являются лучшими строителями, наследуя архитектурные таланты своих родителей, приобретают преимущество, сохраняются и размножаются успешнее, чем другие. Совершенно естественно при этом, что медоносные пчелы, как и маковые осмии, цератины, антофоры и прочие пчелиные, могут и не видеть, выживает ли оставляемое ими потомство, могут и не знать, важна ли и в какой степени осуществляемая при сооружении правильных сотов экономия на воске, и все же именно наиболее совершенные архитектурные таланты пчел сохраняются, стереотипно воссоздавая условия, воспитавшие эти таланты.

Конечно, пчелы так же не подозревают того, что они строят ячейки на определенном расстоянии одну от другой, как и того, какими должны быть углы ромбов в пирамидах Маральди. Но естественный отбор в течение многих тысячелетий подхватывал и поддерживал, развивал и накоплял те изменения пчелиных семей, которые приводили к сооружению сотов с наибольшей экономией воска, с наивысшей прочностью и аккуратностью. И те пчелиные семьи, которые при наименьших затратах корма устраивали наилучшие ячейки, процветали, передавали свои наклонности дочерним семьям, а эти, в свою очередь, благодаря инстинкту бережливости и особенностям строительных повадок росли и развивались успешнее других.

Отводя беспомощные попытки некоторых ученых объяснить строительное мастерство пчел порождением борьбы за существование между самими пчелами, К. Тимирязев писал: «Строительный инстинкт не есть оружие, направленное против других пчел, а только оружие в борьбе с условиями существования – с зимой. Неискусные строители, истратив непроизводительно свои силы на выработку излишнего и дорогого воска, запасут гораздо менее меда, и этого запаса может и не хватить на всю зиму, вследствие чего они и погибнут. С искусными строителями этого не случится; напротив, они будут расселяться все шире и шире, завоевывая и такие страны, где зима требует большого запаса меда». Это соображение о зиме и зимовке следует рассмотреть более подробно.

Зимний клуб

Пчелам присуща способность сбиваться в ком, в массу. Это свойство по-разному проявляется при разном числе пчел и обнаруживается в более или менее ясно выраженной форме при различных их состояниях. Увидеть его в начальной, в зародышевой форме можно в условиях опыта.

Если поместить в клетку пригоршню-другую выведенных в термостате пчел, они немедленно соберутся на потолке ли, в углу ли кучкой, повиснув друг на друге.

Усыпим несколько сот пчел углекислым газом и спящими рассыплем их по дну картонной коробки, прикрытой сверху стеклом. Вскоре мы увидим, как в недвижимые поначалу тела насекомых постепенно возвращается жизнь. Едва проснувшиеся пчелы начинают более или менее уверенно двигаться, они неизменно стягиваются друг к другу, собираясь в группки, которые вскоре сливаются в общую плотную массу.

Это можно наблюдать и когда пчел всего около сотни. Если их меньше, они расползаются по дну небольшими группками, по три-четыре пчелы в каждой.

В жарких странах или отошедший в жаркую пору рой может иногда поселяться под каким-нибудь прикрытием и обосновываться на свободе. Извне этот рой покрыт настоящей коркой из спокойных и как бы бездействующих пчел, сцепившихся между собой. При температуре воздуха около тридцати пяти градусов тепла корка становится рыхлой, при похолодании вновь уплотняется и трех-четырехсантиметровой живой оболочкой облегает все гнездо с сотами. В ней, однако, остается открытым отверстие – леток, сквозь который влетают и вылетают пчелы.

Зимой при формировании зимнего клуба, взаимопритяжение пчел вполне четко связано с температурой.

Пчеле, у которой жировое тело развивается совсем слабо (его вес не превышает двух-трех процентов от веса тела), нельзя совсем замирать на зиму. Зимой она согревает себя пищей, принимаемой извне. Здесь живое питается, чтобы не умереть, а не замирает, чтобы не питаться.

Поддерживая себя одним питанием, пчелы не могли бы в наших условиях зимовать и замерзали бы даже в улье, полном сотов, залитых медом. Сколько бы отдельная пчела ни сжигала в себе корма, его было бы недостаточно, чтобы возместить теплоотдачу ее маленького тельца.

