ГДЕ ИСКАТЬ «ЭЛИКСИР ЖИЗНИ»?
(Матка-рекордистка. — «Королевская» пища и гормоны. — Права и обязанности обитателей улья.)
Матка по сравнению с пчелами — практически бессмертное существо. Если пчела в активный сезон живет немногим более месяца, то матка способна прожить 4—5 и даже больше лет. Я на своей пасеке наблюдал матку, возраст которой достиг 7 лет, но она все еще продолжала устраивать пчел, и лишь на восьмом году жизни после очередной благополучной перезимовки моя рекордистка затерялась во время роения, так и не замененная пчелами на более молодую.
О таких долгожителях среди пчелиного племени пчеловоды время от времени сообщают в печати. Внешне старую матку отличает несколько более обвисшее брюшко, слегка потемневший хитин, большая медлительность, хотя в период роения она способна сбросить лишнюю массу, обрести подвижность и взмыть с роем в воздух в поисках нового жилища.
Шести-семилетняя матка живет в 50—60 раз дольше своих соплеменниц, имеющих ту же, что и она, генетическую природу, выращенная из такого же яйца, что и любая рядовая обитательница улья. При этом нельзя сказать, что матка бездельница, наоборот, метаболическая нагрузка на нее чрезвычайно велика: в разгар яйцекладки родоначальница семьи откладывает в сутки до 2—3 тысяч яиц, общая масса которых в 2—3 раза превышает ее собственную. Что же сохраняет вечную молодость пчелиной матке и где искать эликсир, удлиняющий ее жизнь до фантастических пределов?
Если представить себе на минуту, что человек раскрыл секрет чудодейственного напитка и изготовил подобный для себя, то он также сможет регулировать срок своей жизни и избавиться от многих болезней пожилого и старческого возраста.
Но вернемся от фантастики к реальности и присмотримся к пище пчел. Оказывается, она не для всех особей одинакова. Лишь первые три дня жизни личинки пчелы и матки питаются молочком пчел-кормилиц, с четвертого же дня, когда начинается дифференциация личипок, матку продолжают кормить избытком молочка, а будущих рабочих пчел переводят на менее изысканный рацион — смесь меда и пыльцы.
В конечном счете именно качество корма и обусловливает появление в семье двух различных особей, развившихся из совершенно одинаковых яиц. Матка получает с молочком полноценный набор питательных веществ. Лишь белка в нем содержится в пересчете на сухое вещество до 40—45%, свободных аминокислот — 20, углеводов — 20 и жиров — 13—15%. В нем есть все незаменимые аминокислоты, витамины, соли и т. д. Маточное молочко по составу, очевидно, близко к идеальной для организма пище, поэтому даже «сверхметаболические» затраты матки на ежеминутное откладывание яиц быстро восстанавливаются. Значит, основной метаболический «удар» принимают на себя пчелы-кормилицы, вынужденные проводить сложную химическую переработку компонентов растительной пищи, поступающей к ним в виде пыльцы, для изготовления чудо-молочка.
Но и сама по себе пыльца — очень питательный корм. По данным Маурицио, при интенсивном кормлении осенью пчел пыльцой продолжительность их жизни достоверно возрастает, даже если исключить фактор температуры и поместить летнюю и сравниваемую с нею осеннюю пчелу в одинаковые клеточки. Известно, что поедание пыльцы удлиняет жизнь и другим видам насекомых, в частности самкам энтомофагов (хищников). И все-таки чрезвычайно высокая питательная ценность пыльцы — не предел возможностей природы. Все общественные насекомые, включая пчел, создают еще более питательную пищевую массу, благодаря которой пчелиная матка способна в некоторых случаях прожить до 10 лет, муравьиные же самки — в 2—2,5 раза больше. Это уже рекорды долголетия среди шестиногих обитателей планеты, которым вообще-то отпущен очень короткий срок жизни.
А могут ли стать долгожителями обычные пчелы, если приобщатся к «королевскому желе», как еще называют сметанообразную пищу маток? Такую ситуацию можно проследить, наблюдая за отрутневевшими семьями. Пчелы становятся трутовками в семьях, долгое время лишенных матки, если неумелые действия пчеловода или другие обстоятельства не позволяют им обзавестись новой. События далее развиваются следующим образом: из «многоликой» массы, населяющей улей, пчелы выбирают нескольких особей и начинают кормить их пищей, предназначавшейся матке. От этого корма, содержащего какие-то биологически активные соединения, происходят физиологические изменения в организме избранной пчелы: у нее развиваются яичники и она превращается в пчелу-трутовку, которая в отличие от матки способна откладывать лишь неоплодотворенные яйца, поскольку у нее нет запасов спермы трутня.
