Пчеловодство выходного дня

Обратимся к опытам, проведённым профессором А.Губиным и И. Халифманом. Они решили выяснить, сколь влиятельны в вопросах воспитания подрастающего поколения пчелиные няньки – пчёлы-кормилицы.

Побуждения были и чисто практического свойства – выявить, насколько обоснована надежда улучшить породу пчёл лишь одним простым введением в семьи пчелиных маток. Их выращивать сравнительно нетрудно, и положение теоретически выглядело очень заманчивым: пчелиная королева в семье единственная держательница в активной форме всемогущих генов. Поэтому казалось, что замена матки в семье, из года в год не показывающей трудовых доблестей в сборе мёда, на другую, выращенную пчёлами-рекордистами по медосборам, приведёт к быстрому улучшению качества вечно отстраивающей семьи.

На практике, однако, такой подход давал осечки. Пчеловоды доставали маток от прославленных пород и семей, но результаты далеко не соответствовали ожидаемым. Пришлось допустить, что пчёлы-кормилицы прежней семьи каким-то путём «портят» новорождённых со столь обнадёживающей генетикой.

А.Губин и И.Халифман решили оценить степень такого влияния. Они поставили в гнездо среднерусской семьи пустой сот, в который матка вскоре отложила яички. Пока из них не успели проклюнуться личинки, сот поместили в семью кавказской породы, из которой предварительно убрали её собственные рамки с молодью. Кавказским пчёлам, таким образом, пришлось выкармливать «кукушкиных детей».

Правда, в отличие от пеночки, неспособной изменить ни внешний вид, ни нрав выкармливаемого ею кукушонка, пчёлы-кормилицы кавказской семьи успевали кое-что передать безмолвному отряду личинок среднерусских пчёл, свернувшихся на донышке ячеек.

Когда личинки выросли и превратились в зрелые коконы, готовые вот-вот обернуться взрослыми насекомыми, экспериментаторы отобрали рамки с упакованными в их ячейках куколками и поместили в термостат, где поддерживалась температура улья. В этих условиях пчёлы благополучно покинули свои восковые колыбельки и вскоре, напитавшись перги и мёда, оказались способными к трудовой деятельности. Из них сформировали семейку и предоставили ей возможность… печатать зрелый мёд. Это и был решающий момент эксперимента. Исследователи обдуманно использовали тот факт, что среднерусские и кавказские пчёлы делают привычную для них операцию по-разному. Кавказские пчёлы, когда созревает мёд в их сотах, восковую крышечку прилаживают впритык к медовому столбику ячейки. Такой способ называют мокрой печаткой.

Среднерусские пчёлы оставляют между столбиком и надвигаемой сверху восковой крышечкой слой воздуха.

Сот, обработанный таким путём, обретает удивительно привлекательный вид, он прямо-таки сверкает своей белизной и чётким рисунком чуть выпуклых над плоскостью ячеек восковых крышечек. Это и есть сухая печатка мёда.

Различия в пчелиной эстетике должны были многое сказать исследователям генетических тайн улья. Когда экспериментальные семейки завершили свои работы, и можно было взглянуть на соты, выяснилось, что кавказские пчёлы отступили от генных предписаний своих предков: часть ячеек с созревающим мёдом они стали закрывать «по-русски». Среднерусские же пчёлы, если их личинок выкармливали кавказянки, обретали и их мокрую манеру печатки.

Под внешне невинными событиями, о которых идёт речь, таятся вопросы принципиального значения – о пределах или сфере власти генов в живом организме, способах её проявления и влиянии на поведение.

У пчёл в вопросах согласования поведения действует принцип: веди себя, как я, делай то, что делаю я. Однако в опытах по запечатыванию мёда в улейках не было бывалых пчёл, способных передавать такую информацию: все работницы состояли из только что рождённых, не имевших ранее никакого жизненного опыта особей. Тем не менее, свободные от влияния опыта взрослых насекомых, эти пчёлы удостоверили нас, что они получили и сберегли вполне чёткие указания от пчелиных нянек. Разумеется, получить их они могли лишь в те мгновения контакта, когда няньки ухаживали за своими питомцами, свернувшимися в тихие безмолвные колечки личинок.

