КОНВЕЙЕР ЖИЗНИ И СМЕРТИ
(«Самоотречение» лётных пчел. — Посрамление дойных коров. — Пчелиная геронтология и практика пчеловодства.)
Как уже было сказано, пчелы, перейдя на лётную деятельность, перестают «интересоваться» пыльцой как кормом. У лётных пчел, не получающих больше белка из пыльцы и вынужденных довольствоваться его малым содержанием в меде (примерно 0,5%) и небольшими накоплениями собственного тела, снижается «запас прочности», и срок жизни оказывается весьма четко запрограммированным.
Как распределены в улье пчелы по возрастному признаку? Основная их масса занята работами внутри улья. Сам по себе принос нектара, как об этом свидетельствует сравнительно небольшая численность отряда сборщиц, казалось бы, не является фактором, лимитирующим продолжительность жизни рабочих особей в улье. Однако пчелы, перешедшие к работам вне улья, уже вступили на ленту конвейера, который через две недели завершится последним вылетом.
Достаточно семье начать «поголовную» мобилизацию, что обычно происходит в периоды сильного взятка, как колония тает буквально на глазах, теряя одну треть, а то и половину своей изначальной силы. Это как раз тот редкий период, когда наблюдаемая средняя продолжительность жизни лётных пчел значительно снижается, приближаясь к 28 дням, а то и меньше.
Именно этот период имел в виду Риббэндс, установивший прямую зависимость срока жизни пчелы от времени начала ее лётной деятельности.
Много работ выполняют пчелы в улье, но главные из них те, что связаны с воспроизводством силы семьи и накоплением продукции. В соответствии с этим пробуждаются к активности и достигают ее максимума внутренние химические «фабрики» пчел — их железы.
Сначала развиваются глоточные, предназначенные для превращения белка пыльцы и других ее веществ в пищу пчел — молочко.
Кормовая «фабрика» особенно продуктивна. Как показывает расчет, семья, состоящая из 8—10 тысяч пчел-кормилиц с общей массой 0,8—1 кг, производит в сутки до 50 г молочка, в котором в 3 раза больше сухих веществ, чем в молоке коровы. Если бы буренки «вздумали» соревноваться по надоям с пчелами-кормилицами, то вынуждены были бы в соответствии со своей массой давать не менее 70 кг молока в сутки.
Соревноваться и думать нечего
Вот мера интенсивности первой работы пчел, выполняя которую они должны быть и повивальными бабками, и кормилицами многих тысяч личинок. К концу двухнедельного периода жизни пчелы снижается количество выделяемого молочка, но активизируется другая функция — продуцирование ферментов (инвертазы, диастазы, ингибина и др.), необходимых уже для иной важнейшей работы семьи — заготовки корма, включающей переработку нектара в особо устойчивый к условиям хранения продукт и консервирование свежесобранной пыльцы для превращения ее в пергу. Одновременно оживают восковые железы, питаемые обильными порциями нектара и молодого меда.
И для этих функций и желез есть свой максимум активности. Когда они уже не будут столь чуткими и отзывчивыми на поступающее в них сырье — сахара нектара, властная сила генетической программы заставит пчелу бросить затворническую жизнь в улье и устремиться к раскрытым головкам цветущих медоносов. С этого дня маленькая сборщица будет одержимо летать за взятком, забыв все остальные заботы и ловя каждую погожую минутку.
Пчела спешит, будто знает, что каждый ее полет может стать последним. А между тем, конвейер жизни и смерти неумолимо движется, истощаются запасы тела пчелы, с каждым днем все более напряженно работают нервные центры. И вот наступает день, когда она, спланировав на разноцветный ковер трав, будет долго отдыхать в надежде продлить свой полет, но так и не взлетит больше.
Так запрограммированы жизнь и смерть маленьких тружениц, 1—2 тысячи которых каждый день так и не долетают до родного улья.
