От нежного аромата липы до коварных ловушек люцерны — пчёлы и цветковые растения ведут тонкую игру, в которой каждый выигрывает… или почти каждый. Владимир Карцев, научный сотрудник кафедры энтомологии МГУ, рассказывает о взаимной эволюции этих союзников — и хитростях, которыми они пользуются друг с другом.
Взаимоотношения пчел и цветковых растений – красивейший пример взаимовыгодного сотрудничества организмов. Все помнят классическое высказывание Чарльза Дарвина о том, что Англия питается мясом за счет деятельности шмелей, которые опыляют клевер – основной корм крупного рогатого скота. Кто не помнит, посмотрите в книгах по экологии; в цепочке еще участвую кошки, мыши и старые девы. Все великолепие и многообразие цветков, их окраски, запахи, способность выделять нектар возникли исключительно для того, чтобы сделать приятное пчелам-опылителям. Избыток пыльцы – тоже для пчел: пусть поедают излишки, только бы опыляли цветки.
Пчелы – это огромная (порядка 20 тысяч видов) группа насекомых из отряда перепончатокрылых. К этому отряду относятся также осы, муравьи, так называемые пилильщики и наездники. Типичная и самая популярная пчела – это пчела медоносная (Apis mellifera).
Все пчелы покрыты пушистой шубкой, обладают хоботком для высасывания нектара и различными приспособлениями для сбора пыльцы. Большинство пчел коричневатые. Пыльцевые зерна застревают в пчелиных волосках (которые, в свою очередь, еще могут ветвиться), и пчела механически переносит пыльцу с цветка на цветок. Таким образом, за миллионы лет растения и пчелы (а также и некоторые другие насекомые) в совершенстве приспособились друг к другу. Этот процесс называют коэволюцией – совместной эволюцией.
Обычно каждый вид пчел собирает пыльцу только с определенных растений. Но даже медоносная пчела, способная питаться тысячами видов растений, на индивидуальном уровне запоминает один-два наиболее доступных в данный момент вида и привязывается к ним. Одна особь летает на малину, другая на глухую крапиву, третья на японскую айву. Когда в массе зацветают яблони, большинство пчел переключаются на них, позже на липу. Таким образом, пчелы переносят с цветка на цветок пыльцу данного вида. Это очень важно, чужая пыльца растению не нужна. Пчеле специализация тоже выгодна. Дело в том, что в генах каждой пчелы заложен достаточно обобщенный образ цветка: «радиально расчлененный», «контрастный», «с привлекательным запахом». А вот где конкретно в цветке расположены нектарники и пыльники, пчеле приходится учиться индивидуально и тратить на это время. На знакомых цветках пчела работает значительно эффективнее, чем на новых.
Кроме случайного переноса пыльцы, растения «придумали» и приспособления для того, чтобы пчелу испачкать пыльцой целенаправленно. Например, в глубоких билатерально симметричных цветках бобовых нектар расположен в глубине, а пыльники ближе ко входу. Чтобы долезть до нектара, пчела неизбежно высыпает себе на спину содержимое пыльников.
Проникая в следующий цветок, она прикасается грязной спиной к рыльцу торчащего определенным образом пестика. Пыльца гарантированно попадает куда надо. Люцерна, важный корм для скота, тоже относится к бобовым. Ее цветки снабжены «взведенными» пыльниками. При проникновении в цветок они бьют насекомое по спине. Медоносная пчела этого терпеть не может, и на люцерну не летает. В отличие от шмелей и пчел мегахил, которые легко мирятся с агрессивным поведением цветка. И все же медоносную пчелу, под страхом голода, можно заставить собирать корм на люцерне. Пчелы выучиваются выбирать уже разрядившиеся цветки, которые не бьют по спине.
Итак, пчелы питаются пыльцой и медом. Сладкий мед, углеводы – это источник энергии, которая нужна, в первую очередь, взрослым летающим пчелам. Пыльца – это источник белка, без него невозможен рост организма, он нужен, в первую очередь, личинкам. Медоносная пчела относится к общественным пчелам – живет в дуплах/ульях семьями с единственной откладывающей яйца маткой; остальные (рабочие) пчелы не размножаются, но заботятся о расплоде и гнезде. Шмели тоже общественные (они, как и медоносная пчела относятся к семейству настоящих пчел – Apidae). Большинство других видов пчел – одиночные. Каждая самка строит собственное гнездо, приносит провизию, формирует «хлебец» из пыльцы и нектара, откладывает яйцо и запечатывает гнездо. Со своим потомством самка обычно не встречается, хотя есть различные степени усложнения цикла развития. Взрослая пчела для собственных нужд может подкормиться на самых разных растениях. Но для кормления личинок у большинства одиночных пчел пригодна пыльца только определенных, обычно немногих видов растений. И самка инстинктивно приносит в гнездо только подходящую пыльцу. Всеядные пчелы, такие как медоносная встречаются редко. Мелкая пчелка хелостома колокольчиковая (Chelostoma campanularum), например, собирает пыльцу только с колокольчиков.
