Успехи русской биологической науки
Поистине впечатляющих успехов в изучении медоносных пчел достигла русская биологическая наука в конце XIX столетия. Они связаны с именами крупнейших ученых — академика Н.В.Насонова, профессора Г.А.Кожевникова и академика Н.М.Кулагина. Все они ученики известного зоолога, незаурядного преподавателя и наставника молодежи профессора Московского университета Анатолия Петровича Богданова (1834—1896) — великолепного знатока и восторженного ценителя медоносных пчел.
Богданов одним из первых русских зоологов обратил серьезное внимание на изучение биологии пчел и сумел привить своим ученикам интерес к пчеле и пчеловодству. Кроме кафедры зоологии, Богданов возглавлял знаменитое Русское общество акклиматизации животных и растений, в которое входило отделение пчеловодства с Измайловской опытной пасекой — превосходной базой для научных исследований.
Анатолий Петрович Богданов
С этой пасекой связаны многие открытия и солидные научные разработки воспитанников богдановской зоологической школы и ученых пчеловодов последующих поколений. За короткий исторический срок они сделали очень многое.
Николай Викторович Насонов
Академик Николай Викторович Насонов (1855— 1939) — въедающийся представитель русской биологической науки, крупнейший исследователь насекомых — внес значительный вклад в эмбриологию и экспериментальную биологию медоносных пчел. Он принадлежит к славному поколению ученых-эволюционистов, последователей эволюционных идей Ч.Дарвина. Научная деятельность Насонова характеризуется исключительной многосторонностью, посвящена важнейшим теоретическим и прикладным вопросам зоологии. Он автор учебника по энтомологии, солидных работ по естественной истории общественных насекомых, о животном мире различных регионов России. Под его авторитетной редакцией издан многотомный капитальный труд “Фауна России”, где достойное место отведено медоносной пчеле.
Работы Насонова о пчелах составили новую страницу в мировой пчеловодной науке. Будучи студентом Московского университета, он на Измайловской пасеке проводил сравнительные наблюдения над ульями разных систем, измерял температуру в вертикальных и горизонтальных ульях, следил за ходом медосбора. Установил, в частности, что в жаркое время температура в лежаке держится выше, чем в вертикальном улье, что значительно снижает летную и внутригнездовую активность пчел. В лежаках семьи развиваются хуже, меда собирают меньше. Стояки имели преимущество и в других отношениях. Выводы начинающего ученого отличались новизной и самостоятельностью, имели прямую практическую направленность. Русские пчеловоды в это время отыскивали лучшую систему улья, прислушивались к каждому слову ученых.
В дальнейшем основное внимание Насонова было обращено на изучение анатомии пчелы — кожных желез, пищеварительной системы, желез, вырабатывающих молочко. Эта довольно тонкая и сложная область морфологии медоносных пчел оставалась далеко не изученной. Данные зарубежных ученых оказались противоречивыми, тем более что никто из них не подходил к исследованию этих жизненно важных органов со стороны естественноисторической, эволюционной.
Насонов проследил за развитием кишечного канала личинки после выхода ее из яйца до взрослого состояния, определил ступени ее формирования и функционирования. Он установил, что с опорожнением кишечного канала выбрасывается вместе с неусвоенной пищей не только внутренняя оболочка, но и слой старых, отживших клеток. В кишечном канале остаются молодые, еще не действовавшие клетки, из которых и образуются новые отделы кишечника взрослой пчелы. Это было важно для науки и понимания сложных физиологических процессов.
Насонов подверг сравнительному анализу слюнные секреторные железы общественных насекомых — медоносных пчел и шмелей и одиночных пчел и установил, что у одиночных слюнные железы представлены лишь в зачаточном состоянии, у шмелей значительно более развиты, а у медоносных пчел достигли самого высокого развития. Таким образом, со складыванием пчелиных общин и увеличением яйценоскости маток одновременно шел процесс развития и совершенствования слюнных желез, вырабатывающих корм для расплода.
Исследователь обнаружил, что в различное время жизни рабочей пчелы слюнные железы имеют различный вид, что указывает на их неодинаковое функционирование. Впоследствии ученые установят возрастную профессиональную специализацию пчел в семье, довольно точно определят возраст кормилиц, приемщиц и сборщиц, занятость которых как раз и определяется состоянием этих желез. Больше того, слюнные железы в зависимости от развитости, как выяснится, продуцируют молочко разного качества. Эти новые сведения добудут русские биологи последующих поколений.
На годичном заседании отделения пчеловодства Русского общества акклиматизации животных и растений, состоявшемся в 1882 году, Насонов сообщил об открытии им новой железы на кожных покровах рабочей пчелы. Изучая железистую систему пчелы в лаборатории Измайловской пасеки, он, разрезав брюшко пчелы вдоль, заметил, что на последнем заднем членике находится небольшой желобок, который обычно бывает прикрыт впереди лежащим члеником верхнего полукольца.
