Запахи в жизни пчёл

Многообразен мир пчёл. Среди перепончатокрылых они почти самые представительные. Их насчитывается в мире около 20 тыс. видов, распространённых всюду, где имеются цветковые растения. Все они выкармливают своё потомство пыльцой и нектаром. Но из общего количества общественные медоносные пчёлы составляют только 15%, а остальные 85% видов пчёл живут одиночно. У них каждая самка спаривается с самцом, строит сотик с десятком ячеек, наполняет его кормом, откладывает яйца. Появившееся на свет потомство уже на второй год так и не узнает в лицо своих родителей. Однако, только родившись, пчёлы уже находят определённый вид растений, с которых будут собирать корм, знают, сколько запасти его в ячейку, умеют строить гнездо и т.д. Они знакомы с растением с первых дней жизни по запаху, ведь они питались его пыльцой ещё в личиночном возрасте, запомнив его цвет и форму, оставив дорожные “вехи”, они безошибочно продолжают работать.

…Для существования и нормальной жизнедеятельности пчеле многое дано от природы и передаётся по наследству. Здесь имеется в виду не только её внешние формы и окраска тела, но и полный набор необходимых органов, воспринимающих звуковые, зрительные, химические и прочие сигналы. Так, пчёлы способны не только различать звуки, но и издавать, распространять акустические сигналы, их виброрецепторы способны воспринимать звуковые и любые тончайшие колебания среды; при ориентировании в пространстве использовать магнитное и электрическое поля; определять путь, по которому движется солнце; имеют органы (джонстоновы), контролирующие скорость и направление полёта; распознают горькое и солёное; с помощью термо- и гигрорецепторов реагируют на изменение температуры и влажности; ориентируются и видят в темноте, улавливают ультрафиолетовые лучи и многое другое. Все эти приборы работают удивительно чётко. Однако усики-антенны всё же являются наиболее совершенными органами, без них пчела не смогла бы существовать. Ведь на них расположены хеморецепторы, воспринимающие наличие различных химических веществ в воздухе. Их значение трудно переоценить, так как химическая ориентация у пчёл имеет главенствующее значение в течение всей жизни.

Наиболее чувствительные хеморецепторные датчики на усиках расположены на 6,7 и 8-м члениках. Внешне они представляют собой микроскопические волоски – органы осязания и мельчайшие овальные пористые пластинки диаметром 12-14 мкм в наибольших углублениях и такие же бугорки – плакоидные сенсиллы, или органы обоняния. Число их у разных особей неодинаково. Так, у рабочей пчелы на каждой антенне находится от 3600 до 6000, у матки – около 3000, а у трутня – в десять раз больше, чем у матки, – около 30 000 пористых пластинок. А обонятельных пор ещё больше, почти полмиллиона, тоже с нервными окончаниями. Такие датчики устроены очень просто и отличаются тем, что кутикула, прикрывающая нервные окончания, чрезвычайно тонка и проницаема для пахучих веществ. Но, несмотря на простоту устройства, они обладают очень высокой чувствительностью к запахам.

Связь между обонянием и осязанием даёт возможность пчёлам воспринимать по запаху даже форму предметов, что очень важно при поиске цветов. Человеку чувство “круглого” или “квадратного” запаха недоступно.

Так, обладая тонким обонянием и великолепной памятью на запах, пчёлы находят богатые нектаром цветы. Кроме того, запахи обеспечивают связь между особями различных полов, т.е. являются запахами “зова любви”. Часто по запаху единичных молекул самцы находят самок, ведь не зря же у трутня столько обонятельных сенсилл и все они предназначены для определения местонахождения матки. По запаху пчёлы могут определять особей своего вида или своей семьи и с помощью запахов передавать сигналы тревоги и т.п.

Чтобы пчеле легче было разобраться во множестве запахов, природа устроила так, что, не все чувствительные клетки включаются в определение какого-либо запаха, им свойственна избирательная специфичность. На антенне пчелы нет даже пары клеток, имеющих одинаковый спектр восприятия запахов. Исследования показали, что в сенсиллах имеются отдельные клетки, настроенные на восприятие углекислого газа, запаха железы Насонова (следовых меток), запаха матки и т.д., они и обеспечивают необходимый поиск.

