"Мы рассмотрели влияние негативных факторов на основные признаки зимовки, проводя различия между реакцией пчелы и реакцией всей колонии.
Мы обнаружили, что индивидуальный стресс усиливается при передаче колонии, ухудшая общее состояние пчелиной семьи" - Мино Этьен.
Любительский перевод-обзор статьи "Как стрессоры нарушают биологические особенности медоносных пчёл и механизмы зимовки",- журнал "Heliyon", 2024 год. (ЧАСТЬ 1).
Особенности зимующих пчёл.
Западная медоносная пчела - это вид, живущий одной большой семьёй - колонией. Благодаря индивидуальной и социальной адаптации, колония способна месяцами выживать в экстремальных условиях, будь то холодная зима или засушливое лето.
Особенностью выживания пчёл в тяжёлые времена является прерывание выращивания расплода. При этом выживание колонии будет зависеть от последних поколений рабочих пчёл. Зимой это последнее поколение называют "зимними пчёлами" и их появление осенью знаменует начало периода зимовки.
Зимние пчёлы отличаются от весенних и летних пчёл физиологией (внутреннее развитие пчелы), морфологией (внешнее развитие пчелы), поведением и продолжительностью жизни. Эти различия начинают проявляться у пчёл, появившихся в конце лета, но становятся более заметными у новых поколений по мере приближения зимы.
Переход от летних к зимним пчёлам происходит в результате сложного взаимодействия между изменениями окружающей среды, поведением и физиологией пчёл. Снижение температуры, продолжительности дня-ночи и уменьшение цветочных ресурсов приводит к уменьшению полётов за едой и снижению активности в уходе за потомством. Эти изменения вызывают изменения в уровне феромонов, например, гормона роста.
Далее происходит замедление созревания (то есть, старения), что приводит к появлению долгоживущих пчёл. Их долголетие в основном связано с высоким уровнем вителлогенина и гликопротеина, которые увеличивают продолжительность жизни, участвуют в защите от окислительного стресса, иммунитете, контроле поведения и развитии жирового тела.
По сравнению с летними пчёлами, у зимних пчёл более высокий уровень гормонов (за исключением гормонов, участвующих в добывании пищи, таких как ювенильный гормон) и более высокий уровень белков. У зимних пчёл снижается способность к полёту и дыханию, а также активность гипофарингеальных желез.
Как и многие другие виды насекомых, зимние пчёлы накапливают криозащитные элементы. Однако устойчивость к холодам у пчелы низкая. Поэтому одна пчела не сможет в одиночку пережить морозы. Но этот недостаток компенсируется социальным терморегуляционным поведением (пчёлы объединяются, чтобы согревать друг друга).
Как пчёлы согреваются зимой.
Когда температура снаружи опускается ниже 15 градусов, пчёлы начинают собираться в клуб, чтобы поддерживать нужную температуру внутри него. Это позволяет пчёлам сохранять энергию и выживать.
Образование клуба помогает пчёлам выровнять нужную температуру, при минимальных затратах каждой отдельной пчелы. Тепло, которое вырабатывают пчёлы передаётся друг другу.
Действительно, медоносные пчёлы могут временно снижать или вырабатывать тепло, обмахиваясь крыльями или совершая микро-сокращения грудных мышц, называемых "дрожью".
При этом средняя температура грудной клетки пчелы достигает 30 градусов (до 36).
В клубе тепло вырабатывает центральная группа пчёл. Их количество уменьшается от центра к поверхности клуба. Когда температура снаружи опускается, количество греющих пчёл растёт, и наоборот.
В клубе средняя температура примерно равна 21 градус. В центре клуба 27-35 градусов, а на поверхности клуба 18 - 29 градусов.
Чтобы сохранить тепло внутри клуба, крайние пчёлы на поверхности создают своего рода мантию. Температура в группе этих пчёл держится в среднем в пределах 10-15 градусов, но не опускается ниже 6 градусов.