Дно этого желобка, по исследованию Насонова, пронизано множеством одноклеточных железок с крупнозернистым содержанием и ясно выраженным ядром. Строение клеток с хитиновыми канальцами-протоками ясно убеждало, что они секреторны. Пожалуй, каждому пчеловоду приходилось видеть, как сильно потревоженные пчелы приподнимают брюшко кверху, оттягивая книзу самый его кончик, открывая эту железу.
Ученый еще не знал физиологического назначения этой железы и не мог предположить, какое огромное значение имеет она и ее секрет для общественной жизни пчел и их поведения.
Сообщение Насонова произвело сильное впечатление. Обострился интерес к пчеле, появилась возможность дальнейших исследований кожно-железистой системы личинок и взрослых насекомых, морфологического строения и биологического значения желез и их секрета.
Железа, открытая Насоновым и носящая его имя, подверглась подробному изучению русскими и зарубежными учеными с применением новых методов микроскопического и физиологического исследования, помогла понять многие поведенческие акты этих общественных насекомых. Установлено, что железа Насонова содержит до 600 железистых клеток с зернистой цитоплазмой. Протоки снабжены ампулами-резервуарами с секретом, который выводится наружу по системе канальцев. Этот секрет, основной компонент которого — гераниол, обладает сильным ароматом. Распространяясь во внешней среде, он вызывает определенную, буквально мгновенную реакцию пчел, изменяет их поведение, воздействует на важные физиологические процессы семьи. Открылись многие тайны улья.
Секрет железы оказывает на пчел привлекающее действие. Заблудившаяся пчела, впрашиваясь в чужое гнездо, всегда распространяет запах железы, и охрана впускает ее, как свою. Тысячи пчел роя распространяют аромат насоновой железы при входе в отысканное гнездо и при посадке его в новый улей. Руководствуясь им, пчелы безошибочно направляются в леток.
Феромоны насоновой железы служат пчелам для отметки трассы полета, что очень важно при обнаружении обильного источника корма — нектара и пыльцы. Всегда поражает быстрота, с которой они безошибочно находят этот источник, следуя по ароматической воздушной дороге, оставленной разведчицами. Следовые феромоны используются для привлечения других пчел и при сборе воды, когда она бывает им очень нужна.
Современные русские и зарубежные биологи обнаружили действие феромонов насоновой железы на внутреннюю жизнь пчелиной семьи — регулирование поведения пчел при роении, информацию об утраченной или вновь обнаруженной матке. Таким образом, секрет насоновой железы участвует в координации деятельности членов пчелиной семьи, играет очень важную роль в сложных физиологических процессах медоносных пчел. Открытие насоновой железы составило целую область в мировой науке о поведении общественных насекомых.
Исключительную роль в жизни медоносных пчел играют запахи, так называемый химический язык — самый древний, наиболее совершенный и надежный способ общения. Запахи- сигналы несут ценную информацию, необходимую для жизни сообщества, определяют различные формы поведения насекомых. Запахи — беспрерывно работающий канал связи.
Железа Насонова, хотя и считается хорошо изученной, продолжает привлекать русских и зарубежных зоологов и пчеловодов, исследующих “язык запахов” и его роль в мире пчел и их взаимоотношениях.
Насонов вошел в историю пчеловодства не только как зоолог, открывший ароматическую железу, но и как активный деятель по распространению рационального пчеловодства, принимал личное участие в подготовке и проведении плавучих выставок, специально для них подготовил брошюру “О пчелах и уходе за ними”, составил коллекцию анатомических препаратов пчелы. Устанавливалась связь научных пчеловодных центров с периферией, с рядовой крестьянской массой.
Многократно выступал ученый с популярными воскресными публичными лекциями о пчелах и пчеловодстве в Московском политехническом музее и в других “присутственных местах”, с демонстрацией всевозможных анатомических препаратов и коллекций медоносных пчел разных пород и рамочных ульев.
Его брошюры об уходе за пчелами, где сообщались основные сведения по толковому пчеловодству, неизменно пользовались спросом у начинающих пчеловодов, служили практическими руководствами и неоднократно переиздавались. Он говорил о выгодности занятия пчеловодством для крестьянина, о необходимости знакомства с жизнью пчел, их нравами и обычаями, о том, что “пчеловодство — наука нехитрая, но навыка требует порядочного”, о преимуществах разборных рамочных ульев перед колодой и как в них “ходить за пчелой”. Занятия многих научили толковому пчеловодству.
Музей Измайловской опытной пасеки содержал много изготовленных Насоновым препаратов органов пчелы, матки и трутня — кишечный канал личинки, куколки и взрослой пчелы, половые органы матки и трутня, нервная система пчел, головной мозг пчелы и матки, разрез медового желудочка и прямой кишки, восковые железы. Эти препараты поистине уникальны, хотя были выполнены при очень слабой микроскопической технике. Они служили превосходным наглядным материалом для изучения насекомых. Анатомическая коллекция Насонова составляла гордость музея.