В качестве сигналов организмы используют только им свойственный различный набор химических соединений.

Химические сигналы… Не с их ли помощью пчёлы разговаривают между собой, не здесь ли азбука их языка, языка общения? Не в этом ли кроется одна из загадок пчёл? Они хорошо воспринимаются на свету и в полной темноте, вблизи и на значительном расстоянии, долго сохраняют свою информацию. Немало исследователей пытались объяснить поведение пчёл, но удалось постичь радость открытий не всем. Лишь К.Фриш, просидевший много лет у стеклянного улья над изучением пчёл, один из первых понял, что “танец” является средством их общения. Он назвал это языком пчёл. Пусть он очень ограничен по своей информативности, сообщает только о расстоянии и направлении полёта за взятком, но, тем не менее, является врождённой способностью общаться.

Во время танца пчёлы-разведчицы сообщают своим сёстрам о найденных медоносах. Если они растут не далее 100 м от улья, то пчёлы совершают круговой танец и одновременно дают окружающим их пчёлам принесённый нектар, содержащий запах цветущих растений, а те по цепочке другим. Аромат цветов в капельке нектара помогает им безошибочно находить дорогу к медоносам. А направление к источнику выбирают по изменяющемуся градиенту запаховой концентрации или по внутренней структуре струи воздуха. О находках, расположенных на более дальних расстояниях, пчёлы сообщают другим танцем, они вытанцовывают форму восьмёрки. При этом успевают сообщить и другую важную деталь – направление к источнику взятка. Оказалось, что если соединить восьмёрки прямой линией, то она покажет, на сколько вправо или влево от солнца надо отклониться, чтобы найти медонос. Пчёлы одной семьи и одной породы хорошо считывают эти сигналы. Но если привезти сюда пчёл другой породы и смешать их в одном улье с местной, то они перестанут понимать друг друга. Дело в том, что, например, серая горная кавказская пчела, совершающая медленные танцы, не способна понять танец более быстрой краинской пчелы и т.п.

Танец-компас всегда надёжно приводит пчёл к цели, но это ещё не всё. Известно, что у рабочих пчёл, как и у матки, между пятым и шестым сегментами брюшка имеется железа Насонова. Пчела-разведчица, побывав на цветке и полакомясь нектаром, выворачивает железу и выделяет вещество жёлто-серого цвета. Так она метит место сбора пыльцы и нектара, а также то место, где она брала воду. Это делается для того, чтобы застраховаться от случайностей, ведь не все цветы пахучие, а найти дорогу к ним надо. Лишь на заключительном этапе поиска включается запаховый ориентир.

Несколько по-другому медоносная пчела мелипона извещает об источниках корма. Разведчицы танцев в гнезде не выделывают, они по-особому жужжат и тем самым настраивают других сестёр. После чего те массами вылетают за взятком, но неизменно ориентиром им служат метки, оставленные на пути лёта. Точно так же запахом-ориентиром пользуются дикие одиночные пчёлы, так как им язык танцев неизвестен. Однако такое представление будет слишком упрощённым. Кроме запаховых ориентиров, которые по значимости, безусловно, относятся к первой ступени, при поиске источника нектара и пыльцы у пчёл включаются и другие приборы, следящие за серией ориентиров по пути к цветам. Когда пчёлы уже близки к цели и цветы попадают в поле их зрения, запаховый стимул уступает место зрительному.

Считается, что в природе так называемых первичных запахов (основных) немного, всего 20-30, но различных сочетаний не счесть. Разобраться в них очень сложно. К тому же они органиче-ского происхождения и легко поддаются распаду. Пчёлы различают 10-11 основных цветочных запахов и тысячи их комбинаций. Весь этот набор химических соединений является своеобразной азбукой их языка.