Несмотря на то, что жизнь летней пчелы коротка, эта особь несравненно работоспособнее и пластичнее своих сестер, выращенных для более долгой жизни. Вспомним, что долгожительницы улья — осенне-зимние пчелы, благополучно перезимовав, могут воспитать личинок в 4 раза меньше, чем одержимые трудом летние пчелы. Семье невыгодно переводить на восстановительный режим сборщиц, ведь при «поточном воспроизводстве» всего за 21 день можно вырастить в несколько раз более функционально приспособленное поколение.
Изучая эти закономерности для поиска оптимальных условий продуктивности семьи, я в конечном счете пришел к выводу, что «семья пчел достигает наивысшей работоспособности лишь в том случае, когда основная для данного периода нагрузка обеспечивается наиболее многочисленной и приспособленной к ее выполнению возрастной группой пчел» («Пчеловодство», 1980, №7).
Известный американский ученый К. Фаррар (1969), касаясь этих проблем, писал, что пчелиной семье в конечном счете выгоднее как можно быстрее срабатывать очередные поколения пчел. Утверждение верно, но только в приложении к семьям, находящимся в благоприятных условиях, когда природа непрерывно поставляет пчелам избыточные количества пыльцы и нектара. Тогда, разумеется, семья достигнет максимальной продуктивности. Пчеловоды же, однако, знают, что хороший взяток — редкость, да и длится он очень недолго, поэтому вхолостую «прокручивать» поколения, когда взятка нет, не всегда целесообразно: семья будет расходовать массу сил и корма на воспроизводство, а летние пчелы — без пользы теряться в поле в тщетных поисках источников пыльцы и нектара. Поэтому продуманно прервать яйцекладку матки для повышения медосбора семьи бывает крайне целесообразно. Что при этом произойдет?
Прежде чем ответить на этот вопрос, попробуем провести опыт, используя приемы, неднократно применяемые пчеловодами в их практике. На место улья с сильной семьей в разгар летнего дня поставим другой с двумя рамками расплода, маткой и одной-двумя рамками с кормом. Старый же улей отнесем подальше в сторону.
Вопреки ожиданиям, наша хитрость никакого большого переполоха у возвращающихся со взятком пчел не вызовет — все сборщицы, с точностью до сантиметра знающие расположение своих летков, возвратятся на старое место, но, не обнаружив обычных для них пчел-приемщиц, как правило, ждущих их невдалеке от входного отверстия, покроют своими телами соты с личинками.
Личинки — это первое, о чем будут заботиться пчелы, в каком бы положении они ни оказались. Вспомните муравьев, похожих своими инстинктами на пчел, как стремительно они подхватывают и уносят куколок, если разворошить их гнездо! Тот же инстинкт господствует и у пчел: лётные почти уже целиком изношенные пчелы, у которых уже давно практически полностью деградированы их «фабрики» молочка — глоточные железы, покрыли ровным слоем ячейки с личинками и удерживают в их зоне нужную оптимальную температуру. Но личинок надо кормить! Причем каждую соответствующим ее возрасту кормом: до четырехдневного — молочком, а после — смесью пыльцы и меда. Да и посещать каждую, осведомляясь о ее состоянии, приходится очень часто: до 10 тысяч раз за всю шестидневную жизнь одной личинки!
Лётным пчелам приходится возвращаться к старым обязанностям. Легко сказать — возвращаться! Пчела может «вспомнить» последовательность определенных действий и в соответствии с ней начать кормить личинок, благо пчеловод позаботился и поставил в семейку достаточно корма, но что делать с железами? Они так высохли, что не просматриваются даже под увеличительным стеклом. Семья в критическом положении: расплод под угрозой гибели, а настоящих пчел-кормилиц нет, их ведь пчеловод унес вместе с ульем.
И тут в жизни пчел происходят удивительные события, вынуждающие нас столь подробно рассказывать об этих изумительных механизмах защиты семьи: старые износившиеся в массе пчелы вновь начинают потреблять пыльцу, и у них вторично развиваются глоточные и оживают восковые железы. Отжившие свой срок работницы опять обретают способность выкармливать личинок, перерабатывать нектар в мед и строить ячейки.
