Как пчёлы согревают расплод внутри улья

Для развития молодых пчёл важна температура гнезда. Расплод, то есть развивающиеся яйца, личинки и куколки, получает тепло благодаря работе взрослых особей. Некоторые рабочие пчёлы разогревают грудь и передают тепло сотам. Снаружи такая пчела может казаться неподвижной, хотя её организм продолжает активно работать.

Тепло передаётся через крышечку ячейки

В исследовании две тысячи второго года учёные изучали отдельных рабочих медоносных пчёл на сотах с расплодом. Пчёлы принимали характерную неподвижную позу и плотно прижимали тёплую грудь к крышечкам ячеек, под которыми развивались куколки. Грудь таких особей была заметно теплее, чем у пчёл в той же области, не принимавших эту позу.

Результат касался не только температуры самой пчелы. Поверхность крышечек, к которым она прижималась, после контакта была теплее окружающего участка. В наблюдениях разница достигала трёх целых двух десятых градуса. Это подтверждало передачу тепла от взрослой особи к участку с расплодом.

Таким образом, видимая неподвижность не обязательно означает отдых. Пчела может оставаться на месте, потому что для передачи тепла полезен устойчивый контакт. При этом отдельная тёплая крышечка не показывает температуру всего гнезда: исследование описывает локальный способ обогрева и поведение конкретных рабочих особей.

Пчела может обогревать соседей из пустой ячейки

В работе две тысячи третьего года обнаружили ещё один способ. Разогретые пчёлы заходили в пустые ячейки между запечатанными ячейками с расплодом и оставались внутри. Некоторые посещения продолжались до сорока пяти минут. Пустое место позволяло передавать тепло окружающим участкам с другой стороны, чем при сидении сверху.

Внешне пчёлы внутри ячеек могли выглядеть отдыхающими. Однако у выделяющих тепло особей грудь оставалась горячее, а движения брюшка, связанные с дыханием, были быстрыми и непрерывными. У отдыхающих особей такие движения прерывались длинными паузами. Учёные сопоставляли поведение с температурой, поэтому вывод не строился только на неподвижной позе.

Передачу тепла дополнительно воспроизводили в контролируемых условиях. При нагревании внутри пустой ячейки температура соседних ячеек с расплодом могла повыситься на два с половиной градуса за тридцать минут. Это результат проверки теплопередачи, а не обещание одинакового нагрева во всех ульях. Расположение источника тепла и контакт с сотами имели значение.

Обогревающие пчёлы получают пищу от других

Работа две тысячи восьмого года связала обогрев с обменом пищей. Тепло образуется благодаря работе грудных мышц, которые также участвуют в полёте. Для этого требуется энергия, а запасы мёда могут находиться на расстоянии от участка с расплодом. Постоянные походы за пищей отвлекали бы обогревающую особь от её места.

Исследователи наблюдали передачу пищи между пчёлами и измеряли температуру их груди. В большинстве изученных контактов получатели были теплее доноров. После кормления получатели чаще переходили к обогреву расплода. Более прохладные доноры перемещались между запасами мёда и участком, где находились обогревающие особи.

Получалось распределение работы: одни доставляли пищу, другие использовали поступившую энергию для выделения тепла. Передача небольших порций помогала поддерживать деятельность рядом с расплодом. Такой результат объясняет связь питания и обогрева в изученных условиях. Он не требует представлять пчёл как одинаковые обогреватели: температура и действия участников различались даже во время одного кормового контакта.

Стоимость обогрева отличается от всех затрат на расплод

В исследовании две тысячи двадцать четвёртого года учёные отдельно оценивали затраты семьи на выращивание расплода и затраты пчёл, выделяющих тепло. Для этого использовали три набора экспериментальных ульев, наблюдения за поведением и измерения дыхания отдельных особей.

По оценке авторов, обогревом занималось около двух процентов пчёл семьи. Их расход энергии был выше, чем у отдыхающих, но близок к расходу при ходьбе. Он существенно уступал опубликованным значениям для полёта. Значит, участие полётных мышц в двух действиях не делает их энергетическую стоимость одинаковой.

Объединив экспериментальные данные со сведениями о годовых запасах мёда, исследователи оценили общие затраты на выращивание расплода примерно в половину запасённой годовой энергии. На деятельность обогревающих пчёл приходилось около семи процентов годовых запасов мёда. Это расчёт для изученной системы, а не неизменная доля любого улья. Выращивание молодых особей включает больше процессов, чем только выделение тепла, поэтому две оценки отвечают на разные вопросы.