С 1878 по 1885 год Насонов заведовал Измайловской опытной пасекой, способствуя укреплению этого превосходного научно-исследовательского, опытного и учебного учреждения — гордости России. Она вполне стояла на уровне современной европейской науки. Научный авторитет ее создавали талантливые ученики Бутлерова и Богданова.
Среди выдающихся деятелей пчеловодства особое место занимает профессор Григорий Александрович Кожевников (1866—1933). Этот биолог-теоретик под влиянием учения Ч.Дарвина и прогрессивных материалистических идей своих великих современников — И.М.Сеченова, И.П.Павлова и К.А.Тимирязева — впервые в истории пчеловодства рассматривал жизнедеятельность медоносных пчел с эволюционных позиций. Это направление вообще характерно для русской биологической науки. Гигантский успех естественных наук нашел блестящее отражение и в русском пчеловодстве. Естественноисторический подход дал ему возможность получить множество новых фактов, сделать важные научные открытия в анатомии и физиологии насекомых, по-новому объяснить поведение и общественную организацию жизни медоносных пчел.
Григорий Александрович Кожевников
Его классические работы об эволюции медоносных пчел и их инстинктах продолжают оставаться непревзойденными в мировой пчеловодной литературе. По богатству идей, гипотез и концепций они не имеют себе равных по сей день.
Без преувеличения можно сказать, что Кожевников заложил биологические основы современного практического пчеловодства. Благодаря его деятельности русская биология сделала шаг вперед, позволивший ей занять одно из ведущих мест в мире.
Биолог-эволюционист, теоретик и блестящий экспериментатор — таким он вошел в историю отечественного и мирового пчеловодства.
Став студентом естественного отделения Московского университета, Кожевников попал в среду прогрессивно мыслящей молодежи и ученых-естественников. Естествознание во всех его областях переживало в то время расцвет, своими материалистическими идеями, великими открытиями и перспективами очень сильно возбуждало общественный интерес, занимало все умы, привлекало молодежь. Уже со второго курса он принимает участие в научном студенческом кружке. Здесь — знакомство с методикой исследований, первые эксперименты, попытки самостоятельного научного мышления.
Профессор Богданов предложил Кожевникову заняться медоносной пчелой. Как и других своих учеников, он благословил его на служение русскому пчеловодству. Это навсегда определило его научную судьбу.
Всесторонне изучив обширную энтомологическую литературу и одним из первых составив полную библиографию работ о пчеле, молодой ученый увидел потрясающую противоречивость данных разных авторов и пришел к выводу, что медоносная пчела, несмотря на массу опубликованных статей и книг, не так уж хорошо изучена, как он думал, приступая к теме, что она может представить весьма интересный объект исследований.
После окончания университета Кожевникова оставляют на кафедре зоологии. Здесь он формируется как ученый, защищает магистерскую, а потом и докторскую диссертации, становится профессором, заведующим кафедрой и директором Зоологического музея.
В зоологической лаборатории проводит многочисленные анатомические исследования особей пчелиной семьи, изучает породы пчел, процесс их размножения и другие очень важные для пчеловодной науки и практики вопросы.
В 1890 году в “Дневнике зоологического отделения” Общества любителей естествознания появилась первая самостоятельная печатная работа Кожевникова “Строение органов размножения трутня”, замеченная русскими и зарубежными биологами. Автор сразу заявил о себе как об оригинальном исследователе, умеющем не только добывать новые факты, но и давать им теоретическое, естественноисторическое обоснование, исходить из закономерностей природы.
Специально занимаясь анатомией рабочей пчелы, Кожевников отметил весьма странный факт, что один из родоначальников пчелиной семьи — трутень — до сих пор не подвергался сколько-нибудь серьезному изучению. По утверждению молодого ученого, пчеловоды плохо знают строение и физиологию трутня. Мало известно и о его поведении. Так как брачная встреча трутней с матками происходит в воздухе и наблюдать ее невозможно, существовали самые разные, часто противоречивые догадки и предположения о спаривании. И в этом не было ничего удивительного, ведь авторы знали строение половых органов трутня весьма приблизительно.
Надо сказать, что Кожевников посвятил изучению половой системы трутня много времени, исследуя ее в личиночном состоянии, в стадии куколки и у взрослого насекомого разного возраста. В результате дал полное и правильное описание полового аппарата, которое помогло составить близкое к истине представление о процессе осеменения матки. Рисунки половых органов трутня, помещенные в различных пособиях того времени, давали неверное изображение. Кожевников впервые сделал рисунок полового аппарата трутня с точным воспроизведением всех его частей и размеров. Этот рисунок потом вошел в учебники, в научную пчеловодную литературу, в том числе зарубежную и воспроизводится до сих пор.
Кстати, трутень как биологический объект интересовал исследователя всю жизнь. Ученый препарировал многочисленных особей и выяснял их анатомическое строение, уточнял происхождение, эволюцию и назначение.
