Представлена информация об изменении температуры тела пчел медоносных в зависимости от условий окружающей среды и физиологической загруженности их организма.
Температура как физическая величина используется в данном случае в качестве комплексного показателя теплового состояния организма животных, в том числе и пчел. Она является одним из основных биологических признаков, который выступает в роли индикатора состояния организма. У пчел, как и у других холоднокровных (пойкилотермных) животных, температура тела в значительной степени зависит от температуры окружающей среды. В тоже время существование такой зависимости не означает равенства этих температур, так как пчелы на инстинктивном уровне обладают способностью изменять температуру своего тела в функции физиологической целесообразности, что и обеспечивает им успех в поиске стратегии выживания в условиях холодного климата.
По данным специалистов диапазон колебания температуры тела пчелы в дикой природе составляет около трех, являясь характерным и для некоторых групп теплокровных животных (мышевидные грызуны, низшие млекопитающие). Эти виды животных, как и пчелы в активный период жизнедеятельности, при нормальных условиях поддерживают температуру тела (35-38°С), и лишь в случаях локальных переохлаждений она опускается до 13-15°С, а при перегревах ‒ возрастает до 44°С. Примечательно, что температура тела пчелы 35-38°С является более эффективной не только с точки зрения протекания биохимических реакций в процессах обмена веществ, но и выполнения физиологически важных работ, свойственных пчелам медоносным. При сборе нектара и пыльцы, температуру тела пчелы поддерживают на уровне 35-38°С, что превышает температуру окружающего воздуха на 10-15°С. Лишь в отдельных случаях температура тела пчелы может повышаться до 44-48°С, что является предельно допустимой температурой, например, при термообробке пчелосемей от варроатоза. Дальнейшее повышение температуры может повлечь за собой необратимые процессы денатурации белков в теле насекомого.
Температура тела пчелы при 13°С считается критической, а если наружная температура будет ниже 8°С и пчела, по тем или иным причинам, поднять температуру своего тела не в состоянии, она коченеет и погибает. При температуре тела 15°С пчелы теряют способность к результативной летной деятельности; при 14°С у них появляются признаки окоченения; при 13°С ‒ снижается способность к быстрым движениям и, наконец, при 8-9°С теряется всякая способность к перемещению, пчела замирает. Иногда пчела вылетает из улья и при более низкой температуре, но в этом случае она путем потребления бóльшего количества корма может поднять температуру тела до 30°С. Такой полет из-за нерационального расходования кормых запасов и анормального функционирования жизненно важных систем не бывает продолжительным, и пчела в конечном итоге, обессилев, погибает. Подобные вынужденые полеты бывают, в большинстве случаев, ранней весной при необходимости поиска воды, когда на пасеке не оборудованы поилки.
Регулирование температуры своего тела пчелы осуществляют как минимум двумя путями: химическим и физическим. В первом случае это связано с интенсивностью обменных процессов, которые у пчел с повышением температуры окружающего воздуха замедляются, а со снижением температуры окружающей среды активизируются. При физической терморегуляции с повышением наружной температуры усиливается отдача организмом пчелы несвязанной воды, что способствует уменьшению температуры тела, а при понижении наружной температуры отдача воды организмом пчелы уменьшается или совсем приостанавливается. Кроме того, на все внешние и внутренние раздражители пчелы отвечают реакцией, которая сопровождается потреблением кормовых запасов и повышением температуры тела. Установлено, что регулированием интенсивности обмена веществ и отдачей организмом воды пчела поддерживает температуру тела в определенном диапазоне, причем значение этой температуры в спокойной обстановке бывает выше температуры окружающего воздуха на 1-2°С.
Медоносные пчелы обладают способностью к гетеротермии (heterostherme). Это свойство организма регулировать температуру тела позволяет поддерживать ее на физиологически потребном уровне, либо понижать ее до температуры внешней среды с постепенным переходом в анабиозное состояние. Более того исследования показывают, что пчела способна поддерживать разную температуру нагретости составных частей своего тела благодаря анатомическому совершенству экзоскелета, разделенного на отдельные составляющие (голова, грудь, брюшко). Такое строение кутикулы напоминает механизм шаро-подобной излучающей антенне-отводу с воздушным карманом. Величина расстояния разрывов между составляющими частями тела (воздушного кармана) зависит от возможных величин стекающих зарядов. Вследствие такого строения скелета пчелы электризация хитиновых волосков покрова ее тела и накопление зарядов на отдельных частях тела имеют разную величину. Под действием электростатического поля и анатомических особенностей строения тела пчелы более всего электризуется ее голова, меньшая степень накопления зарядов у грудного отдела и меньше всего электризуется ее брюшко. Генерация производства тепла у пчел сопряжена с мышечной активностью, причем большее количество тепловой энергии может выделяться грудной мускулатурой тела.
Повышать свою температуру пчела может как при помощи грудной капсулы, так и за счет варьирования объема воздушных мешков. Такое изменение температуры не приводит к нарушению функционирования внутренних органов (исключительно транспортирующие функции), в составе мышечной ткани груди. Значительно возрастает температура тела пчел при повышении их двигательной активности, однако и у внешне неподвижных пчел (например, образующих зимний клуб) может происходить достаточно быстрое увеличение температуры грудного отдела.
Известно, что наружный скелет пчелы, густо покрытый волосками, характеризуется низкой теплопроводностью и надежно предохраняет ее тело от перегрева, и от потери тепла. Терморегуляция тела пчел контролируется нервной системой и определяется внешними условиями (температура, влажность воздуха и т. д.), а также состоянием организма пчелы. При реакции окисления основных органических веществ корма (белки, жиры и углеводы) происходит высвобождение энергии, которая до 20% используется для движения, а остальные 80% превращаются в тепло. Более выраженные отличия температуры составных частей тела пчелы наблюдаются в неблагоприятных условиях окружающей среды. Специалистами установлено, что между температурой максимального переохлаждения и продолжительностью жизни пчел прослеживается обратная зависимость, а именно, чем ниже температура замерзания гемолимфы, тем меньше живет пчела. Предел жизнеспособности пчел при охлаждении определяется температурой, при которой начинает кристаллизоваться их гемолимфа и другие межклеточные внутренние биохимические растворы. Образование кристаллов в клетках и межклеточных пространствах тканей и органов пчелы сопровождается повреждением мембран их клеток при оттаивании. Механизм холодовой защиты обеспечивает пчелам возможность переносить кратковременные, но сравнительно резкие переохлаждения. В то же время, практика свидетельствует, что при наступлении нормальных температур окружающей среды такие переохлаждения отрицательно сказываются на продолжительности жизни пчел.
Таким образом, с учетом выше изложенного можно сделать вывод, что если температурные условия в которых находится пчелосемья достаточно благоприятны, организм пчел регулирует температуру своего тела и поддерживает ее на должном уровне, в среднем 36-380С. И чем комфортней условия существования пчел, тем меньше колебания температуры их тел. Именно при той температуре, которую поддерживает пчелосемья при благоприятных условиях и качественном питании, а также умеренной внешней температуре и влажности, устанавливается баланс теплогенерации и теплоотдачи, обеспечивая более эффективное протекание основных процессов их жизнедеятельности.
От редколлегии НТЦ «Чарунка»
Спецкор профессор В. Цикава
Из пишущейся книги "Пчелиный остров"