Живые организмы синтезируют и выделяют летучие вещества – феромоны. Они гормонального происхождения, но гормоны в отличие от феромонов выделяются эндокринными железами в кровь организма. Гомональные вещества являются важными регуляторами роста и развития. Сейчас известно, что как в индивидуальном развитии, так и в метаморфозе принимают участие три гормона: активационный, синтезированный клетками головного мозга, стимулирует активность эндокринных желез; экдизон – рост тканей тела в процессе метаморфоза; ювенильный, извлечённый из брюшка самца. Вот эти вещества и действуют на развитие личинок в определённых стадиях. Если удалить железы, синтезирующие гормоны, то можно прервать их детство, они станут досрочно взрослыми. Важную диспетчерскую роль в этом процессе выполняет ювенильный гормон, он решает судьбу личинок, из которых будут выходить трутни или матки.

Феромоны по направлению влияния подразделяются на аттрактанты и репелленты – вещества, обеспечивающие направление движения к источнику стимуляции или от него, отпугивающие или привлекающие; аррестанты – вещества, вызывающие резкое замедление движения или остановку; стимулянты – вещества, действие которых приводит к началу движения или какому-либо рефлекторному акту (питание, откладка яиц и т.п.); детерпенты – вещества, тормозящие реакцию, и др.

Эти химические соединения вызывают специфическое поведение у пчёл. Они могут действовать как через обонятельные рецепторы (половые аттрактанты, вещества тревоги, маркирующие запахи), так и через питание (маточное вещество; вещества, влияющие на развитие пола пчёл). Есть и другие соединения, с помощью которых пчёлы могут объясняться.

В семье происходят сложные взаимоотношения между особями с помощью выделения и распространения феромонов. Здесь более 30 видов различных гормональных веществ влияют на все физиологические состояния членов семьи. При этом матке отводится главенствующая роль, особенно в объединении и привлечении членов семьи. Она производит такие феромоны, которые регулируют многие функции семьи, способствуя единству её, но особое значение имеет маточное вещество. Стойкость и биологическая активность этого универсального феромона вызывает удивление. Его молекулы сигнализируют пчёлам, что матка полна сил и нет необходимости беспокоиться о выводе новой. Практически он и управляет всей деятельностью семьи, побуждает пчёл к строительству сотов с пчелиными и трутнёвыми ячейками. Сегодня учёным удалось расшифровать химический состав маточного вещества и даже получить в лаборатории 9-кетотранс-2-деценовую кислоту, выделяемую мандибулярными железами.

Матка производит и другие вещества. Например, на рой, покинувший улей, маточное вещество и секрет железы Насонова действует как объединяющий феромон, побуждая пчёл держаться вместе. Поэтому они собираются гроздью и так висят, пока не последуют другие сигналы. И как только рой снялся с места, матка выделяет новое вещество – 9-оксидеценовую-2 кислоту, тоже выделения мандибулярных желез. Пахучие молекулы этого вещества прокладывают пчёлам химический след, которым необходимо им следовать. В самом улье запахи этих кислот в отдельности или их смесь не привлекают пчёл к матке. Но если появится особь, излучающая высокие концентрации маточных феромонов, то она воспринимается остальными как вторая матка и зажаливается.

Специальные опыты показали, что передача феромона от неполовозрелой матки в улье осуществляется антеннами рабочих пчёл, которые передают его при контакте. И о том, что здесь живёт слишком молодая “невеста”, “женихи” знают. Запахи матки служат мощным оружием “женского очарования”. Эти особые вещества – сигнализаторы, эпагоны (привлекать), служат для трутней сигналом: “есть половозрелая неоплодотворённая самка”. Повзрослев, матка делает первые ориентировочные облёты, однако половой феромон ещё не синтезируется. И только тогда, когда подошла пора интимных связей при вылетах на спаривание, она пользуется “молекулами любви”. В это время железы матки выделяют секрет, который как бы приглашает трутней на спаривание. В определённых зонах на расстоянии 150-1000 м вокруг пасек в разных местах трутни уже скопились небольшими группами. И как только матка поднимается на высоту 10-12 м, она сразу же попадает в поле их зрения. Трутней привлекает запах полового аттрактанта матки. Система ориентации в полёте на запах самки настолько у них совершенна, что безошибочно позволяет находить её. Сначала небольшими группками слетаются они с подветренной стороны от матки и объединяются в большую группу, преследуя её, пока не произойдёт спаривание. Источником запаха “зова любви” являются мандибулярные железы. Но запах этого вещества не так сильно привлекает трутней, как совместный запах с выделяемым феремоном абдоминальных желез, брюшной криптовидной. Этот феромон – сложная транс-9-окси-2-деценовая кислота – усиливает эффект сплочения трутней вокруг матки. При этом маточное вещество действует и как афродизиак (летучие мо-лекулы с запахом цветов или плодов, выделяются трутнями и матками), побуждая трутня садиться на спину матки, когда жалоносная камера открыта. Замечено, что осеменённая матка отличается большей привлекательностью для разгорячённых трутней. Однако всему есть предел, и если матка оказалась в радиусе до 150 м от родного улья, то “женихи” прекращают ухаживания за ней, дают возможность ей правильно сориентироваться на родной улей.