Вопрос о роли трутня в пчелиной семье давно вызывал споры у пчеловодов-теоретиков. Утверждение о том, что трутни требуются семье не только для осеменения маток, но и для производства тепла, необходимого расплоду, Кожевников считал бездоказательным и отрицал его. Огромная масса рабочих пчел и без трутней довольно легко справляется с этой задачей, трутни нужны только для осеменения маток и никаких работ в улье не выполняют, поскольку не имея для этого органов, не приспособлены к ним.
Биолог ответил и на другой, не менее сложный вопрос: для чего семья пчел выращивает так много трутней? В этом ему помогло доскональное знание биологии пчелиной семьи и особенностей поведения пчел. Матка с трутнями встречается в воздухе и вдали от гнезда, на площади до 500 квадратных километров, поэтому для большей вероятности спаривания как раз и бывает необходимо большое число трутней, тем более что в естественных условиях нет той скученности семей и скопления трутней, как на пасеках — в обстоятельствах, искусственно созданных человеком. В лесу, где живут дикие пчелы, в силу действующего у этих общественных насекомых закона расселения и освоения новых территорий, одна семья от другой находится обычно на значительном расстоянии.
Спаривание матки в воздухе предупреждает близкородственное размножение, которое, в конце концов, могло бы привести к вырождению вида. Это второе веское доказательство необходимости выращивания массы самцов. К тому же, как известно, природа подвергает матку многим опасностям во время брачного полета, но она и уменьшает эти опасности, создавая изобилие мужских особей. Поэтому вполне естественно состояние любой пчелиной семьи, если она стремится вывести как можно больше трутней. Кожевников, пожалуй, одним из первых становится на защиту трутня, прямо указывая на то, что подавление естественной потребности пчел в трутнях вредно отражается на состоянии семьи. Известно немало случаев, когда матки из-за недостатка трутней оставались неплодными. Их семьи вымирали.
Ученый еще не знал, что для осеменения матки нужен не один трутень, как тогда считали, а несколько. Эта чрезвычайно важная разгадка еще одного закона медоносных пчел с большой убедительностью объясняет потребность в обилии трутней. Природа предусмотрительна, а не расточительна, как думали прежде.
Кожевников выдвинул и другую, естественноисторическую гипотезу, объясняющую и значительное число выводимых трутней. Он исходит из того, что в далеком прошлом пчелиная семья не существовала в том виде, в каком мы знаем ее теперь. Основанием для такого теоретического предположения послужил не только общий эволюционный процесс, совершающийся в природе, но и состояние других общественно живущих насекомых, в частности шмелей, находящихся на более ранней и низкой ступени развития. Кроме рабочих особей, в семье шмелей бывает много самцов, и все они выполняют определенные работы. Как полагал Кожевников, очевидно, было время, когда и в пчелиной семье трутни, кроме своего основного, предусмотренного природой предназначения, тоже делали что-то полезное и для этого были ей нужны в большом количестве. Потом в результате длительной эволюции, которая у общественных насекомых шла в направлении специализации организмов и совершенствования самых важных органов, их польза стала более односторонней, и теперь трутни требуются только как производители потомства. Но, сохраняя еще не совсем угасший инстинкт, семья теперь выращивает мужских особей лишь к роевой поре и избавляется от них сразу же после окончания периода размножения. Не в экономии запасов корме», следовательно, причина изгнания трутней, а в прекращении роения, которое наступает под влиянием сезонной изменчивости или неблагоприятных условий в природе. Это было принципиально новым и глубоко научно обоснованным объяснением поведения пчел и отношения их к трутням.
В научной деятельности Кожевникова сразу же наметились главные направления, которые определили тематику его работ, направили в единое русло все исследования и в итоге позволили создать стройную, научно аргументированную систему взглядов на пчелу, ее строение и жизнь.
Сколько пород пчел?
Одна из тем, волновавшая русских пчеловодов, в том числе и Кожевникова, — породы медоносных пчел. Самую первую большую работу по естественной истории пчелы он посвящает этому вопросу — очень сложному, противоречивому, запутанному и недостаточно разработанному научно.
Медоносные пчелы в различных местностях и регионах Земли неодинаковы по окраске и биологическим свойствам — поведению, размножению, работоспособности. Существование таких различий вполне объяснимо, если учесть, что пчелы живут в разных природно-климатических условиях и многими тысячелетиями приспосабливались к ним. Об этом в свое время говорил и академик Бутлеров. Каждая порода отличается ясно выраженными признаками, которые сохраняются и передаются потомству. Однако встречается много переходных групп с иными внешними признаками и свойствами. Как раз это, по мнению Кожевникова, стало причиной вольного толкования и исключительного многообразия взглядов на породы пчел. Одни зарубежные исследователи насчитывали 25 пород, а другие в два-три раза больше. Находились пчеловоды, которые готовы были насчитать несколько сотен пород пчел.