Свою цветочную ношу пчела несет в гнездо, в котором она строит одну или несколько ячеек – отдельных камер с запасами корма. Каждая личинка развивается в отдельной ячейке. Миллионолетний инстинкт подсказывает пчеле, сколько пыльцы и нектара положить в ячейку. Молодая пчела покидает гнездо, спаривается. Самка начинает строить новое гнездо или зимует. Интересно, что у медоносной пчелы, в отличие от одиночных, матка сперва откладывает яйцо в пустую ячейку, а затем рабочие пчелы кормят личинку по мере надобности.
Пчелиные гнезда очень разнообразны. Медоносная пчела строит гнезда в дуплах деревьев. Она сооружает в них вертикальные восковые соты с шестигранными ячейками. Воск выделяется у медоносной пчелы и у шмелей из специальных желез, расположенных на брюшке. Мед и пыльцу медоносная пчела запасает в стандартных ячейках. В таких же ячейках развиваются и рабочие пчелы. Опустевшие ячейки пчелы чистят и используют повторно. Это уникальная особенность пчел из рода апис (Apis).
У большинства других пчел воска нет. Миниатюрная хелостома гнездится в узких ходах жуков-точильшиков. Огромная пчела-плотник ксилокопа прогрызает ходы большого диаметра в древесине. Ячейки располагаются в ряд. Закончив работу, самка охраняет вход в гнездо, но гибнет, не дождавшись появления потомства. Занесенная в Красную книгу Москвы осмия двуцветная гнездится в пустых раковинах моллюсков. Эта редкая пчела окрашена красивее многих своих собратьев и способна потреблять пыльцу различных травянистых растений и ив.
Нектар пчелы либо поедают сами, либо относят в гнездо в так называемом зобике – выросте пищевода, в котором можно хранить жидкость и выделять ее обратно. А как перенести сыпучую пыльцу? В самом примитивном случае можно счистить пыльцу со своего пушистого тела ногами. У пчел-андренид, или земляных пчел, которые роют норки в земле, на задних ногах есть пушистые щеточки, в которые в массе набивается пыльца. Пчелы словно щеголяют в широких шароварах.
Пчелы-мегахилиды, или крупнозубые пчелы отличаются характерной щеткой-пыльцесборником на брюшке. Крупнозубыми пчел называют потому, что некоторые из них своими острыми мощными челюстями, будто ножницами, вырезают кусочки листьев, из которых строят в различных полостях сигарообразные гнезда. Мегахил легко разводить, и они играют большую роль как опылители.
Наиболее совершенный аппарат для сбора пыльцы имеется у медоносной пчелы и у шмелей. На голени задней ноги у пчелы расположена «корзиночка» - овальный уплощённый участок, обрамленный заборчиком жестких щетинок. Пчелы умеют набивать пыльцу в эти корзиночки в виде плотных овальных комочков. Это так называемые обножки.
У пчелиной матки или у трутня (самца) мы никаких корзиночек не найдем. Они самостоятельно не питаются, пыльцу не собирают и о личинках не заботятся. Бывают и шмели без корзиночек. Это паразитические шмели-кукушки. Кукушка проникает в чужое гнездо, убивает или подчиняет себе самку (матку), которая основала гнездо, и откладывает яйца. Из этих яиц выведутся самки и самцы паразита, о которых заботятся шмели (рабочие) из захваченного гнезда. Лично кукушки своим потомством не интересуются.
Но не надо думать, что в отношениях пчел и цветов царит полная идиллия. Интересны случаи так называемого воровства. Особо грешат этим крупные сильные шмели. На декоративный цветок разбитое сердце (Dicentrum spectabilis) охотно прилетают шмели и другие насекомые. В диком виде растение можно встретить в Китае, на Дальнем востоке. Однако и в средней полосе наши шмели и другие любители нектара охотно приняли его. Достать нектар из цветка довольно трудно. Для этого нужно забраться в его глубину, преодолев первые довольно липкие лепестки, испачканные следами нектара. Однажды мы наблюдали муху-шмелевидку (Bombyliidae), сидевшую в нижней части цветка разбитого сердца. Достойный фотосюжет. Шмелевидка, действительно, внешне напоминает шмеля, только хоботок у нее не втяжной, а торчит вперед, как игла. Жужжала умопомрачительно подвижны и пугливы. Но эта подпустила «на выстрел». И даже позволила сделать несколько кадров почти в упор. Такого просто не бывает! Разгадка оказалась в следующем: муха присела на цветок и прилипла лапками. Конечно, она бы погибла, если бы мы ее не освободили. Чудесное избавление.
Понаблюдаем за шмелями, прилетающими на разбитое сердце. У дубравных, или норовых шмелей (Bombus lucorum) сравнительно короткий хоботок. Силы им не занимать, но дотянуться до нектара обычным путем трудно. И вот шмели приспособились прокусывать челюстями цветок у основания и через отверстие просовывать хоботок прямо к нектарникам.
Такие шмели называются шмелями-операторами, потому что они как бы оперируют цветок. К шмелиным отверстиям научились прилетать и мелкие пчелы, которые прокусить цветок не могут.
Шмели-операторы, получают нектар, не прикасаясь к пыльникам и не опыляя цветок. В этом смысле они обкрадывают растение. То же могут делать и мощные пчелы ксилокопы.