Общение личинок с пчёлами-кормилицами действительностью удивляет своей интенсивностью. Жизнь личинки длится всего 6 дней, но за это время ухаживающие за ней пчёлы умудряются посетить её более 10 тыс. раз. Или чаще одного раза в минуту.

В чём причина такого сверхвнимания? Само-то кормление не требует надоедливых ежеминутных заглядываний. Дело очевидно в другом. Пчёлы столь же не равнодушны и к матке. Постоянно окружая её плотной свитой, они не только кормят матку и ухаживают за ней, но и постоянно слизывают с неё какие-то вещества. Природу ряда из них удалось выяснить. Это ферромоны – регуляторы жизнедеятельности семьи и сохранения её целостности. Оказалось, что ферромоны выделяет не только матка, но и пчелиный расплод – личинки, вызывая у своих воспитательниц столь неодолимую потребность постоянно заглядывать в восковую коморку.

Возле этих двух источников – матки и молодого расплода – и собираются все пчёлы. Даже угроза голода, как мы видели раньше, не вынудит их покинуть источающие неотразимо привлекательные вещества – центры семьи.

Может ли пчела-кормилица, как выясняется, не менее нуждающаяся в связях с личинкой, чем личинка с нею, передать ей информацию, как печатать мёд, и подобные нюансы поведения в туманном будущем? Нам не следует забывать, что личинка после этих ежеминутных обхаживаний будет вскоре замурована в своей восковой колыбельке крышечкой и подвергнется сложнейшим перестройкам – фазам метаморфоза.

В них исчезнет старое тело и зародится новое с совершенно другой внутренней и внешней структурой – организм взрослого насекомого.

Неужто в этом биохимическом котле, переплавляющем всё и вся, могут сохраниться структуры, которые сберегают нашёптывания и рассказы пчёл-кормилиц? Причём не одной, а сотен разных.

Этот вопрос ставит нас в трудное положение. В итоге получается, что передача информации состоялась, а каким путём это произошло – совершенно неясно. Прежде всего, эти учёные предположили, что информацию личинкам пчёлы-кормилицы передают через вещества своего молочка, однако неясно, как они это делают.

Ведь отдельные молекулы, хаотично двигающиеся в растворе (а молочко пчёл – жидкая пища, т.е. раствор), не способны передать весь объём столь сложной информации. Даже элементарные познания в химии показывают, что отдельные молекулы, пусть самые сложные, не в состоянии сами что-либо рассказать и тем более показать личинкам, включая такие детали – оставлять ли прослойку воздуха между восковой крышечкой и медовым мениском в ячейке или лепить её впритык.

Знаменитые молекулы ДНК, спирали которых – основное наполнение генов, несут код для синтеза других молекул, той же ДНК и молекул белка. Именно по чертежам ДНК и сходящей с неё матрицы – информационной РНК – и строится как тело личинки, так и впоследствии тело куколки и взрослой пчелы.

Способна ли сама по себе ДНК или образуемая ею спираль, с примыкающей свитой молекул кодировать или более сложную поведенческую информацию, то, что мы называем инстинктом, пока неясно. Однако ясно, что все алгоритмы, или схемы рефлекторного поведения, так или иначе хранятся в памяти воспроизводящей клетки, считываясь строго синхронно с другими физико-химическими процессами.

Каким же путём пчелиные няньки взывают к жизни нужную ноту поведения из этих многослойных видовых хранилищ памяти?

Раз  мы упомянули про ноту, представим себе современную музыкальную шкатулку. В шкатулке хранится запись множества мелодий, а на клавишах для включения названа каждая из них. Вопрос, следовательно, в том, кто и как будет нажимать на эти клавиши.

Вот примерно в такой ситуации и оказывается пчела-воспитательница, когда на её глазах из перламутрового столбика яичка выклёвывается личинка будущей работницы улья.