Из этих яиц, в беспорядке сложенных на дне пчелиных ячеек, могут развиваться по законам свойственного пчелам партеногенеза (развитие особей из неоплодотворенных яиц) только особи мужского пола — трутни. В связи с тем, что трутни крупнее пчел и их личинки не умещаются в тесных пчелиных сотах, ухаживающие за ними работницы надстраивают ячейки сверху, в результате чего участки сота с расплодом начинают «горбиться». Возникает так называемый горбатый расплод — отличительная черта появления в семьях трутовок.
Пчелы-трутовки также живут долго. Семья с ними, конечно, обречена: она не способна вырастить себе сменное поколение работниц, но возглавляющие ее трутовки все-таки успевают «поцарствовать» до последних дней жизни умирающей семьи.
Интересно, что трутовки проявляют крайнюю нетерпимость к подсаживаемым маткам, охраняя свои привилегии на особое положение в семье и снабжение пчелиным «дефицитом». За это их очень не любят пчеловоды, так как исправить отрутиевевгаую семью традиционным способом — путем подсадки новой матки — практически невозможно. Неразличимые человеческим глазом агрессивные пчелы-трутовки неминуемо уничтожат гостью, и пчеловоду останется лишь кассировать семью, то есть частями присоединить к другим. Есть еще один способ устранения трутовок: всех пчел отрутневевшей семьи стряхивают поодаль в траву, а на место прежнего улья помещают небольшую семейку или, как ее называют, нуклеус. Более тяжелые трутовки, избалованные вниманием пчел, не сразу возвращаются на прежнее место, а пчелы из новой семьи, пропуская работниц, быстро выявляют незаконных «претенденток на престол» и оставляют их в лучшем случае на воле самостоятельно решать проблему дальнейшего жизнеустройства.
И все-таки в обсуждаемой теме остается много неясных вопросов. Почему интенсивное потребление пыльцы у осенних пчел вызывает увеличение срока жизни, а в летнее время, когда семье приходится кормить личинок, этого не происходит? Почему летние пчелы не используют те биологически активные вещества, которые они сами вырабатывают для кормления матки и личинок? И вообще, зачем семье нужны недолгоживущие летние пчелы?
Анализируя эти явления, я склоняюсь к тому, чтобы считать главными следующие причины. Важнейшая из них — фактор времени. О его роли для семьи мы уже говорили ранее. В конце зимы семья резко повышает температуру в гнезде, что ускоряет развитие личинок. Для всех же насекомых характерна поразительно высокая пластичность обмена веществ. Известный советский исследователь биологии пчел профессор В. В. Алпатов определяет отношение интенсивной деятельности к покою (по коэффициенту дыхания) для пчел как 140:1.
Экспериментально установлено, что летние пчелы способны в расчете на каждую работницу вырастить в 3—4 раза больше личинок, чем перезимовавшие, поэтому семья и стремится быстрее обновить свой состав: летние пчелы оказываются намного работоспособнее весенних, а, следовательно, и осенних, поскольку это одно и то же поколение. Семья с молодыми работницами будет в состоянии наиболее эффективно использовать решающие для медосбора дни сезона.
Пример с маткой показывает, что в семье есть метаболические ресурсы, которые помогают противостоять неизбежно быстрому изнашиванию ее организма. Их же отчасти используют и рабочие пчелы при подготовке к зимовке. Каким именно веществам отводится главная роль в этой системе, остается пока неизвестным. Вне сомнения, один из факторов этой системы — полностью сбалансированная по важнейшим питательным ингредиентам пища, то есть молочко пчел и маток.
Возможность выработки такой пищи пчелами ограниченна. Лишь три дня пчелы кормят своих личинок этим наиболее питательным и унифицированным по составу кормом, за счет чего их масса возрастает более чем в 200 раз, а затем переводят на самостоятельное переваривание пищи, давая смесь пыльцы и меда. На такой диете ежедневные привесы уже меньше, и за последующие три дня масса личинки возрастает лишь в 7 раз.
Пчеловоды промышленных пасек, специализирующиеся на производстве маточного молочка, знают, что получить его за сезон более 0,5 кг с семьи трудно и после каждого очередного «выдаивания» семья нуждается в отдыхе в течение нескольких недель.