Неминуемая смерть как будто бы отступила.
«Геронтологическая служба» пчел, если можно так выразиться, сделала свое дело: нужным особям возвращена их физиологическая молодость, и семья сможет продержаться, пока расплод под действием чудо-молочка не превратится в новые сжигающие себя в работе поколения пчел, которые за короткое время воссоздадут былую мощь семьи, утраченную в результате эксперимента или действий пчеловода.
Удивительная пластичность пчелиной семьи, захватывающий, пока еще неведомый человеку механизм восстановления! Каким путем идти к его дешифровке? Описанный эксперимент уже содержит зерна таких направлений.
Лётные пчелы, оказавшись в положении пчел-кормилиц, попали под воздействие определенных соединений гормонального типа, как известно, выделяемых личинками расплода. Они-то и вызвали «чудо»: оживление утраченных функций и «уснувшей», казалось бы, навсегда потребности в белковой пище — пыльце, необходимой не только для общего омоложения организма, но и для восстановления способности продуцировать молочко — единственный корм молодых личинок.
Следовательно, пыльца и гормоны — вот очерченное для химиков поле деятельности, если они попытаются вскрыть геронтологические секреты обитательниц пчелиного града.
Пчеловоды-практики так или иначе уже давно используют «геронтологические превращения» в семьях пчел. В местности, где взяток только один, да и то короткий, поступают следующим образом: за три недели до начала дружного цветения медоносов у семьи отбирают матку. Пчелы, лишенные ее, перестают выращивать расплод и впадают в явную депрессию, но продолжительность их жизни возрастает, они словно сохраняют свою силу до решающих работ. И вот тут все зависит от пчеловода, как он «угадал» сезон: если новая матка, выращенная взамен отобранной, начнет яйцекладку как раз в начале медосбора, то семья, в которую впрыснут животворный ток маточных феромонов (регуляторов ее активности и жизнедеятельности), проявит чудо работоспособности и даст много продукции. Та же, которая без устали гнала все новые и новые поколения пчел, окажется в худшем положении: значительная часть ее особей будет загружена работами по воспитанию расплода. При слабом взятке такая «чадолюбивая» семья может вообще оказаться без меда. Наоборот, во временно обезматоченной семье вся наличная сила, стимулируемая появлением новой матки, может посвятить себя сбору и переработке нектара.
Конечно, риск отбора матки, хотя бы и на короткое время, велик: взяток может начаться слишком рано, когда семья еще не вывела себе новую матку и находится в депрессии, либо слишком поздно, когда уже сила ее пойдет на убыль, так как скажутся последствия трехнедельного перерыва в яйцекладке.
В обоих случаях главный взяток будет упущен, и явления депрессии, возможно, придется испытать уже самому пчеловоду. Что делать, такова жизнь хозяина диковинных животных. Приходится одновременно учитывать множество взаимно перекрещивающихся факторов, но никогда не терять надежды на невиданный, еще никем ранее не собранный взяток.
Итак, мы уже знаем, что семья способна в определенной степени реставрировать подработавшиеся поколения пчел. Для этого ей нужна в изобилии пыльца и какие-то, пока еще не выясненные соединения гормонального типа.
Теперь снова вернемся к матке — наиболее долго-живущей особи в семье. Матка легко переносит действие постоянно высокой температуры и феноменальную метаболическую нагрузку (за сезон откладывает до 200 тысяч яиц, общая масса которых приближается к 20 г, то есть в 100 раз превышает ее собственную).
Что же обеспечивает ее неснашиваемость при таких нагрузках? Дело тут, очевидно, не в пыльце, которую матка обходит своим вниманием.