Изучение пород ученый начал с установления систематических признаков пчел различного происхождения. Он не умалял значения внешних особенностей, которые дают возможность отличить одних пчел от других, но большую роль все-таки отводил таким признакам, которые подкрепляются данными сравнительной анатомии, образом жизни и поведения насекомых, местом обитания.
Кожевников задался целью дать более точные характеристики видам, разновидностям и породам пчел, применить новые, надежные способы исследования классификационных, систематических признаков.
Сначала заинтересовался признаками лесной среднерусской пчелы, с которой много лет работал сам, решил собрать как можно больше образцов пчел из разных мест России и глубоко исследовать их. Через журнал “Русский пчеловодный листок” обратился к пчеловодам с просьбой присылать ему образцы пчел. Установилась довольно оживленная переписка с пчеловодами.
В адрес Зоологического музея Московского университета на имя профессора Кожевникова поступали небольшие коробочки — посылки с пчелами из ближних и отдаленных мест, с юга, севера и востока России. Зарубежные пчеловоды присылали пчел алжирских, итальянских, палестинских. Ученый и сам через научные учреждения и торговые фирмы выписал для музея самых различных пчел неевропейского происхождения — из Китая, Японии, Марокко, Аргентины, Австралии, с Кубы и Бермудских островов.
Весной 1889 года Кожевников был командирован в Западную Европу для осмотра зоологических музеев. Открывалась счастливая возможность ознакомиться с находящимися в них коллекциями медоносных пчел. Он встретился с интереснейшими экспонатами рода пчелиных в музеях Берлина, Дрездена, Лейпцига, Вены, Лондона, Парижа, видел и такие экземпляры, которые были описаны другими авторами, что для успешного изучения пород было очень важно, так как становились очевидными точки зрения исследователей. Из берлинского музея в обмен на кавказянок ему передали несколько десятков образцов африканских пчел. В итоге ученый собрал такую коллекцию представителей пород медоносных пчел, какой до него вряд ли располагали исследователи насекомых. Правда, не всегда Кожевникову удавалось приобрести вместе с рабочими пчелами трутней и маток или хотя бы осмотреть их. Даже в самых богатых музейных коллекциях часто не оказывалось этих важных особей. Слишком малое число исследованных насекомых затрудняло окончательные выводы.
Ученый остановился прежде всего на величине пчелы. Этот признак, как известно, весьма важен в биологическом и практическом отношении. Увеличение или уменьшение размера тела влияет на принос нектара. Чем объемистее брюшко, тем значительнее может расшириться медовый зобик и больше нектара принесет пчела. От величины тела, а, следовательно, и площади восковых зеркалец зависит выработка воска. Объем брюшка и его вместимость непереваримых остатков пищи влияет на исход зимовки. Кстати, попытки получить более крупных пчел предпринимались многими пчеловодами и селекционерами разных стран и, теперь, оставлены как бесперспективные.
Если до Кожевникова величину пчелы измеряли циркулем, не расчленяя тело, то есть весьма приблизительно, то он вымерял каждый членик. Впервые был испытан и предложен точный способ измерения пчелы, разработана новая методика изучения частей организма насекомого. В результате таких исследований Кожевников установил, что по размеру можно отличить пчел африканских от европейских. В России наибольшие размеры тела оказались у пчел лесных среднерусских.
Измеряя длину крыла, ученый пришел к заключению, что этот признак характерным отличием пород служить не может, хотя и в этом отношении отличие европейских пчел от африканских сохраняется. Однако существенным признаком, по его утверждению, может служить жилкование крыла. Разветвления жилок, которые придают крылу упругость и прочность, у пчел неодинаковы, и отличие пород по этому признаку вполне уловимо. Определяется оно по переднему крылу и по заднему, в зависимости от того, одной или двумя жилками оно заканчивается. Жилкование крыла как признак, впервые подмеченный Кожевниковым, до сих пор считается исследователями очень важным в определении породной принадлежности.
По его мнению, число зацепок на крыльях нельзя относить к породным признакам, как и форму первого членика лапки, хотя и число зацепок, и форма членика лапки нередко учитываются современными энтомологами, в том числе и зарубежными.
Кожевников впервые вывел чрезвычайно интересную закономерность — отсутствие прямой пропорциональности между длиной хоботка и величиной тела пчелы. Действительно, у пчел серых горных кавказских, хотя они мельче среднерусских, хоботок оказался длиннее, что и создало им большую популярность. Эта закономерность подверглась более глубокому изучению профессором В.В.Алпатовым.
И если об этих признаках в какой-то степени говорилось и их принимали в расчет при характеристике пород пчел, то о восковых зеркальцах как породном признаке никто до Кожевникова не упоминал. Анализируя хитиновые скелет насекомых разных пород, он заметил, что очертания этих зеркалец, расположенных на четырех последних брюшных полукольцах, и их площадь по отношению к поверхности остального хитина неодинаковы. Наибольших размеров площадь зеркалец достигает, в частности, у среднерусских пчел. Исследователь отнес этот важнейший биологический и хозяйственный признак к систематическому. Он предложил и способ определения площади зеркалец.
