Холодостойкость рабочих пчел
Холодовое оцепенение. Если одну или несколько пчел поместить в холодильную камеру с температурой около 0° С, то через несколько минут пчелы перестают двигаться и становятся похожими на погибших. Однако если их вскоре после этого изъять из холодильника и подержать некоторое время при комнатной температуре, они вновь активизируются. Описанное торможение двигательной активности пчел под действием охлаждения называют Холодовым оцепенением.
Оцепеневших пчел можно наблюдать и в естественных условиях. В таком состоянии пчелы могут оказаться, находясь при низкой температуре за пределами жилища или же в его периферических частях.
Первые попытки разобраться в сущности описанного явления были предприняты еще в прошлом веке (Донгофф, 1857; Фогель, 1880). Интерес к этому был вызван стремлением найти способ зимнего сохранения пчел в состоянии, подобном анабиозу. Но уже в конце прошлого столетия были получены убедительные сведения о том, что пчелы в отличие от одиночно живущих насекомых не могут долго жить, находясь в состоянии холодового оцепенения (П. Бахметьев, 1900; Л. Армбустер, 1923; Н. Калабухов, 1933, 1934, и др.). Несмотря на это вопрос о холодовом оцепенении заслуживает внимания, так как он имеет отношение к холодостойкости.
Температурный порог холодового оцепенения (та максимальная температура, при которой пчелы перестают двигаться) зависит от их исходной активности и времени пребывания при относительно низкой температуре. Холодовое оцепенение стимулирует длительное пребывание отдельных особей при +10° С. Но в этом случае оцепенение бывает неглубоким. Так, пчелы серой горной кавказской расы, находившиеся при такой температуре в течение 12—17 ч, активизируются при 24° С через 5,6±0,6 мин (С? — 53%); пчелы среднерусской расы при тех же условиях — через 7,2±1,1 мин (C? — 82%). Это, в 6—9 раз быстрее, чем после пребывания в течение указанного периода времени при 0° С.
Время, необходимое для того, чтобы охлаждаемые до одной и той же температуры пчелы оцепенели, зависит от их возраста. Рабочие особи среднего и старшего возраста впадают в холодовое оцепенение при 0°С через 6,8±0,3 мин (C? — 18%). Молодые пчелы в возрасте 1—3 дней цепенеют при этих условиях через 3,6±0,2 мин (C? — 25%). Это время у одновозрастных пчел серой горной кавказской и среднерусской рас не имеет отличий. Оцепеневшие пчелы не могут активизироваться, находясь при температуре, стимулировавшей его. Для активизации им необходима более высокая температура. Время, необходимое для восстановления активности пчел, при прочих равных условиях прямо связано с продолжительностью воздействия холодом. При этом быстрее активизируются голодные пчелы. Оказавшись при 20° С после 12—17 ч пребывания при 0°С, они активизируются за 27,4±2,9 ч. Накормленным медом пчелам в аналогичных условиях для восстановления исходной активности необходимо 48±4,1 мин (C? — 66%). Однако они не могут использовать эти запасы меда в то время, когда находятся в состоянии глубокого оцепенения. Поэтому у большинства предварительно накормленных пчел, погибших в состоянии оцепенения при 0°С, в зобиках остается значительное количество меда. Гибнут пчелы в этом состоянии в результате резкого нарушения обмена веществ.
Температура максимального переохлаждения. В естественных условиях пчелы подвергаются в период зимовки действию низких температур. Особенно сильно охлаждаются те из них, которые находятся в нижней и боковых частях гнезда. Кратковременное воздействие низких температур (ниже 0° С) пчелы переносят благодаря тому, что гемолимфа, плазма клеток и другие жидкие фракции их тела могут находиться, не замерзая, в переохлажденном состоянии. Точка максимального переохлаждения (ее называют также критической точкой и температурным скачком), ниже которой начинается кристаллизация жидкостей, определяется в основном их физико-химическим составом. Регистрация точки кристаллизации термодатчиком, контактирующим с телом насекомого или введенным в него, основана на фиксации тепла, выделяемого во время образования кристаллов, — за что этот момент и называют температурным скачком. Кристаллизация приводит в конечном счете к гибели насекомого в связи с повреждением тканей тела.