Пчёлы-работницы образуют мантию, "склеивая свои мохнатые грудные клетки". Они направлены к центру улья, располагая голову и грудную клетку к центру клуба, а брюшко наружу.
Система противоточного теплообмена позволяет пчёлам сохранять тепло в голове и грудном отделе.
Противоточный теплообмен позволяет пчёлам поддерживать высокую температуру в грудном отделе, где расположены летательные мышцы.
Противоточный теплообмен сохраняет тепло в грудной клетке, не смотря на приток крови к прохладному брюшку и от него.
Чтобы экономить энергию, зимующие пчёлы поочерёдно меняются между фазами выработки тепла, вентиляции или защиты улья, но большую часть времени отдыхают.
При понижении внешней температуры, пчелиный клуб сжимается, чтобы ограничить взаимодействие колонии с внешней средой. Сжимаясь, клуб может уменьшить размер занимаемого пространства на 88%.
Клуб сжимается в холодную погоду и "расслабляется" в более тёплых условиях. Это позволяет воздуху проходить через скопление пчёл, предотвращая перегрев центра клуба.
Клуб обычно имеет овальную форму, а размер зависит от численности колонии и температуры снаружи. Колония часто располагается подальше от входа в улей и защищена от ветра. Во время зимовки клуб перемещается, расширяется и меняет форму, чтобы обеспечить доступ к запасам мёда в гнезде.
Эта способность к перемещению снижается, если колония не может вырабатывать достаточного количества тепла даже во время относительно тёплой зимы.
В лабораторных условиях группа пчёл может выдерживать температуру до -80 градусов в течение 1 часа.
В зимнее время пчелиную колонию можно считать гомеотермическим суперорганизмом.
Гомеотермия - это тип терморегуляции, который поддерживает стабильную внутреннюю температуру , независимо от внешнего воздействия.
Внутри пчелиного клуба регулируются и поддерживаются и другие важные параметры: относительная влажность поддерживается в пределах 60% и содержание кислорода, которое поддерживается на уровне 15%.
Низкий уровень кислорода помогает пчёлам снизить скорость метаболизма и снизить энергетические затраты.
Важнейшим критерием выживания пчёл зимой является наличие запасов мёда и способность пчёл его потреблять и усваивать.
Считается, что для того, чтобы пережить зиму и возобновить рост весной, осенью колония должна весить не менее 20 кг и насчитывать не менее 4000-5000 пчёл. Но эти значения могут меняться в зависимости от генетики пчёл, места зимовки, типа улья и условий зимы. Тем не менее, размер колонии осенью остаётся хорошим показателем выживаемости зимой.
Зимой колония теряет в среднем 39 +/- 13 грамм в день.
В небольших колониях наблюдается более медленная потеря веса из-за более низкой скорости кормления. Но, вместе с тем, более высокий средний расход корма на одну пчелу и более высокую смертность.
Это может привести к тому, что пчёлы будут прилагать больше усилий для терморегуляции, что сокращает продолжительность жизни зимних пчёл.
В течение зимы количество зимних пчёл и запасов мёда уменьшаются. Конец зимы - особенно уязвимый период, когда старые зимующие пчёлы должны перезапустить колонию. Взрослые пчёлы могут погибнуть до того, как выйдет новый расплод, что приведёт к сокращению популяции, известному как "весеннее истощение".
Таким образом, зимняя смертность является естественным явлением.
Однако, "нынешние" высокие показатели зимних потерь говорят о том, что механизм зимовки был нарушен появлением или усилением биотических и абиотических факторов, вызывающих стресс.
О них во второй части.
Берегите своих пчёл!
Живите долго и будьте здоровы! Мира Вам!!!
P.S. Спасибо, что дочитали до конца! Буду рада видеть вас в числе моих подписчиков! В этом блоге вы найдёте много полезной информации!
P.S. Информация на моём канале носит только ознакомительный характер.