Ті, хто росте холодним, залишаються дурними
Упродовж поколінь бджолярі намагаються вигнати з бджіл дивну примху, вмілим розведенням. Тварини не використовують ефективно свій вулик. Знову і знову вони залишають гребінці порожніми і не використовують їх для вирощування нащадків і для зберігання меду. Чому тварини поводяться так неекономічно? За останні два роки дослідники з Вюрцбурга потроху знаходили відповідь за допомогою комп’ютерних сканерів та теплових камер: „діри” у будівлі сприяють розуму літаючих збирачів нектару.
Йти було довгий шлях: у просторіччі бджоли є втіленням працьовитості та старанності. Але серед біологів професор Мартін Ліндауер з Вюрцбурзького університету знищив це зображення більше 30 років тому. Старий майстер досліджень бджіл позначив робітниць кольоровими крапками і підрахував, як часто вони вилітають. Його наступники у Вюрцбурзькому університеті нещодавно повторили його експерименти з використанням сучасних технологій. Біологи прикріпили на тваринах маркування, що читається комп’ютером, і розмістили сканери у вулику та біля виходів, як на касах супермаркетів, щоб зафіксувати кожну дію тварин.
Нові експерименти підтвердили старі висновки: фуражники витрачають лише 30 відсотків робочого дня на пошук нектару. Решту часу вони перебувають у вулику - де, здається, дехто не має чим зайнятися. Тварини заповзають у порожні гребінці, які дратують пасічників, і валяються там. Відпочинок або навіть сон?
Відповісти на запитання довго не можна - поки робоча група професора Юрген Тауца з Вюрцбурзького університету нарешті не знайшла того, що шукала. Тауц та його команда проводять поведінкові дослідження зі слабкістю до сучасного обладнання. Марко Кляйнхенц та Бріджит Буйок стежили за подіями у вулику за допомогою теплових камер. За допомогою цього можна реєструвати різницю в температурі тіла окремих тварин. Десятиліттями відомо, що бджоли є майстрами кондиціонування повітря і що вони обігрівають свої будинки в середньому до 35 градусів Цельсія. Але те, що виявили жителі Вюрцбурга, здивувало експертів: на підлозі лежав клаптик різної температури. Найгарячіше було в сотах, в яких сиділи, мабуть, сплячі бджоли. Тварини були в середньому 41 градусом. Окремі робітники навіть досягли 43 градусів - смертельної температури тіла для людей.
Жителі Вюрцбурга проаналізували розподіл цих “гарячих бджіл” у будівлі та виявили, що вони не випадково сидять десь. "Їхня робота полягає в зігріванні личинок і лялечок, - каже Тауц, - і для цього нагрівальні клітини настільки точно розподіляються у вулику, що вони можуть рівномірно прогріти клітини розплоду". Робітники використовують їх як джерело енергії М’язи польоту. Вони від’єднують крила від м’язів, а потім починають «літати» на місці. Це важка робота. Вони повинні зупинитися не пізніше 15-20 хвилин, а інша бджола бере на себе їх функцію.
Бріжит Буйок зауважила, що деякі кочегари також притискали свої груди до воскової кришки личинкового стільника і зігрівали розплід зверху. «У робітників є датчики температури, які показують їм, де опалюватись. Ми підозрюємо, що личинки також надсилають хімічні сигнали, коли їм стає занадто холодно », - говорить Тауц.
Зусилля, зроблені бджолами, спантеличили біолога. Давно відомо, що температура палички важлива для опариша та лялечок, оскільки вони розвиваються повільніше при низьких температурах. Але в іншому, здавалося, тепло не мало великого впливу на зростаючих бджіл.
Як правило, самка бджоли живе близько чотирьох-шести тижнів після вилуплення влітку і за цей час проходить усі етапи роботи бджіл:
• Починається з прибиральної бригади. Молода бджола очищає стільники і прибирає сміття з вулика.
• Догляд за дітьми - їх наступна робота. Сюди входить годування личинок пилком та нектаром.
• Далі йде робота у будівництві стільників та в службі безпеки біля підлогового входу.
• Остання робота - це польова служба збирача нектару та пилку.