Генетический ресурс развивающихся клеток личинок огромен, он включает не одну тысячу различных химических и поведенческих программ, накопленных миллионами лет эволюции. Реализоваться же, воплотиться в организм с определённым типом поведения могут лишь некоторые. Недаром большая часть наследственного материала – генома – представлена столь интригующими современных исследователей «молчащими генами». Они и хранят знания и технологии на все случаи и перипетии жизни вида.

Озвучить и включить в работу нужные из них может тот, кто, зная кодировку и расположение клавишей, приступит к формированию облика будущего организма трудового члена колонии. Поэтому сам вид по потенциальным возможностям своего генотипа уподоблен айсбергу, где его главная подводная часть – генотип – скрыта от взора наблюдателя в толщах воды, а на поверхности видна лишь тонкая полоска реализованных возможностей (фенотип).

Итак, семья пчёл. Ей отнюдь не безразлично, как поведёт себя будущая работница, имеющая на первых порах жизни столь послушный и безучастный вид личинки. Важнейшее условие существования семьи – максимальная синхронизация в поведении пчёл. Если нарождающееся поколение не сможет понимать с полуслова язык старшего, колония окажется в плачевном состоянии. И вот в роли корректировщика и настройщика наследственности и выступает пчела-кормилица.

Каким же инструментом орудует пчела, имея дело с таким айсбергом наследственных накоплений? Использует она, как показывают научные данные, химический ключ.

Если отдельная молекула не в состоянии сама исполнить роль рассказчика, то она прекрасно справляется с ролью посыльного, напоминающего шкатулке о той мелодии, которую нужно сыграть. Вот этим букетом напоминающих молекул и насыщено молочко пчёл-кормилиц.

Ударяя ими по клавиатуре видовой памяти, хранящейся в развивающихся клетках, она не только растит и кормит личинку, но и формирует её будущий поведенческий облик. Разумеется, события развиваются на бессознательном, т.е. отлаженном до автоматизма уровне, но этот уровень имеет черты изумляющего нас совершенства.

Придав личинке веществами-управителями нужный ход метаболизма, пчела-кормилица достигает многого. Личинка, претерпев повторную смерть и воскресение в котле метаморфоза, является на свет именно тем насекомым, которое поведёт себя так, как принято в доме, который взял её на воспитание и службу.

Пчеловод-практик, зная эти законы, должен удвоить и утроить внимание к лучшим семьям пасеки, размножая их целыми роями и отводками, т.е. сбалансированными по возрастному составу пчёл частями семьи. Попытки же улучшить семьи простым подсаживанием в них маток, выведенных в хорошо зарекомендовавших себя в работе семьях, полного успеха не дадут: хорошие задатки генотипа из яиц окажутся смазанными, или экранированными, настройками фенотипической наследственности – пчёлами-кормилицами.

Биологическая роль пчёл-кормилиц в семье велика. Проявление её разнообразны. Они могут заставить личинки кавказских пчёл, покопавшись в хранилищах их породной памяти, вспомнить, как следует печатать мёд в манере воспитавших их среднерусских нянек либо привить свойственные семье-воспитательницы трудовые навыки (причём, как с лучшей, так и с худшей стороны). Няньки при необходимости способны из молодой личинки вылепить и совсем другое существо. Меняя таинственную палитру веществ-управителей в своём корме, они в состоянии направить развитие личинки по королевскому пути. Такой личинке, ставшей уже куколкой, не надо будет томиться в замурованной ячейке долгих 12 дней прежде, чем выйти на свет неполноценной самкой – обычной пчелой-работницей, удел которой – лишь труд и самопожертвование. Через 8 дней эта царственная особь покинет восковую келью вполне созревшим насекомым, имеющим изящное и продолговатое тело. Это тело их царицы, или королевы, как ранее называли пчелиных маток. Судьба её будет совершенно отличной от доли остальных членов колонии.

Наблюдая такую колдовскую магию пчёл-кормилиц, спрашиваешь себя: неужели ещё нужны другие свидетельства о степени власти нераскрытых химических тайн их корма на взращиваемые поколения пчёл?