Семья же пчел спасается от холода благодаря тому, что ее выручают законы физики.

Когда пчелы на холоде сгрудятся в шаровой ком, в клуб, поверхность этого шара будет по отношению к его массе тем меньше, чем больше в нем пчел.

При меньшей поверхности меньшей оказывается и абсолютная теплоотдача. Чем теснее, следовательно, сгрудится зимой живая корка – скорлупа клуба пчел, чем меньше будет ее поверхность и чем плотнее она станет, тем надежнее будет изолирована от холода относительно более рыхлая сердцевина клуба, тем меньше тепла будет она расходовать. В то же время чем усиленнее кормятся внутри клуба пчелы, тем больше тепла они производят.

Приспособленность пчелы жить зимой только в клубе сказалась и на ее анатомии. Особые железы, выделения которых поступают в толстую кишку, тормозят разложение скопляющихся здесь в течение зимы отбросов непереваренной пищи. Таково, между прочим, одно из многочисленных приспособлений, которыми обеспечивается соблюдение пчелами прославившей их чистоплотности.

Обычно в большинстве районов средней полосы пчеловоды сносят на зиму ульи с пчелами в специальные помещения – зимовники, в которых поддерживается умеренно холодная и ровная температура.

Но пчел нередко оставляют зимовать и под открытым небом. И если в зимний день под высеребренными инеем голыми деревьями пройти на пасеку, где утонули в сугробах ульи, прикрытые пухлыми шапками снега, невероятным кажется, что под этой мертвой белой пеленой пульсирует живое сердце пчелиного клуба.

Ученые, шаг за шагом исследовавшие зимнюю жизнь гнезда, установили, что живой шар прослоенного сотами клуба, не деформируясь, медленно движется вдоль улочек, постепенно распечатывая соты и выедая корм из ячеек.

В сердцевине клуба, где спрятана матка, собираются наиболее деятельные пчелы. Уже при четырнадцати градусах тепла начинается их энергичное движение. Усиленно поедают они мед, который согревает их самих и «отопляет» окружающих, включая и тех, которые, плотно прижавшись друг к другу на поверхности клуба, образуют как бы его оболочку, корку. Так как хитиновый скелет и волоски, покрывающие тело пчелы, плохо проводят тепло, живая скорлупа клуба надежно предохраняет пчел от остывания. В стеклянном улье, где пчелы живут на одной рамке сотов, клуб, естественно, оказывается плоским. И здесь можно видеть, как, будто в сказочном сонном царстве, неподвижно застыли на ячейках, сгрудившись в почти правильный овальный диск, тысячи дремлющих пчел.

Если тихонько стукнуть ногтем по стенке улья, спящие на мгновение очнутся, встревоженно затрепещут крыльями, легкий гул пробежит по гнезду и затихнет. Чем холоднее вокруг, чем энергичнее кормятся и, следовательно, чем больше тепла образуют пчелы в центре, тем настойчивее и решительнее начинают, спасаясь от холода, пробираться внутрь клуба насекомые, остывающие на поверхности.

В этом копошащемся шаре тысячи одиночек могут сообща доводить температуру клуба до тридцати пяти градусов. В стеклянном улье центр клуба с маткой можно найти не глядя, на ощупь, по его теплу, прогревающему стекло стенки.

Согревшись, семья затихает до той поры, пока холод не остудит ее до критической (низшей) температуры – четырнадцати градусов, когда пчелы вновь начнут согревать себя движением и кормом.

Одни только запасы высококалорийного меда или одна только масса склубившейся на зиму семьи сами по себе, в отдельности, еще не дали бы пчелам возможности благополучно зимовать.

Холод оказался побежденным пчелами только тогда, когда семья стала активно обороняться от него с помощью корма, массы, движения.

Мускульная работа холоднокровных насекомых для повышения температуры может быть признана одним из замечательнейших «изобретений» естественного отбора.

Стрелки гальванометров, соединенных с установленными в разных местах улья приборами, контролирующими температуру, помогли исследователям измерить теплотехнические свойства семьи и объяснить, что сделало пчелу медоносную общественным насекомым.