И все-таки основное условие необыкновенной физиологической крепости матки — качество пищи. В отличие от пчел, питающихся разнокачественной по химическому составу пыльцой, содержащей до 25% неперевариваемых остатков, матка получает оптимизированную по питательным ингредиентам пищу, усвояемость которой близка к 100%, что обеспечивает матке максимальную чистоту ее внутренней среды. Это важнейшее условие ее долголетия.
В маточном молочке содержатся и особые биостимуляторы белкового и нуклеинового обмена, возможно, они присутствуют и в других секретах, которыми пчелы кормят свою родоначальницу.
Предположим, что все они находятся только в доступном для исследования маточном молочке. Что об этом известно?
Молочко в значительных количествах содержит такие биокатализаторы, как фолиевая и пантотеновая кислоты и биотин, которые очень сильно активизируют обмен веществ, и все остальные витамины (особенно группы В), необходимые для жизнедеятельности живого организма. В маточном корме много других биологически активных веществ, обнаружены и нуклеиновые кислоты – РНК и ДНК.
Эти вещества придают молочку исключительную пищевую ценность. Благодаря этому о нем можно сказать словами Гиппократа: «Хорошо, когда пища является лекарством, а лекарство — пищей». Идеальный сплав биостимуляторов и элементов пищи — вот что такое молочко, вырабатываемое пчелами для кормления матки. Теперь дело за новыми отрядами химиков и биологов. Возможно, они выделят наиболее активные компоненты этого продукта и даже синтезируют похожие, которые вызовут аналогичные эффекты у других животных, а в отдаленной перспективе и у самого человека.
ПИЩА ПЧЕЛ
ПЧЕЛИНЫЕ «ГОСТы»
(Как уберечь мед от порчи? — Заготовка меда и зимний паек пчел. — Рекорды терпеливости. — Почему мед жидкий?)
Основное население улья — пчелы (а летом и трутни) все же вынуждено питаться не «спецмолочком», оказывающим особое воздействие на организм, а более простой растительной пищей — нектаром, пыльцой и изготовленными из них медом и пергой. Поскольку медоносные пчелы зимуют многочисленными семьями (20—30 тысяч особей), им нужны большие запасы корма, причем такого, который может храниться всю зиму. Свои углеводистые и белковые «консервы» — мед и пергу — пчелы готовят строго по «технологии» и складывают в ячейки по 0,5 г продукта в каждую. Пчелиные консервы, особенно мед, обладают сильно выраженными противомикробными свойствами.
Пища пчел
Людям об этом известно давно. Древние египтяне помещали в мед усопших фараонов, желая сохранить их нетленными для потомков; в ванне с медом везли на родину в Грецию тело Александра Македонского, погибшего в Индии. В меде хорошо сохраняются и в теплое время такие скоропортящиеся продукты, как мясо, различные овощи и фрукты, правда, стоимость такого консервирования весьма высокая. Способность меда предотвращать распад «нежных», но активных молекул целебных растений широко использовали в средневековой медицине. Большинство мазей и снадобий изготавливали с солидной добавкой меда. И всегда охранной силы меда было достаточно, чтобы на очень долгое время не дать ходу гнилостной и дрожжевой микрофлоре.
В то же время, как свидетельствует опыт приготовления медовой браги, мед легко сбраживается (то есть подвергается воздействию микробов), если его разбавить водой. В чем же причина необыкновенной стойкости меда, способности предотвращать порчу продуктов и потери этих качеств при его избыточном увлажнении?
Конечно, сама по себе исключительно высокая концентрация Сахаров в меде, превышающая 80%, — трудно одолимая преграда для «жадных до сладкого» микроорганизмов. Их, особенно грибов, всегда много в воздухе и у поверхности медовой массы, словно ждущих, когда же, наконец, вода разбавит приятный для них продукт. Натуральный мед им недоступен потому, что в пчелиной «технологии» его изготовления заложено правило: в кратчайший срок убрать из свежепринесенного нектара всю лишнюю влагу. И не только убрать, но и довести до предельно высокой концентрации его основное содержимое — сахара. Об интенсивности этого процесса может судить каждый, кто хоть раз в жизни побывал на пасеке в разгар медосборной деятельности пчел. Напор струи воздуха, вгоняемой в улей сотнями выстроившихся в определенном порядке на летке и полу улья пчел-вентиляторщиц, так велик, что пламя поднесенной к летку спички быстро сбивается и гаснет. Не мудрено — хорошая семья в день может принести полведра, а то и больше нектара, из которых почти третья часть — влага, подлежащая как можно более быстрому удалению из нектара и улья.
