Що не так із вуликами

Протягом 119 років віра в те, що спосіб, у який медоносні бджоли групуються разом, забезпечує їм своєрідну еволюційну ізоляцію, була фундаментальною для практики бджільництва, проєктування вуликів і вивчення медоносних бджіл. Зовсім недавно каліфорнійські бджолярі навіть поміщали бджолині сім'ї в холодильні камери на літо, оскільки вважають, що це корисно для здоров'я розплоду.

Дивіться також Бактерії вміють створювати спогади й передавати їх у наступні покоління

Але нове дослідження вченого Дерека Мітчела показує, що кластеризація — це скоріше дистресова поведінка, ніж доброякісна реакція на падіння температури. Свідоме спонукання до скупчення бджіл шляхом певних практик або свідомо гіршої конструкції вуликів може виявитися не більше, ніж поганою турботою або навіть жорстоким поводженням з бджолами.

Колонії медоносних бджіл (Apis mellifera) не впадають у сплячку. У дикій природі вони зимують у дуплах дерев, які підтримують принаймні частину їхньої чисельності при температурі вище 18 градусів за Цельсієм у широкому діапазоні кліматичних умов, включаючи зими з температурою -40 градусів. Проблема в тому, що наше розуміння їхньої зимівлі ґрунтується на спостереженнях за поведінкою цих комах у тонких дерев'яних вуликах зі стінками, товщиною в 19 міліметрів. Ці штучні вулики мають дуже різні теплові властивості, порівняно з їхнім природним середовищем існування — дуплами дерев з товщиною стінок у середньому в 150 міліметрів.

У холодні дні в тонкостінних вуликах колонії утворюють між стільниками (сотами) щільні диски бджіл, які називаються кластером. Центр цих дисків (ядро) менш щільний і тепліший (до 18 градусів). Саме тут бджоли виробляють найбільше тепла, поїдаючи і метаболізуючи цукор з меду. Холодніші зовнішні шари (мантія) виробляють дуже мало тепла, оскільки температура тіла бджіл занадто низька. Якщо температура опускається значно нижче 10 градусів, бджоли там гинуть.

  • Починаючи з 1914 року, в підручниках з бджільництва та наукових працях говорилося, що мантія "ізолює" внутрішню серцевину вулика. Тож бджолярі почали вважати кластеризацію природною або навіть необхідною.
  • У 1930-х роках це переконання використовувалося для виправдання утримання медоносних бджіл у тонкостінних вуликах навіть у кліматі з температурою -30 градусів.
  • Це призвело до того, що наприкінці 1960-х років у Канаді почали практикувати утримання медоносних бджіл у холодильних камерах при 4 градусах за Цельсієм, щоб вони залишалися згуртованими протягом зими.
  • У 2020-х роках бджолярі охолоджують бджіл влітку, щоб полегшити хімічну обробку від паразитів. Це відбувається по всій території США. Поза холодною зимою, якщо бджолярі хочуть лікувати зараження кліщами, вони зазвичай повинні знайти королеву та помістити її в клітку. Але постійне холодне зберігання дозволяє пропустити цей трудомісткий етап, що робить їхні комерційні послуги із запилення більш прибутковими.

Вчені помилялися

Однак це нове дослідження показало, що кластерні мантії діють більше як радіатор, зменшуючи ізоляцію. Кластеризація — це не загортання в товсту ковдру, щоб зігрітися, а скоріше відчайдушна боротьба за те, щоб скупчитися ближче до "вогню" або загинути. Єдиним плюсом є те, що мантія допомагає зберегти життя бджолам поблизу.

Коли температура за межами вулика падає, бджоли навколо мантії впадають у гіпотермічний режим і перестають виробляти тепло. Мантія стискається, коли бджоли намагаються утримати температуру вище 10 градусів. Бджоли в мантії зближуються, що збільшує теплопровідність між ними і зменшує ізоляцію. Тепло завжди намагатиметься переміститися з теплої області в холодну. Швидкість теплового потоку від бджіл ядра до бджіл мантії збільшується, утримуючи бджіл на зовнішній стороні мантії при температурі 10 градусів у кращому випадку.

Уявіть собі пуховик — саме повітряні проміжки між пір'ям допомагають зігрітися власнику. Кластери медоносних бджіл схожі на дію стискання пуховика, в результаті чого теплопровідність з часом збільшується до теплопровідності щільного масиву пір'я, більше схожого на шкіряну куртку. На противагу цьому, коли пінгвіни туляться взимку в Антарктиді, всі вони тримають серцевину свого тіла гарячою при однакових температурах, і тому теплообмін між пінгвінами незначний або взагалі відсутній. На відміну від бджіл у мантії, пінгвіни не перебувають у гіпотермічній сплячці,
– пише автор дослідження.

Науковці та бджолярі не звернули уваги на роль, яку відіграє невидимий повітряний прошарок між вуликом і кластером.

Тонкі дерев'яні стінки комерційних вуликів діють як трохи більше, ніж межа між повітряним проміжком і зовнішнім світом. Це означає, що для того, щоб стінки вулика були ефективними, вони повинні мати значну ізоляцію, наприклад, 30 міліметрів полістиролу.

Таке нерозуміння складної взаємодії між корпусом колонії, теплоносіями (тепло, радіація, водяна пара, повітря) та поведінкою і фізіологією медоносних бджіл є результатом того, що люди не визнають вулик розширеним фенотипом медоносної бджоли.