Самки одиночных диких пчел откладывают за жизнь примерно двадцать яиц. Изучение теплового режима именно такой маленькой семьи – всего из двадцати пчел – как бы приоткрывало завесу над историческим, точнее даже – доисторическим, прошлым пчелы. Это исследование показало, что модель первичной семьи почти так же, как и одиночно живущие насекомые, согревается и остывает, подчиняясь температуре воздуха.

Семья-крошка практически находилась полностью во власти внешней температуры. Но и в этой беспомощной семье уже можно было рассмотреть ее отличие от насекомых-одиночек: при двадцати градусах выше нуля горсточка из двадцати пчел производила только один градус своего тепла, а при похолодании, при четырнадцати градусах, – уже два градуса.

Таким образом, похолодание заставляло пчел производить больше тепла.

Разница в один градус, конечно, невелика. Но в этом градусе нельзя не видеть зародыш способности противостоять холоду. Эта способность, как и всё в природе, развивалась от простого к сложному, от низшего к высшему.

Семья из пятисот пчел еще вела себя при средних температурах как любое одиночно живущее насекомое, пассивно согреваясь и остывая вслед за воздухом. При средних температурах пчелиное гнездо оказывалось только немного – всего на один градус – теплее воздуха.

Стоило, однако, солнцу пригреть сильнее, и семья пчел уже начинала сопротивляться чрезмерному для нее потеплению. Гнездо, которое при средних температурах было все время теплее воздуха, при повышенных температурах неожиданно оказывалось прохладнее, чем окружающая среда. Пусть совсем незначительна была эта разница. Она говорила о том, что семья пчел уже способна также и снижать температуру гнезда.

А при похолоданиях ниже восемнадцати градусов маленькая семья, всего в пятьсот пчел, вовсе выходила из повиновения погоде: когда температура воздуха падала до нуля, клуб пчел согревался до 23 градусов.

Это означало, что при крайних похолоданиях и потеплениях состояние подобной семьи насекомых уже в принципе отличается от состояния насекомых-одиночек.

Еще отчетливее и полнее сказалось это отличие в семье из пяти тысяч пчел. При крайнем похолодании температура гнезда в такой семье поднимается уже на 26 градусов, а при чрезмерном потеплении понижается на 4 градуса. Здесь пчелы, которые, как и все вообще насекомые, в одиночку холоднокровны, став семьей, уже благодаря одному увеличению их численности оказались способны при любой погоде поддерживать температуру гнезда примерно на одном уровне, превратившись как бы в теплокровное существо.

Семья стала создавать для себя очень важное жизненное условие – тепло.

В чем скрыты здесь особые преимущества большой семьи современных пчел? Таков был следующий вопрос, подвергнутый изучению.

С помощью обыкновенных, но достаточно точных весов было показано, что в малой семье пчелы, согревая или охлаждая гнездо, расходуют сил, а значит, и меда, в среднем заметно больше, чем в большой семье.

Как видно из пересчетов, одна пчела наиболее сильной из взятых в опыт семей (35 тысяч особей) оказалась чуть не в шесть-семь раз «экономичнее» такой же пчелы из семьи малочисленной (две тысячи пчел).

И раньше было известно, что в слабых семьях пчелы производят меньше меда. Теперь было измерено, насколько они расточительнее.

Зима еще не миновала, но едва повернувшее на лето солнце поднимется выше, пчелы даже в семье, зимующей в подвале, куда не проникает свет и где температура всегда одинаковая, начинают усиленно поедать пергу, кормить матку молочком. Матка принимается поэтому червить, засевая освободившиеся от меда ячейки. Из яиц выводятся личинки, а пчелы приступают к воспитанию первого весеннего поколения, которое призвано заменить износившихся за зиму осенних пчел.

Чем выше поднимается солнце, тем усерднее ведет матка засев.

К наступлению погожих весенних дней молодые пчелы уже массами начнут выходить из ячеек и обновлять, омолаживать состав, увеличивая численность колонии, которая перенесла испытания зимовкой благодаря тому, что недостаток сил отдельной особи успешно возмещен у пчел объединенной силой семьи.