Протягом життя бджоли діють дуже різні гени, як виявили американські дослідники кілька місяців тому. Бджоли навіть розробляють спеціальні органи для своїх різних завдань. Бджоли-медсестри, які доглядають за личинками, мають кормові залози, які дають особливо поживне розплідне молоко. Натомість будівельні бджоли мають воскову залозу. Але: Система розподілу праці гнучка. За необхідності - якщо, наприклад, гребінці були знищені ззовні - фуражири повертаються до будівельної бригади і знову виробляють воскову залозу.
Для того, щоб точно з’ясувати, яку функцію тепло має для розвитку бджіл, вюрцбурзькі дослідники дозволили молодим бджолам рости при різних температурах. Після вилуплення кожній тварині давали чіп. За допомогою сканерів у норі та в екскурсійному отворі біологи Себастьян Стрейт та Фіола Бок відстежували, де кожна бджола працювала та наскільки це було успішно. Крім того, вони перевіряли продуктивність робітників, які виросли за різних температур. Результат: тварини, які виросли в прохолодному середовищі, були менш здатні вчитися, ніж їхні особи, які виросли при 34 або 36 градусах, і вони були не придатні для виконання всіх завдань. Більше за все їм було важко вчитися та збирати. 32-градусні бджоли в експерименті навчилися менше пов’язувати певний аромат із джерелом їжі. До того ж вони зникали значно частіше. Багато хто не знайшов шляху до свого вулика, і дослідники навіть виявили деяких бджіл у неправильних структурах. Навіть коли "дурні" корма виявляли хороші та рясні квіткові явища, їм рідко вдавалося переконати своїх спеціалістів у якості джерела свого нектару.
Бджоли використовують так званий танець воглів, щоб передати один одному вид знахідки, а також напрямок і відстань. Це відбувається на спеціальному «танцполі» біля входу в поверх. Танцююча бджола висить на стільниках, які бджоли завжди будують точно перпендикулярно землі. З позиції танцівниці інші фуражири можуть бачити кут, під яким джерело їжі знаходиться до напрямку сонця. Якщо голова вказує точно вгору, це точно в напрямку сонця. Якщо голова спрямована горизонтально вправо, це 90 градусів праворуч від сонця. Навіть якщо колекціонер довше танцює в темряві палиці, вона не помиляється, оскільки у неї є внутрішній годинник, за допомогою якого вона постійно коригує кут сонця під час свого танцю.
Під час танцю бджола енергійно розмахує своїм тілом - вона віляє - потім ненадовго ходить по колу. Тривалість виляння повідомляє іншим бджолам відстань до їжі. Однак бджоли не дають абсолютних маршрутів, а складають відмінні шляхові точки, як це з’ясувала команда «Tautz». 400 метрів над сильно структурованою місцевістю призводять до довшого танцю, ніж 400 метрів над піщаною поверхнею. Швидкістю пробігу навколо власної осі колектори виявляють, наскільки привабливим є джерело: чим швидше вони бігають, тим продуктивніше воно.
Зазвичай танцювальний танець приваблює публіку. Але нікого не цікавило те, про що намагалися повідомити круті тварини у вулику. Таутц: «Очевидно, що ці бджоли насправді не володіють типовим спілкуванням. Ми підозрюємо, що існує критична фаза розвитку тварин, коли нервова система розвивається лише оптимально при правильній температурі ". Вюрцбуржці навіть знайшли ознаки того, що бджоли цілеспрямовано використовують тепло, щоб" спростити " Використовувати жінок-працівниць для бек-офісу або «розумних» для виїзної служби. "Раніше ніхто не дивився на це так", - прокоментувала експерт з бджіл Глорія Дегранді-Хоффман з дослідницького центру бджіл Карла Хайдена в Тусоні в журналі New Scientist про експерименти з нагріванням. "Поки що генетичні причини різних талантів завжди передбачалися".
Тепло відіграє важливу роль у вулику багато в чому: Філіп Т. Старк, який зараз працює в Каліфорнійському університеті в Берклі, у 2000 р. Повідомив, що у вулику цілком може розвинутися лихоманка, спричинена грибком Ascosphaera apis, який є небезпечним вбивцею бджіл. Він атакує личинок, проникає через тварин і повністю їх обростає, поки зрештою не залишається лише вапняна мумія. Ось чому пасічники називають цю інфекцію Калькбрутом. Грибку легше в прохолодних будівлях. Старкс виявив, що заражені колонії підвищують середню температуру в норах на півградуса.
