Рабочие медоносные пчелы должны обеспечить свою колонию балансом пыльцы и нектара для поддержания оптимального развития колонии. Межличностная поведенческая изменчивость среди собирателей наблюдается с точки зрения уровней активности и сбора нектаров и пыльцы, однако причины такой изменчивости все еще остаются открытыми. Здесь мы исследовали взаимосвязь между активностью кормления и производительностью кормления пчел (Apis mellifera), используя автоматизированную систему мониторинга поведения для регистрации массы на выходе из улья, продолжительности путешествия, присутствия пыльцы на задних лапах и массы по возвращении в улей, в течение всей карьеры отдельных пчел по кормлению пчел. В наших колониях пыльцу собирала лишь небольшая группа собирателей, и ни одна пчела не кормилась исключительно пыльцой. Незначительное меньшинство очень активных пчел (19% кормов) совершили 50% от общего количества поездок в колонию для сбора пыльцы и нектара. Производительность кормления (количество и скорость сбора корма) зависела от индивидуального опыта пчел (количество совершенных поездок на корм). Мы утверждаем, что это свидетельствует о существенной уязвимости этих социальных пчел, поскольку экологические стрессы, которые изменяют активность и сокращают продолжительность жизни кормов, могут помешать пчелам достичь максимальной продуктивности, тем самым серьезно подрывая эффективность колонии в качестве кормовой базы.
Социальные насекомые зависят от касты фуражиров для обеспечения ресурсов для всей колонии. Однако не все фуражиры в равной степени способствуют коллективным усилиям по обеспечению семьи питанием, что ставит вопрос о том, как и почему наблюдается такая индивидуальная изменчивость.
У социальных пчел адекватное питание в колониях требует наличия как пыльцы (богатой белками и жирами), так и нектаров (простых углеводов). Ранее утверждалось, что наличие различных особей, специализирующихся на сборе нектаров или пыльцы, является наиболее эффективной стратегией на уровне колонии. Это объяснялось различным пространственно-временным распределением этих основных ресурсов питания в полевых условиях и необходимостью приобретения конкретных поведенческих навыков для сбора каждого из них. Обычно предполагается, что это относится к пчелам, у которых сборщики пыльцы и нектара рассматриваются как разные поведенческие касты, отличающиеся по нейропептидному профилю, порогу реакции на сахарозу, размеру яичников, уровню вителлогена (желтка-прекурсора) и реакции на социальные стимулы (сборщики пыльцы больше зависят от общения в полете). Вместе с доказательствами генетических изменений, наблюдения показывают, что сбор пыльцы и нектаров является эволюционирующей специализацией в рамках кормовой базы колонии.
Однако последние поведенческие исследования показывают, что различие между пыльцевыми и нектарными кормами может не быть абсолютным.
Тем не менее, недавние поведенческие исследования показывают, что различие между добычей пыльцы и нектара не может быть абсолютным. Кажется, что часть фуражиров собирает оба ресурса или может менять специализацию, когда им это требуется. Эти исследования, проведенные либо на очень ограниченном числе особей (менее 30 пчел), либо в ограниченных в пространстве клетках для полетов с несколькими обильными искусственными источниками пыльцы или нектара, требуют дальнейших доработок. До сих пор ни в одном исследовании не был проведен анализ долгосрочных кормовых предпочтений большой когорты медоносных пчел в природной среде, и, таким образом, данные о том, как фуражиры делили свои усилия на сбор пыльцы и нектара на протяжении всей своей жизни, ограничены.
Помимо различий в виде ресурсов, собираемых фуражирами , некоторые особи кормятся более активно, чем другие. Было определено, что большинство полетов в поисках еды выполнялось меньшим количеством пчел. Их назвали "элитными пчелами". В данном исследовании, однако, авторы не смогли измерить эффективность кормления пчел с точки зрения количества или интенсивности сбора нектара или пыльцы, а только по количеству совершенных вылетов. Без этой информации невозможно определить, являются ли наиболее активные сборщики кормов наиболее успешными. Одной из потенциальных причин межличностных различий в производительности кормов является большой опыт, накопленный фуражирами в ходе предыдущих полетов. Исследования показали, что отдельные пчелы улучшают свои кормовые качества с помощью опыта. Хотя в обоих исследованиях было подробно зафиксировано индивидуальное поведение отдельных пчел на протяжении всего рабочего периода. Они делали это на довольно ограниченном объеме выборки и сосредоточивались только на нектарных ресурсах.
Исследовалась природа и возможные причины изменения активности и продуктивности кормления медоносных пчел (Apis mellifera), используя автоматизированную систему отслеживания поведения на входе в улей для мониторинга поведения большого количества пчел (>260) из двух колоний в естественной среде. Ульи были расположены в комнате и соединены с внешней средой через специально спроектированный вход, содержащий перегородки, которые заставляли пчел выходить из улья по одному пути и входить по другому пути. В этой системе была использована технология радиочастотной идентификации (RFID) для определения времени прибытия и убытия отдельных пчел на входе в колонию и интерполяции кормовых полетов отдельных особей. Также использовалась цифровая камера для фотографирования возвращающихся производителей и цифровые весы для записи их массы. На основании этих данных мы проанализировали различия в продуктивности кормления отдельных пчел на протяжении всей их жизни.
Подтвержденным фактом явилось то, что, благодаря опыту, пчелы улучшили свои показатели по добыче и вероятности сбора пыльцы
Опытные фуражиры чаще собирают пыльцу
В исследовании оценка фуражиров, которые вернулись с пыльцой, была однозначной. Но для пчел, у которых не было пыльцы, характер их полета был неясен. Ни одна пчела не собирала исключительно пыльцу, что соответствовало другим наблюдениям поведенческой интрогрессии между специализациями пыльцы и нектара. В наших данных, однако, поразительно, что сбор пыльцы проводился меньшим количеством особей, и обычно только теми, кто накопил значительный опыт по добыче пищи. Если эти фуражиры будут потеряны для колонии (из-за хищничества, неблагоприятных погодных условий или воздействия пестицидов, которые дезориентируют их, это может привести к серьезным последствиям для поставки пыльцы в колонию.
Большинство полетов на поиски пищи были выполнены меньшинством элитных пчел
Исследовалась доля полетов за пищей, выполняемых каждой пчелой, относительно всех вылетов за кормом их колонии.
Выяснилось, что элитные пчелы работали лучше, чем неэлитные.
Что касается вылетов без пыльцы, у элитных пчел было больше прироста массы во время полета за пищей чем у неэлитных, что указывает на то, что элитные пчелы возвращали в колонию больше ресурсов за полет. Различия в характеристиках элитных и неэлитных пчел могут быть объяснены различиями в опыте между этими двумя группами.
Однако данный экспериментальный проект был ограничен использованием колоний в разное время года. Снижение сбора пыльцы, наблюдаемое у опытных фуражиров колонии (тестировалось осенью в Австралии), свидетельствует о том, что в это время года доступность пыльцы была ниже. Кроме того, мы использовали небольшие колонии с минимальным количеством выводков из-за ограничений, налагаемых RFID-сенсорами на движение кормов на входе. Для оценки степени зависимости этой модели от сезона и численности популяции потребуются дальнейшие эксперименты с полноразмерными семьями в разные периоды года.