Процесс упаривания нектара и вообще его превращения в кондиционированный продукт (мед) должен завершиться в 5 дней. Население улья об этом каким-то образом «информировано», поэтому все малодеятельные и недозагруженные группы пчел, которые, как ни странно, встречаются в каждом улье, вовлекаются в общую безотлагательную работу.
Если каждую заполненную ячейку сравнить с миниатюрной консервной банкой, то можно представить, с какой завидной эффективностью работает «конвейер» пчел: от 2 до 10 тысяч и более полностью запечатанных восковых ячеек-баночек с ярлыком качества — восковой крышечкой забруса сверху — изготовляет семья за сутки. Каждая из них вместит, как уже было сказано, около 0,5 г — практически зимнюю норму меда на одну жительницу улья.
Если на зиму остается 20—30 тысяч пчел, то их общий «медовый паек» составит 10—15 кг, а с необходимой подстраховкой — раза в 1,5 больше. Примерно столько (18—22 кг) и оставляет пчеловод на зиму каждой пчелиной семье в средних широтах нашей страны.
В летнее время процесс заготовки корма, вовлекающий в свою напряженную орбиту все работоспособное население улья, направляет в поле новые и новые отряды, которые с каждым днем трудятся более четко и отлаженно. Семья, как говорят пчеловоды, «врабатывается». Лётные же пчелы, как мы уже выяснили, «обречены», они отдадут все силы сбору меда, порой даже не донеся последнюю ношу до улья, упадут, обессилев, да и запутаются где-нибудь в полевом бурьяне.
Все звенья медового конвейера предельно напряжены, семья вечерами и ночами гудит, как маленькая фабрика, распространяя на десятки метров вокруг себя ароматные волны подогретого нектара, которые шлют наружу пчелы-«кондиционеры». Лишь к утру стихает улей, и маленькие вентиляторщицы обретают небольшую передышку, чтобы через несколько часов, когда начнут возвращаться с поля сборщицы, вновь выстроиться в ряды и продолжать свою работу.
На пасеке во время хорошего взятка — особое, «радостное» гудение пчел. Перед тем как устремиться в поле, они делают один-два круга над пасекой, создавая тот звенящий фон, который безошибочно скажет опытному пчеловоду, что настала главная пора сезона. Растения-медоносы раскрыли свои нектарники, и семья должна не упустить неповторимый момент. За несколько дней она сможет решить судьбу медосбора — столь значителен бывает ежесуточный приток нектара в ульи.
От такого напряжения семья сильно слабеет, но цель достигнута: 2—3 летних поколения не щадя себя скопили надежные запасы корма, которые защитят семью от осенне-зимней бескормицы и позволят ей одолеть полугодовую зимовку.
Зимующих пчел подстерегают многие опасности, но страшнее всего для них плохое качество корма. Долгие месяцы они не вылетают из улья и, питаясь медом, все непереваренные остатки пищи, а также выделяемые в процессе жизнедеятельности вещества должны удерживать внутри своего тела. Законы пчелиной санитарии не позволяют никому из жителей улья, кроме матки, освобождаться от отработанной массы внутри гнезда.
Находясь, мягко говоря, в стесненных обстоятельствах, пчелы и здесь ставят рекорды терпеливости: они способны удерживать в прямой кишке до 50 мг непереваренных остатков, то есть практически половину массы своего тела, без видимых нарушений жизненных функций.
