Что происходит зимой в клубе пчёл? Тепло выделяют копны сырого сена и ворох зерна, насыпи плодов. В них идёт повышение температуры по направлению к центру (вплоть до самовозгорания). Пчёлы в процессе эволюции воспользовались этим природным явлением и хорошо вписались в него. В центре клуба зимой температура 20-360С. Пчёлы в этих условиях активны. Создаётся иллюзия, что они специально двигаются – трудятся над обогревом гнезда. Корка – уплотнённый слой пчёл. Измерения показали, что теплопроводность его с уплотнением возрастает, поэтому рассматривать корку как инструмент теплоотдачи пчелиного клуба нет оснований.

 Филлипс полагал, что при “надлежащих” температурных условиях в улье образование тепла клубом прекращается. Гипотеза была принята на вооружение исследователями и пчеловодами всех стран и вошла в учебники. В дальнейшем шло её развитие и уточнение. Однако она содержит ряд спорных моментов.

 

Прежде всего, неправомерно приписывать выработку тепла лишь центральной части клуба (тепловому центру). Пчёлы, находящиеся на его периферийной части также являются живыми организмами, которые в результате своей жизнедеятельности выделяют метаболическое тепло, также идущее на обогрев. В любом месте клуба пчёлы отдают тепло. Такую же картину можно наблюдать и в летнем гнезде пчёл.

Филлипс, а вслед за ним и многие авторы учебников по пчеловодству утверждают, что находящиеся в центре пчёлы производят тепло за счёт мускульной деятельности: движения ног, брюшка, крыльев. Это не подтвердили последние исследования. Установлено, что производство тепла пчёлами осуществляется за счёт микровибраций мышц груди, которые визуально незаметны и могут быть обнаружены лишь с помощью специальной аппаратуры, регистрирующий их электрические потенциалы. При видимых же движениях пчёл и их органов сколько-нибудь заметного выделения тепла не происходит. Движения лишь отображают специфику их поведения.

Считается, что “уплотнённая оболочка” клуба является хорошим теплоизолятором и специально создаётся пчёлами для сохранения тепла, генерируемого в центре. По мере понижения наружной температуры плотность и толщина оболочки, по устоявшемуся мнению, возрастает. С этим положением также трудно согласиться. Если бы корка клуба действительно выполняла роль теплоизолирующей оболочки, то в соответствии с закономерностями теплопередачи на границе между нагретой зоной и оболочкой наблюдался бы резкий скачок температурного градиента. Однако такого скачка никто из исследователей не обнаружил. Температура в толще клуба понижается постепенно с 25 до 100С. Теплопроводность слоя с его уплотнением, не только не уменьшается, но и возрастает. Поэтому рассматривать корку как инструмент регулирования теплоотдачи пчелиного клуба нет оснований.

В связи с изложенным гнездо пчелиной семьи, и в частности зимний клуб следует квалифицировать как гетерогенное образование, состоящее из системы тел с внутренними источниками тепла, сотов, сидящих на них особей и пор, заполненных воздухом. Источник тепла этой системы – особи, выделяющие энергию в процессе их естественной жизнедеятельности.

Системы с внутренними источниками тепла в природе имеют широкое распространение. Это копны сырого сена, вороха зерна, насыпи плодов, да и сами плоды и др. Их характерная особенность – повышение температуры в направлении к центру. Даже при небольшой мощности тепловых источников температура в центре таких систем может достичь большой величины и вызвать возгорание. Несомненно, пчёлы в процессе длительной эволюции воспользовались этим природным явлением и хорошо вписались в него. Обладая поведенческой терморегуляцией, медоносные пчёлы при понижении температуры мигрируют в наиболее нагретое место, образуя гроздь или зимний клуб. Обычно таким местом является расплод, а при его отсутствии – какая-либо другая зона с повышенной температурой. Как только пчёлы собрались в кучу, без каких-либо ухищрений с их стороны начинает действовать механизм самообогрева и создаётся то распределение температур, которое мы наблюдаем в гнезде. Далее, когда такие условия сложились, каждая особь ведёт себя в соответствии с её физиологией и теми микроклиматическими условиями, которые её непосредственно окружают. В центральной области при температуре 20-360С особи активны, находятся в движении, и это создаёт иллюзию, что они специально трудятся над обогревом гнезда. Ближе к поверхности клуба его температура понижается и там, где она приближается к критической, пчёлы менее подвижны, сидят спокойно и образуют слой, принимаемый за защитную корку. Под критической обычно понимают температуру, стимулирующую холодовое оцепенение – 13,50С. Однако перейти в спокойное состояние пчёлы могут и раньше этого предела, т.е. при 150С и выше.

Хотя в корке пчёлы и сидят спокойно, долго они там оставаться не могут и вынуждены пробиваться в тёплую зону, где можно пополнять запасы корма, но и здесь не задерживаются надолго: повышенная концентрация диоксида углерода и водяных паров вынуждает их двигаться из центра к поверхности. При понижении наружной температуры снижается и температура наружного слоя пчёл. Если она достигнет критической, особи устремляются внутрь, заполняют всё свободное пространство, и в первую очередь пустые ячейки – клуб сокращается. Таким образом, при прежних его энергозатратах тепло выделяется в меньшем объёме, а температура во всех зонах, в том числе и на поверхности, растёт.

Однако бесконечно клуб сокращаться не может, уже при –3,50С одна половина пчёл занимает 90% всех пустых ячеек, а вторая – примерно такой же объём в улочках. С большой долей вероятности можно предположить, что при –5(-6)0С сокращение клуба, о котором так много говорят пчеловоды, исчерпает себя. Если понижение температуры продолжится, температурный режим клуба восстанавливается исключительно за счёт повышения тепловыделения.

Количество выделяемого пчелой тепла в центре будет втрое выше, чем на поверхности клуба. Иными словами, пчёлы в клубе ведут себя как типичные пойкилотермы. Уровень обмена у них растёт с повышением температуры.

Пчёлы должны зимовать при наружной температуре близкой к 00С. При этом их термогенез, характеризующий и уровень обмена веществ, минимален и находится в пределах 6-8 Вт.

Необходимо отметить, что теплообмен в клубе осложняется массообменом – выделением и удалением из клуба водяных паров и углекислого газа. Распределение концентрации этих компонентов в клубе аналогично распределению температуры, т.е. в центре она наивысшая, а на поверхности минимальная. Как и в создании тепла, в образовании этих компонентов участвуют все особи. Удаляются они из клуба за счёт диффузии (термодиффузия, концентрационная диффузия).

(Касьянов, НИИ пчеловодства, март 2003 г.)

Оставить комментарий

Кликните для смены кода
Адрес Вашей электронной почты опубликован не будет.
Обязательные поля отмечены звездочкой (*).