Матка имеет и другой феромон, который выделяется парной железой жалоносной камеры, железой Кожевникова, – это 9-окси-2-деценовая кислота. Она также является специфическим источником привлечения к матке рабочих пчёл и трутней. Этот же запах может подавлять инстинкт кормления матки у рабочих пчёл.

Привлечение пчёл к матке играет важную роль в их жизни. Если вдруг они обнаружат отсутствие матки, то немедленно поднимут тревогу и тысячи обеспокоенных сородичей устремляются на её поиски. Мёртвая матка внутри улья затормаживает развитие яичников рабочих пчёл почти на 5 месяцев и не вызывает появление физиологических трутовок, так как пчёлы берут в это время с её тела активное вещество, настолько оно стойкое. Но если пчёлы не найдут в улье матки, то они, встревоженные, приступят к выводу новой.

Известно, что запах железы Насонова объединяет пчёл вокруг матки вне улья не только своей семьи, но и пчёл других семей и пород. Этот сложный запах, разложенный на компоненты, не будет таким активным. Однако учёные сегодня уже знают эти составные части и в каких количествах они наиболее действенны. Эти вещества способствуют привлечению пчёл роя к месту поселения, говорят о мирном намерении осиротевших обитательниц улья, участвуют в других общениях.

Как влияют на взаимоотношения пчёл химические вещества? Известно, что ядовитое жаля-щее оружие пчёл снабжается несколькими железами. Их выделения содержат гистамин, фосфо-липазу и гиалуронидазу, которые вызывают зуд и жжение вокруг ранки. Но вместе с ними выде-ляются и феромоны, которые являются сигналом тревоги. Вот они-то и приводят семью пчёл в состояние боевой готовности. Тогда непрошенный гость редко остаётся безнаказанным. При этом в место ужаления рассерженные пчёлы впрыскивают вещество, напоминающее запах бананов. Ориентируясь по нему, сотни пчёл преследуют жертву и добавляют новые порции яда, содержащего изоамилацетат. Это вещество стойкое, в течение 10 мин. сообщает членам семьи местонахождение нарушителя.

Удивительная способность пчёл различать своих и чужих особей. Они узнают своих особей по присущему им специфическому запаху, сродни запаху улья, который состоит из большого количества компонентов. Но пчёлы способны по смешению запахов в разной пропорции разбираться в них. Пыльца и нектар двух ульев никогда не бывают одинаковыми, так как собраны они с различных растений и в разных соотношениях. А покровы тела пчелы устроены так, что, как губка, пропитываются запахом улья и удерживают его. И всё же главное не только в этом. Учёные провели такой опыт: взяли пчёл одного улья и поместили в отдельный ящик-клетку, разделённую стеклянной перегородкой. Через сутки её удалили и пчёлы объединились, как родные, в одну группу. Но вот когда удалили её через 5 суток, пчёлы-сёстры вступили в смертельную схватку. Что повлияло на разрыв их родственных связей? Оказывается, дело здесь в их непрестанном обмене питательными веществами каждой группы. Сама по себе пища не так важна, важны процесс её переработки семьёй, непрерывное уравнивание продуктов о

Источник: vk.com

Комментарии: