Все излучения и поля, которые нас окружают, имеют естественное или искусственное происхождение. Пчелы, как и другие живые существа, подвержены их действию, которое может по-разному влиять на них. Прежде чем оценить степень этого влияния, классифицируем виды излучений и полей на основе их происхождения:
1. Излучения и поля естественного происхождения:
- гравитационное поле Земли;
- магнитное поле Земли;
- постоянное и переменное электрические поля атмосферы;
- естественная радиация (радиоактивность) Земли;
- световое излучение Солнца.
2. Излучения и поля искусственного происхождения:
- электромагнитные поля (излучения) передатчиков радиоволнового диапазона (радиостанции, телевидение, связь, радиолокационные станции);
- электрополя высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП);
низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами (генераторами);
- акустические поля (звуковые излучения);
- ультразвуковые излучения.
А теперь рассмотрим, как относятся медоносные пчелы к излучениям и полям естественного происхождения и какое воздействие эти поля оказывают на них. Отдельное внимание также уделим вопросу о непосредственном воздействии электричества на пчел.
– Гравитационное поле Земли
– Магнитное поле Земли
– Постоянное и переменное электрические поля атмосферы
– Естественная радиация (радиоактивность) Земли
– Световое и тепловое излучения Солнца
– Электромагнитные поля (излучения) передатчиков радиоволнового диапазона
– Электрополя высоковольтных линий электропередачи
– Низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами (генераторами)
– Акустические поля (звуковые излучения)
– Ультразвуковые излучения
– Механическое воздействие
– Тепловое воздействие
– Непосредственное воздействие электричества
ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
Гравитационное поле (сила тяготения) Земли есть ее природное свойство притягивать к себе все физические объекты. Вектор этого поля направлен к центру Земли, а его действие всепроникающее, то есть от воздействия силы притяжения нельзя ничем ни защититься, ни экранироваться.
В процессе эволюции медоносные пчелы не могли не учитывать действия гравитационного поля Земли. Силу притяжения пчелы используют при строительстве сотов. Есть предположение, что цепочки сцепленных пчел, которые обычно висят при строительстве сотов, указывают пчелам направление действия (вектор) силы притяжения. Возможно, пчелы при строительстве сотов используют и какие-то другие свои органы восприятия силы притяжения, однако достоверно известно, что при отстройке сотов (в дупле, пещере и т. д.) они всегда располагаются строго вертикально. В таких сотах рабочие пчелы и трутни к завершению своего развития принимают горизонтальное положение, поскольку продольные оси ячеек сота ориентируются при их строительстве горизонтально (перпендикулярно вектору гравитации). А вот продольная ось маточника по большей части ориентируется вертикально (параллельно вектору гравитации). Такое расположение ячеек и маточников на соте принято считать естественным. А что будет, если их расположение изменить?
В одном из опытов сот после засеивания его маткой расположили горизонтально в надрамочном пространстве на высоте 1—2 см от гнездовых рамок. В результате большую часть яиц (80—90 %) пчелы съели, окончательно их уничтожив через 1—3 дня после запечатывания ячеек, то есть ни одна пчела из таких яиц не вышла (Е. К. Еськов, 2003).
От ориентации маточников по отношению к вектору гравитации зависит процент выхода маток. Допускается небольшое отклонение продольной оси маточника от вертикального положения, при котором развитие и выход маток происходит без осложнений. Но если положение маточника будет изменено на 90° или больше, то вероятность гибели развивающихся маток возрастет с увеличением возраста личинок. Так, если маточник за 1,5—2 дня до его запечатывания развернуть на 180°, то матка в нем прекращает развитие.
Венгерский изобретатель Конья сконструировал улей с круглой рамкой, в котором гравитация используется для предотвращения роения и борьбы с клещом Варроа. Для этого улей один раз в сутки поворачивают на 180°. Полученные результаты сам Конья объясняет так: поскольку при оттягивании маточников пчелы руководствуются гравитацией и строят их с открытыми отверстиями вниз, то при повороте сота на 180° отверстия оказываются вверху и пчелы удаляют маточники.
Аналогичная ситуация складывается и при развитии клещей. Самка клеща незадолго до запечатывания проникает в ячейку и прячется под личинкой. После запечатывания она делает отверстие в оболочке личинки на месте, определяемом гравитацией, в другом месте самка испражняется. При ежедневном повороте сота клещ теряет ориентировку и не размножается.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
Магнитное поле Земли существует потому, что внутренние структуры земного шара обладают магнитными свойствами. Можно сказать, что Земля представляет собой огромный магнит, у которого есть Северный и Южный магнитные полюсы. Внешними причинами, которые обусловливают существование магнитного поля Земли, являются природные системы электрических токов в ионосфере.
Магнитное поле Земли складывается из двух различных по происхождению компонентов: постоянного поля, существование которого обусловлено магнетизмом самого земного шара, и переменного поля, порождаемого электрическими токами, протекающими в верхних проводящих слоях атмосферы (ионосферы) и за ее пределами.
Переменное магнитное поле Земли характеризуется спокойными и возмущенными вариациями (изменениями) магнитного поля. Основные составляющие спокойных вариаций: солнечно-суточные вариации и лунно-суточные вариации.
Солнечно-суточные вариации синхронизированы с местным временем и зависят от магнитной активности Солнца в данный день. Амплитуда и фаза этих вариаций изменяются в течение суток и на протяжении года. В течение суток происходят небольшие изменения магнитного поля, которые связаны с токами в ионосфере, величина же этих токов, в свою очередь, зависит от суточных колебаний ультрафиолетового излучения Солнца. На протяжении года максимальные значения амплитуды этих вариаций отмечаются в период летнего солнцестояния (22 июня), а минимальные — в период зимнего солнцестояния (22 декабря). Эти изменения магнитного поля зависят также от географической широты. Поскольку солнечно-суточные вариации магнитного поля Земли на протяжении года носят циклический характер, то можно предположить, что пусковым механизмом, вызывающим начало яйцекладки матки в конце зимы и прекращение яйцекладки в начале осени, является достижение определенного значения величины амплитуды переменной составляющей магнитного поля Земли в годичном цикле ее изменения. Если согласиться с этим предположением, то можно отметить еще один любопытный факт совпадения максимума и минимума амплитуды переменной составляющей магнитного поля Земли с максимумом активности пчелиной семьи и яйценоскости матки (конец июня) и с годовым минимумом активности пчелиной семьи (конец декабря). В таком случае начало окончание яйцекладки матки в годовом цикле хорошо коррелируются со временем весеннего (март) и осеннего сентябрь)равноденствия.
В литературе прошлых лет, да и в наше время, можно встретить утверждения о том, что при строительстве сотов дуплах, пещерах пчелы ориентируют их с учетом магнитного поля Земли. Чаще всего при этом сообщается, что соты ориентируются в направлении север — юг. Есть утверждения также и о том, что пчелы роя как бы переносят новое гнездо ту ориентацию сотов, которая была в материнском гнезде (направление сотов в этих гнездах совпадает), и для этого используют магнитную ориентацию. Однако дальнейшие исследования показали, что направление и величина магнитного поля не влияют ни на строительную деятельность пчел, ни на развитие рабочих особей семьи, ни на поведение пчел в гнезде.
Другое дело, когда пчела передвигается в пространстве, — она не может не испытывать на себе действия магнитного поля Земли. Это связано с тем, что тело пчелы обладает свойствами четко выраженного магнитного диполя, ось которого совпадает с продольной осью ее тела. При передвижении в магнитном поле Земли пчела (своеобразный магнитик), в соответствии с законом электромагнитной индукции, будет испытывать на своем теле силы взаимодействия с этим полем (своеобразный «магнитный ветер»). Причем величина и направление этих сил взаимодействия будут зависеть от угла, под которым пчела пересекает магнитное поле Земли, и скорости полета пчелы.
Многие из нас полагают, что время начала вылета пчел утром и окончания лета пчел вечером привязаны только восходу и заходу Солнца. Однако это не совсем так.
Оказывается, что такое поведение пчел связано также и с суточными изменениями магнитного поля Земли и пчелы очень хорошо чувствуют этот 24-часовый ритм.
Было также установлено, что при указании направления на источник медосбора пчелы-танцовщицы допускают «ошибку», которая зависит от ориентации сотов в пространстве относительно магнитного поля Земли и времени дня. Детальные исследования установили связь между дневной динамикой изменения магнитного поля и значениями этой «ошибки». Проще говоря, пчелы-танцовщицы указывали не истинное направление на источник корма, а направление с учетом необходимой коррекции курса для компенсации взаимодействия с магнитным полем Земли во время полета (своеобразная магнитная девиация).
ПОСТОЯННОЕ И ПЕРЕМЕННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ АТМОСФЕРЫ
Естественные электрические поля создаются за счет наличия объемного заряда атмосферы и электризации облаков в процессе их передвижения в атмосфере. Понятно, что величина естественного электрического поля не может быть строго постоянной, поскольку величина объемного заряда атмосферы и степень электризации облаков изменяются не только в течение суток, но и на протяжении года. При спокойной атмосфере, отсутствии грозовых фронтов и вспышек на Солнце естественное электрическое поле в данной местности меняется настолько медленно, что его вполне можно считать постоянным.
Величину электрического поля принято характеризовать напряженностью (Е), которая прямо пропорциональна разности потенциалов (U) между точками измерения и обратно пропорциональна расстоянию (d) между этими точками. Единица измерения напряженности электрополя — В/м (Вольт на метр).
Если разность потенциалов между точками измерения не меняется или меняется очень медленно, то говорят, что такое электрополе постоянное (статическое), если же разность потенциалов изменяется с какой-то частотой, то это электрическое поле — переменное.
Постоянное электрополе пчелы воспринимают, но на него практически не реагируют. Когда пчела попадает в статическое электрополе с достаточно высокой напряженностью (до 250—300 В/м), она останавливается на 2—5 с, а далее продолжает свой путь и ведет себя обычным образом. Отсутствие реагирования пчелы на постоянное электрополе объясняется тем, что такое поле не наводит в покровах тела пчелы электрический ток, в то время как переменное электрополе, особенно на определенных частотах, ток наводит, и пчелы на такое поле очень активно реагируют. Об этом будет рассказано ниже.
За счет естественных процессов, происходящих в атмосфере, может создаваться не только статическое электрополе, но при определенных условиях, например в грозовом фронте, и переменное. Это поле (его еще иногда называют атмосфериками) создается при электрическом разряде между облаками, и мы при этом видим на небе молнии. Атмосферики имеют высокие значения напряженности электрополя и очень широкий частотный спектр (от нескольких десятков до нескольких миллионов герц). Активность атмосфериков возрастает от северных широт к южным, поскольку в таком же направлении возрастает и количество грозовых дней.
Иногда резкое увеличение интенсивности атмосферников совпадает в дневные часы со вспышками на Солнце, которые увеличивают ионизацию атмосферы и, соответственно, напряженность переменного электрополя. Видимо, этим обстоятельством можно объяснить внезапную и немотивированную агрессивность пчел, которую они могут проявлять в отдельные дни или даже часы.
Агрессивность пчел увеличивается также по мере приближения к пасеке грозового фронта. Но еще до его приближения непосредственно к пасеке очень часто большое количество пчел, занимающихся доставкой корма, возвращается в ульи. При этом лётная деятельность пчел прекращается, хотя освещенность, температура и сила ветра находятся в пределах оптимальных значений. Одной из причин такого поведения пчел является сильное увеличение и изменение напряженности электрополя, которые порождают грозовые разряды, происходящие на большом удалении от пасеки.
Было замечено, что агрессивность пчел достигает максимума с приближением грозового фронта к пасеке на расстояние 600—800 м, когда скачкообразные изменения напряженности электрополя, происходящие во время вспышек молний, повторяются с периодичностью 30—70 с.
Агрессивность пчел по отношению друг к другу (у летка) и к людям, находящимся вблизи ульев, при приближении грозового фронта можно объяснить следующим образом. Прикосновение «наэлектризованных» пчел друг к другу или к человеку вызывает раздражение наведенным током, протекающим через место контакта. Нечто подобное, но только в более сильной форме, происходит с пчелами, когда от них отбирают яд, раздражая их при этом электрическим током.
А возможно ли защитить пчел, находящихся в улье, от естественного электрополя или хотя бы ослабить его негативное влияние?
Для начала рассмотрим, как обстоят дела с этим вопросом в природных гнездах. Хорошо известно, что в естественных условиях пчелы по большей части поселяются в дуплах, находящихся в живых деревьях. Влажная древесина живых деревьев является достаточно хорошим проводником электрического тока. Это происходит потому, что внутренние сосуды (клетки) и межклеточные пространства древесины заполнены водой, в которой растворены минеральные вещества, что придает этой воде (пасоке) электропроводные свойства. Электропроводность живого дерева в десятки тысяч раз больше электропроводности сухой древесины. По причине высокой электропроводности поверхность живого дерева имеет нулевой электрический потенциал.
С известной долей обобщения живое дерево можно сравнить с вертикально стоящей металлической трубой или металлической водонапорной башней, у которых электрический потенциал тоже равен нулю, поскольку они заземлены и имеют потенциал, одинаковый с землей. Из физики известно, что внутри замкнутых электропроводящих объемов, имеющих снаружи нулевой потенциал, электрическое поле отсутствует.
Если же на такой объект будет воздействовать внешнее электрополе, то по причине высокой электропроводности его внешней поверхности электрическое поле не сможет проникнуть внутрь такого объема. Происходит, как говорят специалисты, экранирование внутреннего объема.
Если теперь посмотреть на живое дерево с дуплом и гнездом пчел в нем с точки зрения сказанного, то становится ясно, что пчелы в таком жилище надежно защищены (экранированы) от атмосферного электрического поля самой древесиной живого дерева. Даже во время грозы, когда напряженность внешнего электрического поля достигает нескольких сотен вольт на метр, стенки дупла в живом дереве полностью защищают пчел от этого негативного воздействия. Именно поэтому пчелы в естественных условиях размещают свои гнезда преимущественно в дуплах живых деревьев. Сказанное выше позволяет объяснить «странности» пчел, которые иногда размещают свои гнезда в металлической трубе, внутри металлического памятника или барабана от зерноуборочного комбайна и т. п.
Еще один аспект рассматриваемой проблемы. Хорошими экранирующими свойствами обладает не только живая древесина, но и крона деревьев. Поэтому под пологом деревьев для пчел естественным образом создается защищенный от внешнего электрополя комфортный обитаемый объем. Замечено, что при прочих равных условиях пчелы при заселении отдают предпочтение деревьям, стоящим в массиве (лес, роща, посадка). Очень редко пчелы выбирают дупла в отдельно стоящих деревьях. Кстати, такие деревья чаще всего поражаются молнией, а уж тут, как говорится, никакое экранирование не поможет.
Для защиты пчел, находящихся в ульях, от переменных электрополей рекомендуется проводить комплекс мероприятий:
- крышки ульев покрывать металлом и заземлять их;
- стенки ульев красить краской, отражающей переменные электрополя, — это может быть краска, изготовленная на основе лака, в котором размешивают небольшое количество алюминиевой или бронзовой пудры;
- над ульями на высоте 2—2,5 м размещать металлическую сетку с размером ячеек не больше 100×100 мм, которую надо надежно заземлять.
ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИАЦИЯ (РАДИОАКТИВНОСТЬ) ЗЕМЛИ
В состав земной коры входят породы, обладающие радиоактивными свойствами. Некоторые из ядер тяжелых металлов (уран, радий, торий), входящих в эти породы, самопроизвольно распадаются с образованием новых частиц и выделением альфа- и бета-частиц (электронов) и гамма-лучей (фотонов большой энергии). Это свойство называется естественной (фоновой) радиоактивностью Земли.
Процесс естественной радиоактивности сопровождает Землю еще с момента появления на ней живых организмов, которые возникали, существовали и развивались при непрерывном воздействии этого геофизического фактора, результате все живое на Земле, в том числе и пчелы, приспособились к существованию в таких фоновых условиях и без особого вреда для себя переносят эти естественные радиоактивные излучения.
Допустимый для человека уровень естественной радиации составляет несколько десятков микрорентген. Если местность, в которой живет человек, не заражена радиоактивными элементами искусственного происхождения (атомные взрывы, техногенные катастрофы атомных объектов и т. п.), то естественная радиация может оказывать на человека негативное воздействие только в виде мутаций (изменений) его генов — носителей наследственной информации.
Так же обстоит дело и с пчелой. Результатом негативного воздействия естественной радиоактивности Земли на ее могут быть мутации генов, в результате чего рождаются нетипичные для данного вида гинандроморфные особи (гермафродиты).
СВЕТОВОЕ И ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ СОЛНЦА
Солнце является центром нашего мироздания и очень мощным источником излучений в широком спектре частот. Однако в контексте рассматриваемых вопросов нас будут интересовать только световое излучение и тепловое излучение (солнечная радиация).
Световое излучение
Солнечный свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волн от 0,4 до 0,8 мк. Цветовое зрение человека и пчелы несколько отличается. Так, человек воспринимает цвета от красного до фиолетового (низкочастотная часть спектра солнечного света), а пчела — от желтого до ультрафиолетового (высокочастотная часть спектра). Красный цвет пчела не воспринимает, он видится ей черным. Причем во всем диапазоне воспринимаемых пчелой цветов имеются три максимума цветовой чувствительности: ультрафиолетовый, синий и желтый. Все эти особенности цветового зрения пчел надо учитывать при покраске ульев. Подробно о том, как правильно красить ульи, будет рассказано ниже.
Солнечный свет позволяет пчелам получать большое количество информации об окружающем мире, и поэтому без света пчелы могут существовать только в пассивный период своей жизнедеятельности, когда они не вылетают из улья.
Тепловое излучение
Поток солнечного тепла (прямая и рассеянная солнечная радиация) падает на улей, нагревает его поверхность, а потом часть тепла в виде теплового излучения передается с поверхности улья окружающей среде, а другая часть за счет теплопередачи проходит через стенки и крышу и нагревает внутренний объем улья. Суммарная тепловая энергия, поступающая в улей, зависит от температуры окружающей среды, скорости ветра, коэффициента теплопроводности стенок и утепления улья, а также от цвета его окраски.
В летнее время ульи надо защищать от чрезмерного перегрева солнечными лучами. Весной же и осенью это тепло оказывает весьма благоприятное воздействие на развитие пчелиных семей.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ (ИЗЛУЧЕНИЯ) ПЕРЕДАТЧИКОВ РАДИОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
Электромагнитные излучения искусственного происхождения, используемые человеком для радио, телевидения, связи, на радиолокационных станциях (РЛС), представляют очень широкий спектр радиоволн. Этот диапазон охватывает от нескольких десятков килогерц — кГц (103 Гц) до нескольких гигагерц — ГГц (1012 Гц).
На достаточном удалении от таких передатчиков, где обычно находится подавляющее большинство пасек, плотность потока электромагнитной энергии настолько мала, что она не оказывает негативного воздействия на жизнедеятельность пчелиной семьи. Здесь пчелы ничем не отличаются от других живых организмов и, в частности, от человека. Ведь современный человек всю свою жизнь проводит в окружении огромного количества незаметных излучений радиоволнового диапазона, которые можно обнаружить только при помощи технических средств, например радиоприемника, телевизора, и не ощущает на себе их негативного воздействия. По крайней мере, современной науке ничего не известно о наличии такого негативного влияния. Другое дело, когда пчела находится в непосредственной близости от источника электромагнитных излучений.
А можно ли защитить пчел от неблагоприятного воздействия сверхвысокочастотного излучения? Можно. Для этого надо около пасеки поставить вертикально защитный кран из металлической проволоки. Длина экрана должна быть такой, чтобы он закрывал от излучения крайние по фронту ульи.
Для частотного диапазона большинства РЛС достаточно ячейки экрана размером 100 х 100 мм. В узлах ячеек должен быть обеспечен надежный электрический контакт. При уменьшении размера ячейки степень защиты увеличивается. Высота экрана может быть равной 2 м, экран должен быть надежно заземлен.
ЭЛЕКТРОПОЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) уже давно стали привычным атрибутом наших ландшафтов. Настолько привычным, что мы их порой просто не замечаем. Это, конечно, правильно, но, готовясь к выезду на медосбор или устанавливая пасеку в новом месте, мы бы рекомендовали учитывать и расположение ЛЭП. Почему? Об этом сейчас и поведем разговор.
По большинству ЛЭП передается переменный ток частотой 50 Гц. Поскольку потери мощности при передаче обратно пропорциональны величине напряжения, то для передачи на дальние расстояния строятся ЛЭП с рабочим напряжением до 1500 кВ (1 500 000 Вт!). Но чаще всего используются ЛЭП-500 кВ и ЛЭП-750 кВ.
По причине высоких напряжений, передаваемых по ЛЭП, они создают значительные локальные аномалии электрических полей, выражающиеся в увеличении их напряженности. Величина напряженности у земли зависит от высоты опор, провисания проводов и рельефа местности. По Е. К. Еськову (1999), средние значения напряженности электрополя на высоте 2 м от земли под ЛЭП-500 кВ составляют 6 кВ/м (60 В/см), под ЛЭП-750 кВ — 11 кВ/м (110 В/см), под ЛЭП-1500 кВ — 17,4 кВ/м (174 В/см).
Механизм влияния на пчел переменного электрополя, создаваемого ЛЭП, подобен описанному выше для естественных переменных электрополей. Точно так же переменное поле ЛЭП создает на теле пчел наводимые токи, которые раздражают пчел при контакте друг с другом или с другими токопроводящими объектами. Переменное электрополе при расположении ульев под ЛЭП влияет также и на физиологическое состояние пчел и расплода, что выражается в активизации обменных процессов в их организме. Это, в свою очередь, вызывает гибель расплода на разных стадиях в общем количестве до 10 %, уменьшение продолжительности жизни пчел на 3—5 суток и очень высокий процент гибели маток — от 40 до 60%. В итоге все эти процессы приводят к уменьшению численности рабочих особей (силы семей) в среднем на 14%. Понятно, что эта негативная тенденция не может не повлиять на медосбор семей.
Следует отметить также, что семьи пчел, находящиеся в зоне действия ЛЭП, проявляют специфические формы поведения. Прежде всего, пчелы этих семей отличаются повышенной агрессивностью, которая сохраняется на протяжении всего периода пребывания семей под ЛЭП. У летков этих семей обычно располагается большое количество пчел. Для них характерен высокий уровень хаотической двигательной активности. Пчелы этих семей стремятся заделывать воском и прополисом не только места соединения частей улья, но и летковые отверстия, оставляя в них лишь небольшие проходы.
Самой надежной защитой от негативного воздействия ЛЭП является удаление семей на расстояние не менее 50 м от крайнего провода ЛЭП. Заземление металлических крыш ульев является также достаточно эффективным способом защиты от переменных электрополей.
НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ЭЛЕКТРОПОЛЯ, СОЗДАВАЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ (ГЕНЕРАТОРАМИ)
Переменные низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами, отличаются от рассматриваемых выше переменных электрополей атмосферы и ЛЭП только частотой их генерации. По этой причине основные механизмы воздействия этих полей на пчел фактически аналогичны.
Особенности воздействия низкочастотных электрополей связаны в основном со спецификой восприятия пчелами некоторых низкочастотных электрополей вполне определенной частоты и структуры. Реакция пчел на электрополя зависит от количества пчел их состояния, а также от частоты и напряженности электрополей. Максимальную чувствительность к электрополям пчелы проявляют на частоте 500 Гц. Порог их чувствительности на этой частоте составляет 4—5 В/см. Повышение или понижение частоты электрополей приводит к увеличению порога чувствительности, то есть к электрополям этих частот пчелы проявляют меньшую чувствительность.
Природную особенность пчел, проявляющих максимальное возбуждение на переменное электрополе с частотой 500 Гц, можно использовать для стимуляции пчелиных семей в различных целях, в частности для предотвращения роения, борьбы с варроатозом, наращивания силы семей, идущих в зиму, увеличения выхода яда при его отборе.
АКУСТИЧЕСКИЕ ПОЛЯ (ЗВУКОВЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ)
Каждая пчела в процессе своей жизнедеятельности способна издавать и воспринимать определенные звуки. В системе акустической сигнализации в качестве физических линий канала связи пчелы используют воздух или твердые тела. В принципе любой звуковой сигнал независимо от способа его генерации может передаваться по каждой из этих линий. Однако, с точки зрения экономии энергетических затрат, акустические сигналы целесообразно передавать, минуя переходы через среды с различной акустической проводимостью, например воздух — твердые тела. В процессе эволюции медоносная пчела получила способность пользоваться этими каналами акустической связи отдельно.
Назовем (весьма условно) канал связи, в котором сигнал передается по воздуху, звуковым каналом связи (ЗКС), а канал, в котором сигнал передается по твердому телу, — вибрационным каналом связи (ВКС).
В ЗКС генерация пчелами звуков осуществляется при помощи летательного аппарата, в частности при помощи крыльевых пластин. Воспринимаются звуки в ЗКС при помощи специальных волосков (сенсилл), расположенных на голове пчелы и Джонстонового органа на усиках пчелы.
В ВКС вибрационные сигналы издаются прижатым к твердому телу (соту, стенке улья) корпусом пчелы за счет его продольного сжатия. Воспринимаются эти сигналы при помощи специальных виброрецепторов, расположенных в верхних частях голеней всех трех пар ног.
В зависимости от выполняемой работы и физиологического состояния пчелиной семьи она издает звуки, занимающие довольно широкий спектр звукового диапазона. Однако максимумы спектральной энергии приходятся обычно на три диапазона: 75—190 Гц — вентиляция гнезда; 200—400 Гц и 420—550 Гц — общая активность пчел. За 3—5 дней до выхода роя интенсивные составляющие второго диапазона смещаются на область 210—240 Гц (Е. К. Еськов, 1981). Эти же составляющие появляются и тогда, когда пчелы перестают заниматься приносом нектара.
А как реагируют пчелы на внешние звуки окружающей среды? Прежде всего следует сказать, что звуковая сигнализация не имеет для пчел такого важного значения, как визуальная или обонятельная, а является вспомогательной. По этой причине на все природные звуки фонового характера (шум леса, дождя, звуки ветра и т. п.) пчелы в активный период их жизнедеятельности практически никак не реагируют. Так же обстоит дело и с реакцией на звуки, сопутствующие человеческой деятельности (разговор людей, звуки музыки, работающих механизмов и др.), если интенсивность этих сигналов невелика.
Услышав внешние звуки высокой интенсивности (>120 дБ), издаваемые в районе улья, пчелы прекращают передвигаться по сотам. На звуки ударов по улью сторожевые пчелы выкучиваются из летка, некоторые из них взлетают, а часть пчел в гнезде воспринимает эти звуки как сигнал тревоги и начинает набирать в зобики мед.
Интересную реакцию на звуковые раздражители проявляют пчелы в ходе зимовки. Пчелы, зимующие в тишине омшаника, сарая или другого помещения, а также на улице, очень остро реагируют на любые внезапные звуки повышением своей активности. Однако если тревожащие звуки с момента постановки семей на зимовку будут периодически повторяться, то пчелы адаптируются к этим раздражителям и перестают на них реагировать. Есть сведения о том, что пчелы могут нормально перезимовать под железнодорожным мостом, по которому постоянно ходили поезда, рядом с автомобильной дорогой с интенсивным движением и т. п.