Температура максимального переохлаждения у пчел зависит от возраста и сезона года. У молодых пчел летних генераций температура кристаллизации находится на уровне минус 1°С — 3°С. По мере старения она опускается до минус 6—8° С, а у отдельных индивидов и ниже. Максимального значения достигает температура кристаллизации у зимующих пчел.
Точка кристаллизации у пчел в значительной степени связана с количеством воды в теле. Об этом убедительно говорит результат следующих анализов. У пчел вначале измерили точки кристаллизации, затем определили процентное содержание воды в теле. В соответствии с полученным значением точки кристаллизации, пчел разделили на три группы: в первую отнесли особей с точкой кристаллизации от —6,0°, до —8,0° С, во вторую — от —8,1° до —9,0° С и в третью — от —9,1° до —11° С. У каждой из этих групп определили потери массы в результате высушивания. Оказалось, что процент воды в теле первой группы пчел составлял 72,4±2,3 1(C? — 9%), второй — 68,7±1,8 (С? — 12%) и в третьей — 65,2±1,7 (С? — 14%).
Сильное влияние на температуру максимального переохлаждения пчел оказывает содержание сахара в их гемолимфе. С его уменьшением температура кристаллизации повышается. Так, под влиянием семичасового голодания пчел, взятых из семьи в зимний период, точка кристаллизации повысилась с —9,3±0,2° (C? — 10%) до —7,1 ±0,3° (С? — 19%), а, как известно, голодание приводит к обеднению гемолимфы сахаром. Следовательно, у голодных пчел устойчивость к холоду понижается. В связи с изложенным важно подчеркнуть, что на точку кристаллизации влияет только сахар, содержащийся в плазме гемолимфы. Величина же заполнения медового зобика не влияет на точку максимального переохлаждения. Это было показано на пчелах, у которых после измерения температурного скачка препарировали и взвешивали медовый зобик. Его вес колебался у подопытных пчел от 1 до 40 мг, а точка кристаллизации от —7 до —11° С. Коэффициент корреляции между названными показателями составлял 0,01±0,14, т. е. не прослеживается даже какой-либо тенденции связи. Ее не обнаружено также между значением температурного скачка и величиной заполнения задней кишки непереваримыми остатками.
На величину максимального переохлаждения сильное влияние оказывают концентрация углекислоты и влажность воздуха. Рост содержания в улье углекислого газа влечет за собой понижение температуры максимального переохлаждения, а влажность способствует его увеличению. Что касается температуры среды, то она, по-видимому, не оказывает непосредственного влияния на температуру кристаллизации. Большой интерес представляет рассмотрение механизмов, детермирующих сезонные изменения точки кристаллизации. Ее понижение в осенне-зимний период, очевидно, связано с повышением в гнезде концентрации углекислоты, что происходит при понижении внешней температуры. Подтверждением сказанному служат результаты измерений (в середине зимы) температуры кристаллизации у пчел, зимовавших с ноября в камере при температуре +5° С и под открытым небом (температура до —29° С. У первых точка кристаллизации — 10,8°С±0,2°(С? — 19%) у вторых она составляла — 12,4+0,2°С (С? — 15%).
Специальными исследованиями установлено, что между температурой максимального переохлаждения и продолжительностью жизни пчел существует обратная зависимость. Чем ниже температура кристаллизации, тем при прочих равных условиях меньше живет пчела. Следовательно, механизм холодовой защиты, основанный на понижении точки кристаллизации, способствует повышению возможности пчел пережить кратковременное, но довольно сильное охлаждение. Однако это в конечном счете при нормальной температуре скажется на уменьшении продолжительности жизни. Отсюда понятна необходимость предохранения пчелиных семей от действия низких температур, побуждающих пчел сгруппировываться в плотный клуб. Изложенное указывает также на важность аэрации пчелиного гнезда.
Источник:
Еськов Е.К. 'Поведение медоносных пчел' - Москва: Колос, 1981 - с.184