Таким образом, ученый упростил изучение пород пчел, из многочисленных признаков выделил главные, имеющие большое биологическое значение. Говоря о методике изучения пород пчел, он особо подчеркивал необходимость анализа внешних признаков при помощи точных измерительных приборов и биометрического метода. Такой подход, по утверждению исследователя, вызван исключительно большой неустойчивостью признаков пчелы, внутривидовой изменчивостью экстерьера как следствие разных условий воспитания. Кстати, начало научному изучению длины хоботка пчел разных пород биометрическим методом положено русскими биологами — учениками Кожевникова: Б.П.Хохловым, П.М.Комаровым, В.В.Алпатовым.
Много внимания уделил Кожевников изучению пчел Кавказа, неоднократно бывал там, подробно исследовал желтых и серых пчел, их многочисленные разновидности, встречающиеся в Закавказье. В характеристике биологических особенностей кавказских пчел он исходил из высказываний Бутлерова, впервые описавшего их свойства, однако был далек от восторга, испытанного академиком, особенно от пчел желтых.
На основании многолетних исследований видовых признаков Кожевников предложил выработанную им классификацию пород пчел. В подробной классификационной схеме разделил их на две большие группы — желтых и темных. К желтым отнес египетскую, кипрскую, итальянскую, желтую кавказскую породы; к темным — среднерусскую (она же среднеевропейская), серую горную кавказскую, мадагаскарскую. Краинскую пчелу причислил к среднеевропейской, выделив ее как отродье — популяцию. Сейчас, как известно, краинку относят к самостоятельной породе. Украинских или южнорусских пчел считал не особой, а среднерусской породой, к которой прилита кровь желтых пчел. Кстати, и многие современные биологи полагают, что южнорусская степная пчела — переходная форма от краинской к среднерусской.
Кожевников внес значительный вклад в научную систематику пород пчел и методы их исследования, заложив основы современного учения об изменчивости и породах медоносных пчел. Его мысли получили дальнейшую разработку в трудах профессора Алпатова и других русских биологов, завоевавших мировое признание. Все исследования русских ученых о породах медоносных пчел в той или иней степени связаны с классическими работами профессора Кожевникова.
Очень высоко ценил он среднерусских лесных пчел, отмечал их высокую продуктивность (они эволюционировали в условиях обильного медосбора), исключительную строительную энергию (эти пчелы по сравнению с пчелами других пород имеют более развитые восковые железы), феноменальную зимостойкость. Ученый советовал беречь бортевых чистопородных среднерусских пчел как величайшую драгоценность, ибо они как селекционный материал, по его убеждению, “окажут большую услугу нашему племенному пчеловодству”. В этих взглядах Кожевников был солидарен с выдающимся русским пчеловодом Витвицким, большим знатоком и ценителем лесных пчел.
Все меньше на пасеках сохранялись среднерусские пчелы в чистом виде, все больше подвергались они скрещиванию с пчелами всевозможных, так называемых лучших, пород, особенно с серыми горными кавказскими и итальянскими, которыми увлекались пчеловоды. “Было бы безумием со стороны какого бы то ни было пчеловода Дальнего Востока, — говорил Кожевников, — выписать итальянскую, абхазскую или какую иную матку, так как трудно себе представить большую производительность, чем у дальневосточной пчелы”. А ведь дальневосточные пчелы, утверждал Кожевников, — среднерусской породы, приспособлены больше, чем другое, к максимальному использованию коротких бурных медосборов. Поэтому так настойчиво призывал сохранять аборигенных лесных пчел. Если пчелы плохо работают, то, по его словам, это еще не значит, что плоха порода. Очевидно, семьи слабы, нарушается технология пчеловодного хозяйства. Не пчелы виноваты в этом, а пчеловод. Пчелы не бывают плохими, плохим бывает пчеловод.
Однажды дальневосточный пчеловод прислал в Зоологический музей Московского университета коробочку с дикими пчелами, живущими в Уссурийской тайге. Ученый, пользуясь своей методикой анализа, установил, что они принадлежат к индийской расе, и был поражен этим неожиданным фактом, открывающим, по его мнению, широкие перспективы для исследовательской работы. В 1926 году он впервые сообщил об обитании индийской пчелы на территории нашей страны. “Уж очень заманчиво, — восторженно писал он, — не выезжая за пределы отечества анатомировать индийскую пчелу и изучать ее жизнь!” Исследователь не замедлил ехать в Уссурийский край, наблюдал там жизнь этих пчел в дуплах, в декабре 1927 сделал о них доклад на заседании Русского общества пчеловодства, а потом и описал их. Это была форма темной средней индийской пчелы, встречающаяся и в Японии, и на севере Китая, по окраске близкая к среднерусской, малозлобивая, хотя и совершенно дикая. Трутни оказались меньше среднерусских, имели некоторое своеобразие в строении задних ножек и органов спаривания. Естественно, новость была встречена пчеловодами с интересом.