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
К ультразвуковым частотам относятся звуковые колебания на частотах более 20 кГц, которые человеческое ухо не воспринимает. Скорее всего, также не воспринимают ультразвуки и пчелы, но эти звуки могут оказывать воздействие на пчел как на физический объект.
Природные ультразвуки издаются сильным ветром, шумом моря. Излучают ультразвуки также летучие мыши и некоторые насекомые, но интенсивность всех этих звуков чрезвычайно мала, и поэтому они на пчел никак не влияют.
Сами медоносные пчелы генерируют УЗ-излучение на частотах 20—22 кГц. Это излучение особенно интенсивно при роении и при нахождении или оставлении пищевой приманки (Л. Бергман, 1957). Есть предположение, что пчелы генерируют ультразвук за счет вихревых потоков при движении крыльев. Считается, что ультразвук не имеет для пчел сигнального значения, то есть является сопутствующим фактором.
В процессе деятельности человека отдельные устройства, которые он использует, могут излучать ультразвуки. Так, например, работающие деревообрабатывающий станок, дрель, вентилятор испускают ультразвуки. Причем интенсивность этого ультразвука будет тем больше, чем выше скорость вращения указанных устройств.
А какое влияние оказывает ультразвук на живые организмы, в том числе на человека и на пчелу?
При воздействии ультразвука на живой организм составляющие его частицы совершают интенсивные колебательные движения с большими ускорениями. При этом на расстояниях, равных половине длины звуковой волны, в облучаемой среде могут возникать разности давлений от нескольких единиц до десятков атмосфер. Это вызывает механическое, тепловое и физико-химическое воздействие на биологические объекты.
МЕХАНИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
При малых интенсивностях (до 2—3 Вт/см2 на частотах 105—106 Гц) колебания частиц живого организма производят своеобразный микромассаж тканевых элементов, способствующий лучшему обмену веществ — улучшению снабжения кровью и лимфой. Повышение интенсивности ультразвука может привести к возникновению кавитации — «закипанию» жидких субстанций организма (крови, лимфы) и разрушению тканей.
ТЕПЛОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
Всякое звукопоглощающее тело (пчела в том числе), облученное ультразвуковым полем, заметно нагревается. При этом наиболее сильно нагреваются наружные покровы тела. В зависимости от интенсивности ультразвукового поля и длительности его воздействия нагрев может составлять от единиц до нескольких десятков градусов.
Применение малых интенсивностей ультразвукового излучения (до 2 Вт/см2) обычно вызывает совокупное (механическое и тепловое) положительное воздействие на человеческий организм. Многие, вероятно, помнят посещения в детстве физиотерапевтического кабинета для проведения ультразвуковых процедур. Однако воздействие на пчел подобной процедуры может вызвать противоположный эффект. В ультразвуковом поле частотой 20 кГц при интенсивности 1—3 Вт/см2 быстро погибают небольшие животные и всевозможные насекомые, в том числе и пчелы. Причиной их смерти в этом случае является чрезмерное нагревание тела (Л. Бергман, 1957).
Другие источники указывают, что ультразвуковые излучения с интенсивностью 1 Вт/см2 в непрерывном режиме или 0,05 Вт/см2 в импульсном (2 мс) режиме вызывают сокращение продолжительности жизни взрослых пчел на 3 и 22% соответственно (О. Ф. Гробов и др., 1987). Облучение печатного расплода непрерывным ультразвуковым полем с интенсивностью 1 Вт/см2 при длительности воздействия 10 и 20 минут приводит к гибели 2 и 31 % куколок пчел соответственно (И. А. Акимов, 1968).
Однако следует сказать, что те бытовые устройства, о которых мы говорили выше и которые непроизвольно излучают ультразвуки, имеют чрезвычайно малую интенсивность излучения, в лучшем случае десятые доли Вт/см2. К тому же интенсивность ультразвукового поля резко уменьшается при распространении в воздухе — каждый метр пути уменьшает интенсивность ультразвукового поля в десятки раз.