Несмотря на столь поразительные способности, положение любой пчелы к концу зимовки все равно критическое: она вынуждена потребить за зиму около 0,6—0,7 г меда при в 6—7 раз меньшей массе тела. Используя эти данные и выяснив, что в экскрементах, скапливающихся в прямой кишке пчелы, содержится до 80% воды, легко определим допустимый уровень балластных веществ в пище: (0,05•0,02•100)/0,6<2, где 0,05 — максимальная масса экскрементов к концу зимовки (г); 0,2 — относительная доля содержания в экскрементах сухого вещества (то есть 20%); 0,6 — количество потребленного меда за зиму (г). Результат подсчета показывает, что балластных веществ в пище должно содержаться меньше 2% при норме потребления 0,6 г, реально же — еще меньше, поскольку пчела идет в зиму, уже имея 15—20-мг нагрузку в прямой кишке. Пчелы укладываются в эти жесткие нормы при условии максимального покоя, защищенности от сырости, ветра, грызунов и прочих неблагоприятных факторов, но самое главное, чтобы качество меда соответствовало бы их «ГОСТу». Другая грозная опасность подстерегает пчел, если они и выполнили требования «ГОСТа» на минимум балласта, — кристаллизация меда. Закристаллизовавшийся в сотах мед в зимующей семье — серьезная угроза ее существованию. Чем же страшна пчелам кристаллизация этого продукта и почему он кристаллизуется? Последний вопрос правильнее было бы сформулировать иначе: как пчелам удается создать жидкий продукт, в котором до 40% прекрасно кристаллизующейся глюкозы, и удерживать его в таком состоянии до полугода и больше? Действительно, мед, запечатанный в сотах, значительно менее подвержен кристаллизации, чем откачанный на медогонке и слитый в бочки и банки. Опять какая-то пчелиная «хитрость»: маленькие умельцы всю зиму и весну питаются жидким медом, а мы уже в сентябре — октябре вынуждены довольствоваться лишь его закристаллизовавшимся подобием. Примерно так воспринимают этот факт многие любители меда и открыто выражают недовольство производителям продукции, другие же, более активные, ищут возможность добыть мед в сотах, ведь он сохраняется жидким так же долго, как и в ульях. Вытряхивание меда из ячеек на медогонке провоцирует более быструю кристаллизацию. В обычном меде, однако, кристаллизуется лишь один сахар — глюкоза. Вся же пчелиная «стратегия» удержания меда в жидком состоянии держится на фруктозе (ее в меде примерно 35%). При обычной температуре она не склонна к кристаллизации и своим присутствием затрудняет встречу молекул глюкозы друг с другом, необходимую для «упаковки» в кристаллическую решетку.
Лучший натуральный мед – в сотах
Кристаллизации способствует и возникновение зародышевых кристаллов, но пчелы ревностно «оберегают» свой продукт: заливают свежий мед лишь в тщательно вычищенные ячейки, а когда он созреет, тут же закрывают их сверху восковыми крышечками, предохраняющими мед от чрезмерного разжижения или подсыхания. И то, и другое может произойти в осенне-зимнее и ранневесеннее время, поскольку пчелы перестают кондиционировать воздух, а изменение консистенции ведет к образованию микрокристаллов-зародышей. Под крышечкой же мед находится в своем собственном микроклимате и заметно менее склонен к кристаллизации.
Угроза кристаллизации может исходить и от сахарозы. В одних случаях пчеловод по недосмотру перекормит ею семью, а пчелы не успевают ее переработать. В других — семья соберет нектар, в котором сахароза содержится в относительно больших количествах, например в нектаре итальянского сладкого клевера — суллы.
Сахароза легко кристаллизуется и в пересыщенных растворах, но пчелы могут предотвратить беду, так как способны расщеплять сахарозу при помощи фермента инвертазы до глюкозы и фруктозы (схема 1). Последняя, как мы уже говорили, несколько сдерживает «стремление» глюкозы пребывать в форме кристаллов.
Схема 1. Инверсия (расщепление) тростникового сахара (сахарозы) ферментами пчел