Команда Вюрцбурга з’ясувала, що тепло - це також пояснення дивовижних досягнень точності: стільник - це шестистінна трубка зі стійкими товстими полотнами на голові та нозі та тонкими стінками пластин. Жоден інженер не міг пояснити, як можлива така неймовірна точність. Дослідники знайшли рішення у властивостях воску. Спочатку бджоли будують лише досить грубий стільник із закругленими краями. Потім нагрівач бджіл заповзає в стільник і нагріває віск, поки він не розтане. Коли він охолоджується, остаточна кутова структура утворюється без будь-яких подальших дій.
Стільники з їх товстими брусками - це не просто стабільні розплідники та місця зберігання. Вони також використовуються для спілкування. Тому що знаменитий танець воглів відрізняється від того, що донедавна вважали біологи. Тауц: «Цей комунікативний танець зняв Мартін Ліндауер десятки років тому. Тисячі викладачів, студентів та дослідників бачили це і думали, що це свого роду танцювальний біг ".
Вони пропустили щось важливе: Хоча танець дуже вражаючий, бджола ніколи не могла розглянути його у вулику. “Там темно. Тварини не можуть вчитися, спостерігаючи », - говорить Тауц. За допомогою високошвидкісних камер жителі Вюрцбурга виявили, що бджоли майже не ходять під час фали виляння, а майже тримаються за стільник майже весь час і лише рухають тілами вперед-назад. Команда біологів висунула гіпотезу: Силові рухи тварин генерують вібрації, щоб привернути увагу до новин у цілому вулику. У Турі, Франція, дослідники знайшли партнерів по співпраці, які мали відповідне обладнання, щоб перевірити їх ідею. За допомогою французького лазерного доплерівського віброметра вібрації можна реєструвати, не торкаючись вібруючих поверхонь і тим самим порушуючи їх.
Вчені вимірювали частоти бджолиного танцю і спостерігали, що відбувається в задній частині вулика, коли в передній частині створюються вібрації. Вони з’ясували, що бджоли генерують частоту 270 вібрацій за хвилину своїми польовими м’язами. Це глибоке гудіння, як звук літаючих фуражерів. Ці вібрації поширюються по товстих хребтах стільника. Тауц назвав цю комунікаційну систему “Comb Wide Web” - на честь англійського виразу “honeycomb” для стільника. Корми, які цікавляться новими джерелами їжі, привертають вібрації. Цікаво, що вони торкаються танцівниці. За допомогою щупальців вони можуть скуштувати, який нектар оселився у волоссі фуражера, і відчути безпосередній контакт інформації про відстань і напрямок джерела їжі.
«Пасічники порушують це спілкування, не бажаючи, - каже Тауц, - коли оточують стільник дерев'яним каркасом, оскільки це запобігає вібраціям». Але бджоли знають, як допомогти один одному. Вони гризуть дерев’яну конструкцію в декількох місцях, поки власна інформаційна система підлоги знову не запрацює.
Нові результати поки що не відповідають на всі питання щодо бджіл. «Apis mellifera», медоносна бджола, ще має що запропонувати для лікарів та інженерів, зокрема. Два приклади досліджень старіння:
• Літні бджоли живуть максимум шість тижнів, а зимові - до десяти місяців. Як ти це робиш?
• У бджіл здатність до навчання підвищується з віком, на відміну від людини. Тут теж досі незрозуміло, чому це відбувається.
Або приклад інтелекту: незважаючи на свою дивовижну здатність вчитися, одна бджола досить дурна в порівнянні зі ссавцем або птахом. Однак увесь народ діє розумно та надзвичайно гнучко. Тому комп’ютерні спеціалісти дуже зацікавлені в цьому “новоутвореному” інтелекті. Вони передбачають невеликих і недорогих роботів, які можуть розумно діяти як група, наприклад, для космічних місій. Можливо, одного разу у далекому майбутньому це будуть не людиноподібні андроїди, а війська бджолоподібних "апізоїдів", які дають чуже життя формує перше враження про життя на землі в космосі. ■