Летом 1928 года Кожевников возглавил пчеловодный отряд экспедиции Российской Академии наук и поехал в Башкирию, чтобы поближе ознакомиться с местными лесными среднерусскими пчелами, которые его очень интересовали. И действительно еще раз убедился в их превосходных качествах. Ученый установил, в частности, что в неблагоприятный год бортевые пчелы собрали себе кормовых запасов на зиму больше, чем пчелы, находящиеся на пасеках. Здесь же на одной из пасек он видел, как желтизна всего лишь от одной итальянской матки сохранялась у темных местных пчел в течение 14 лет. Действительно, одна матка или даже один трутень может “испортить” породу. Чтобы сохранить в чистоте аборигенных пчел, обитающих на территории нашей страны, Кожевников предложил запретить ввоз пчел и маток других пород в Башкирию, на Дальний Восток, в Сибирь и на Кавказ. Проблема охраны аборигенных лесных и горных пчел весьма актуальна и поныне.
Работы Кожевникова по систематике и породам пчел, и в первую очередь капитальный труд “Материалы по естественной истории пчелы”, — плод его 12-летних исследований — выдающийся вклад ученого в разработку этих важнейших вопросов. Русская пчеловодная наука обязана Кожевникову введением в изучение пород пчел метода биометрии.
Под микроскопом — пчела.
Обладая редким даром наблюдательности, Кожевников как натуралист и биолог подметил интереснейшее явление в жизни пчел, ускользавшее прежде от взора естествоиспытателей, получил много ценных данных, особенно по морфологическому строению пчелы, сделав в этой области немало важных научных открытий. Он значительно усовершенствовал саму технику исследования тела насекомых и приготовление гистологических препаратов, ввел в анатомическую практику новые способы. Стали доступны исследованию такие вопросы, которые прежде не могли быть решены.
Расчленение взрослых насекомых из-за твердости хитина, а личинок из-за нежности тканей — необычайно трудное дело. Без предварительной обработки объектов оно приводит к смещению внутренних органов. Для приготовления препарата насекомых, находящихся в любой стадии развития, ученый предложил заваривать их кипятком, а затем уплотнять спиртом постепенно возрастающей крепости. Благодаря такой обработке получились препараты с естественной картиной гистологического строения.
Превосходные препараты, выполненные Кожевниковым с высокой точностью, экспонировались на всевозможных выставках и неизменно вызывали восторг. Ими пользовались на курсах и в школах, где готовили пчеловодов и инструкторов. Они пополняли музеи русских пчеловодных обществ. Многие препараты до сих пор хранятся в Зоологическом музее Московскою университета.
Изучая кожные железы рабочей пчелы, ученый в конце прошлого века впервые в истории науки дал подробное описание строения восковых клеток. Еще будучи студентом университета, он слышал и навсегда запомнил слова своего учителя профессора Богданова, хорошо знавшего пчеловодную литературу: “Ну где же восковые железы у пчелы? Неужели так трудно их найти?” Действительно, более двух столетий пчеловодам и исследователям не давал покоя вопрос о производстве пчелами воска, строении восковыделительных органов. И, тем не менее, многие стороны этого весьма важного процесса жизнедеятельности пчел оставались неясными. Ученые искали железы в их обычном представлении — в виде сложных скоплений железистых клеток с выводными протоками, и никто не догадывался, что это просто обычные кожные клетки, но с особой функцией. Кожевникову удалось не только изучить их анатомическое строение, но и проследить процесс формирования в стадии личинки и у взрослого насекомого, а также доказать непроизвольность выделения воска пчелами. Функционирование восковых желез, по его утверждению, находится в зависимости от совокупности определенных жизненных условий, которые могут усиливать их деятельность или ослаблять. Этот вопрос, несомненно, представлял большой научный и практический интерес.
Кожевников открыл придаточную смазочную железу вблизи основания жала, которая теперь известна как железа Кожевникова. Ученый вспоминал, как, отчетливо увидев выделяющийся на больших пластинках жала белый комочек и убедившись, что это железа, удивился, что она до него никем не была замечена. Перерыл всю мировую литературу, отыскивая хоть какое-нибудь упоминание о ней. Прошел не один год, а исследователь все не решался затворить о железе. Наконец, убедившись, что она никому не известна, сообщил о ней в 1900 году в статье “К показанию кожных желез пчелиных и осиных”. Это открытие было признано мировой наукой и вдохновило на дальнейшее изучение пчелы.
Всесторонне исследовал Кожевников и жировые клетки пчелы в самых разных стадиях их развития, в неодинаковых условиях существования насекомых. Он дал такое подробное описание видоизменения этих тканей у пчелы, какого не было сделано ни по одному насекомому вообще. Выдающийся биолог привел новые данные, объяснил значение жировых клеток в жизни личинки и взрослой пчелы, открыл особое свойство жировых клеток — поглощать продукты обмена веществ, попавших в кровь насекомого.