На одну матку пчелы расходуют около 250—300 мг молочка, следовательно, если бы и все пчелы получали такой корм, то на 200 тысяч выводимых за сезон личинок потребовалось бы не менее 40—50 кг молочка в год! Такое количество пчелиная семья не в состоянии выработать, поэтому ценную пищу дают лишь самым юным личинкам и матке.
Однако если простая арифметика доказывает, что пища, равноценная маточному молочку, не может быть доступна всем особям колонии, то остается вопрос, почему летние пчелы в полной мере не используют восстановительную силу пыльцы — гораздо более доступного продукта? Одна семья пчел, как неоднократно было подсчитано, собирает за сезон 20 кг и более этого корма, причем из них 3—4 кг (если семья находится в благоприятных условиях) можно отобрать и для нужд человека, не нанося заметного ущерба самим пчелам. Видимо, маленькие труженицы обладают значительными потенциальными возможностями для сбора ценнейшего продукта, однако наличие таких «производственных мощностей» семьи не означает, что в природе заведомый избыток пыльцы. Наоборот, она — основная пища более чем 20 тысяч видов насекомых, поэтому ее ограниченность, возможно, всегда была одним из лимитирующих факторов в развитии пчелиной колонии, что косвенно и проявляется в ее стремлении как можно раньше «захватить» наиболее обильные источники пыльцевого взятка, поставляемые весенней древесно-кустарниковой растительностью.
Учитывая все эти факторы, мы можем представить себе, что семье в решающее летнее время «выгоднее» иметь пчел, способных проявлять наивысшую работоспособность, свойственную особям этого вида, чем более долгоживущих, но и более «флегматичных» в работе.
Важная роль в регуляции среднего срока жизни различных генераций пчел принадлежит белковому обмену. Это следует уже из факта прямой зависимости продолжительности жизни осенних поколений от кормления их пыльцой и укорочения жизненного цикла особей, которым приходится продуцировать молочко.
Для каждой отдельной пчелы замечено два периода, когда она усиленно потребляет пыльцу — этот единственный источник белка в семье. Первый раз — на стадии личинки, когда ее кормят «старшие сестры», и второй — после выхода из ячейки. Усиленное потребление пыльцы молодой пчелой приводит к развитию глоточных желез и началу продуцирования молочка, то есть интенсивной химической переработки компонентов пыльцы в органах пищеварения и специальных железах в нужный по составу корм. Примерно через 10 дней глоточные железы деградируют, и пчелы переходят к другим работам, главным образом к приему и переработке нектара и строительству сотов.
И эти работы связаны с колоссальной нагрузкой. При живой массе 4—6 кг сильная семья за сутки может внести в улей и переработать в 2—3 раза большую массу нектара.
Исследователи одно время полагали, что именно от заготовки меда и изнашиваются пчелы. Однако опыты Анны Маурицио опровергли это мнение: сама по себе переработка больших порций углеводистого корма не вызывает заметного влияния на срок жизни пчелы, но опять-таки при одном условии — достаточном ее снабжении пыльцой. Следовательно, опять пыльца!
Ее истинное значение и в этой фазе работ подтверждает практика частичной замены меда в осенний период на сахар, которая получила широкое распространение в последние годы. При таком кормлении в организме пчелы снижается содержание белка. Это вызвано тем, что при изготовлении меда, особенно сахарного, пчелы вынуждены расходовать некоторую часть белка своего тела для производства ферментов, предназначенных улучшать качество корма (инвертаза, диастаза, ингибин и др.). Однако при достаточных запасах в гнезде перги (консервированная пыльца в ячейках сотов) затраты потом быстро восстанавливаются.
Эти факты, по-видимому, помогают понять причину недолговечности летних пчел.
Интересно, что пчелы, перешедшие к лётной деятельности, почему-то перестают интересоваться пыльцой.
Произведем небольшие расчеты. Семья пчел в среднем летом приносит за день 2—2,5 кг меда, масса же одной ноши — около 30 мг. Сделав за день свою «норму» — примерно 10 «рейсов», пчела внесет в улей 0,3 г. Таким образом, чтобы собрать 2—2,5 кг меда, семье потребуется отрядить для работы в поле 7—8 тысяч работниц. Это меньшая часть колонии, так как в сильной семье в летнее время сосредоточено 50—60 тысяч пчел. Бытующее даже среди пчеловодов мнение, что основная летняя работа семьи — сбор нектара, ошибочно.
Пчеловоды, однако, правы в другом: именно лётная деятельность является в летнее время критической фазой как для существования семьи в целом, так и отдельных особей. Из неполных 40 дней, которые суждено рабочей пчеле прожить летом, она большую часть (20—21 день) проводит на работах внутри улья, но последние дни всегда в поле.
Известный английский исследователь биологии пчел К. Риббэндс, изучая их лётную деятельность, установил, что чем раньше пчела приступает к работам вне улья, тем больше вероятность ее гибели. Сборщицу подстерегает много опасностей: встречи с хищными насекомыми и птицами, внезапные перемены погоды и т. д.
Пчеловоды знают, что путь от пасеки к медоносному полю и обратно усыпан тысячами мертвых пчел. Внимательный осмотр показывает, что у большинства из них повреждены крылышки.
Неужели крылышки — самое уязвимое место в конструкции пчелы, и она, приступив к своим свободным полетам, быстро снашивает их и погибает практически здоровой?
Возможно, такая «логика жизни и смерти» летних рабочих пчел действительно существует. В пчелиной семье ежедневно должно отмирать ровно столько особей, сколько народилось какое-то время назад, а это ни много, ни мало — 1,5 тысячи в день! Когда же пчелам «думать» о ежедневных «похоронах», ведь каждый день и час на учете. Большинство медоносов обильно выделяют нектар лишь несколько дней, да и погода в любой момент может ухудшиться. Время ли семье возиться со столь хлопотным делом?
Не до похорон, каждый час на учете
О том, каких трудов стоит семье удаление ненужных уже членов сообщества, красноречиво говорят картины ежегодного изгнания трутней. К этой нелегкой «работе» пчелы приступают, когда цветы перестают «дарить» живительную влагу и приходит время «глобальной» экономии. Лётная деятельность забирает у пчел массу корма: каждая сборщица берет с собой в полет около 10 мг в зобике. Еще больше его нужно увесистым трутням, а их в семье тысяча «голов». Только за день они «сожгут» на свои уже бессмысленные в осеннее время поиски молодых маток не один десяток граммов меда. Примерно столько же в предосеннее время расходует целая семья в сутки. Пчелы уже не могут допустить такого растранжиривания с трудом скопленных запасов и решаются на крайнюю меру: лишают трутней ежедневной медовой «дотации», а чтобы они не брали мед из запасов самостоятельно, оттесняют их на пустые участки сотов. Трутни слабеют, но добровольно улей не покидают. Тогда-то пчелы, не терпящие никакого непорядка и неясности в своем гнезде, ускоряют события. Они взгромождаются на этих, в 2 раза более крупных, чем они сами, «сородичей», угрожающе жужжат («изъясняясь», очевидно, на вполне понятном для трутней языке) и затем выталкивают их из улья. Трутни вяло сопротивляются, ведь их медовые желудочки уже давно пусты, а на запасах тела долго не протянешь. Иногда, правда, они еще бывают способны взмыть в воздух вместе со своими раздраженными и решительными «наездниками», но, окончательно обессилев, снижаются и запутываются где-либо в траве неподалеку от улья, так, очевидно, и не разобравшись в высшей «логике» семьи, вынуждающей их погибать ни за что ни про что здоровыми и полными сил.
Пчелы «воюют» с трутнями обычно несколько дней (!), но их потеря не так уж страшна: взяток окончен, и время, когда решается судьба медосбора, прошло.
Описанный в общих чертах процесс изгнания трутней показывает, с какими проблемами имела бы дело семья, не выработай она более универсального и удобного механизма, позволяющего безболезненно убирать отработавшие поколения основных обитательниц улья.
Хотя крылья пчел и кажутся с виду непрочными, они, как и у других перепончатокрылых, имеют свою систему питающих сосудов и, без сомнения, способны к определенному восстановлению. Об этом же свидетельствуют и многомесячная лётная деятельность трутня, вполне жизнеспособного к осени и обладающего, как мы видели, достаточной подъемной силой для транспортировки непрошеных «наездников», и факты из биологии других насекомых.
Достаточно ли эффективна восстановительная система крыльев пчелы-фуражира, ежесекундно совершающей около 400 взмахов и около 8—10 часов в сутки занятой лётной деятельностью, чтобы противостоять скорому изнашиванию?
К сожалению, данных на этот счет пока нет, хотя можно отметить, что пчела — сборщица нектара обычно транспортирует по воздуху сладкий груз, равный одной трети, а то и половине ее собственной массы. Таких нош не несет ни трутень, ни большинство других перепончатокрылых. «Пешеходные» муравьи, насекомые в общем-то близкие к пчелам по инстинктам, проживают без труда один, а то и два года. Лётной же пчеле уготовлена сверхкороткая жизнь.