Как известно, в процессе распада питательных веществ часть их усваивается и используется организмом как источник энергии, а часть оказывается ненужной и выводится наружу органами выделения. Однако кое-какие продукты распада задерживаются в крови. Они-то и поглощаются жировыми клетками — эноцитами. У перезимовавших пчел в этих клетках Кожевников наблюдал мелкие светло-коричневые включения. Такие включения-зернышки имелись и у маток, причем, чем старше были матки, тем больше у них скапливалось включений-зернышек. У трехлетних маток жировые клетки, переполненные зернышками, почти теряли прозрачность. Ученый не без основания полагал, что этим накоплением обусловливается старение клеток и всего организма насекомого. У молодых пчел, которые летом живут очень мало, пигментные тела в жировых клетках не обнаруживаются.
Познан важнейший физиологический процесс старения организма, свойственный всему живому на Земле.
Свищевые и роевые матки.
На первом съезде русских пчеловодов, состоявшемся в 1893 году в Санкт-Петербурге, был поднят весьма важный для практического пчеловодства вопрос о роевых и свищевых матках. Так как мнение участников о качестве этих маток разделилось, съезд поручил присутствующему там профессору Кожевникову провести сравнительный анатомический анализ роевых и свищевых, самовыпложенных при утрате “коренных” маток, который помог бы выяснить истину.
Роль матки в производстве особей пчелиной семьи, как известно, трудно переоценить. Какова матка, такова и семья, а каковы семьи, таково пчеловодное хозяйство. И, тем не менее, матка в анатомическом и физиологическом плане была изучена намного хуже рабочей пчелы.
Кожевников поставил перед собой цель — подробно изучить строение матки, и в первую очередь ее полового аппарата. Сравнительный анализ половых органов роевых и свищевых маток, впервые сделанный русским биологом, показал, что у свищевых маток яйцевых трубочек обычно бывает меньше, чем у роевых. Но плодовитость матки зависит не только от числа яйцевых трубочек, но и от их длины, то есть от количества камер, в которых образуются яйца. У свищевых маток камер в трубочке оказалось 5, а у роевых — 13. А ведь чем меньше камер, тем меньше одновременно созревает яиц.
Древние писатели и мудрецы, очарованные видам и поведением матки, называли ее царем пчел, а потом, когда заметили, что «царь» откладывает яйца, и голландец Сваммердам анатомическим путем установил истинный пол этого необыкновенного насекомого, матку стали называть царицей или королевой, богиней племени, а семью, которой она «управляет», — женской монархией. Немцы до сих пор величают матку королевой.
Недоразвитость яйцевых трубочек и меньшее их число Кожевников объясняет двумя причинами: неблагоприятными условиями выращивания свищевых маток и значительным возрастом личинок, из которых пчелы выводят их. Он указывает, что свищевые маточники пчелы закладывают на личинках самого разного возраста. По его наблюдениям, у пчел, потерявших матку, наблюдаются торопливость и неразборчивость в закладке маточников, иногда, как ни странно, их закладывают даже на трутневых личинках. Возможна закладка и на пчелиных личинках старшего возраста, из которых уже не может сформироваться полноценный организм матки. Это и приводит к значительной недоразвитости яичников. Давно замечено, что среди свищевых маточников немало бывает уродливых и по размеру намного меньших, чем роевые.
Неблагоприятные условия развития свищевых маток отрицательно отражаются на размерах их тела, объеме яичников, а, следовательно, и на плодовитости. Поэтому Кожевников считал, что пользоваться свищевыми матками нежелательно, для племенного дела они совершенно непригодны, а выведенные в слабой семье вообще должны быть уничтожены. Биолог экспериментально подтвердил неполноценность и ненадежность свищевых маток, о чем говорили еще Прокопович и Бутлеров. Самые лучшие матки — роевые, выращенные пчелами под влиянием инстинкта роения в благоприятных условиях. Близки к ним матки, выведенные искусственно, если пчеловод в совершенстве освоил матковыводное дело и строго соблюдает все условия. Эти выводы внесли ясность в теорию матководства и пчеловодную практику и остаются верными до сих пор.
Кожевников был чрезвычайно заинтересован уникальной, как он считал, с физиологической точки зрения способностью маток сохранять мужское семя в спермоприемнике, не снижая его жизненности и активности несколько лет. Матки шмелей и ос, в частности, хранят в себе семя приблизительно в течение года. Ученый предполагал, что в спермоприемнике создается какая-то особая, благоприятствующая этому среда, изучение которой весьма важно для науки и практической селекции.
Кожевникову не суждено было узнать, что матка спаривается не с одним трутнем, как тогда считали, а с несколькими, с 8-10 и даже больше, и может вылетать для встречи с самцами неоднократно. Поэтому запас мужского семени у нее поистине огромный и, что самое главное, генетически разнообразный. Честь открытия этого потрясающего явления принадлежит также русскому биологу — В.В.Тряско.