Медоносні бджоли у штучних вуликах, можливо, невиправдано страждають від холоду вже понад століття, оскільки комерційні конструкції вуликів базуються на помилкових наукових даних, показує моє нове дослідження.
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.
Але моє дослідження показує, що кластеризація – це скоріше дистресова поведінка, ніж доброякісна реакція на падіння температури. Свідоме спонукання до скупчення бджіл практикою або поганою конструкцією вуликів може вважатися поганою турботою або навіть жорстокістю у світлі цих висновків.
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 °C у широкому діапазоні кліматичних умов, включаючи зими з температурою -40 °C.
Але популярне розуміння їхньої зимівлі ґрунтується на спостереженнях за їхньою поведінкою в тонких (19 мм) дерев’яних вуликах. Ці штучні вулики мають дуже різні теплові властивості порівняно з їхнім природним середовищем існування – товстостінними (150 мм) дуплами дерев.
Переживання зими
У холодні дні в цих тонкостінних вуликах колонії бджіл утворюють між стільниками щільні диски з бджіл, які називаються кластерами. Центр цих дисків (ядро) менш щільний і тепліший (до 18 °C). 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 °C, бджоли там гинуть.
Починаючи з 1914 року, в підручниках з бджільництва та наукових працях говорилося, що мантія “ізолює” внутрішню серцевину вулика. Це означало, що бджолярі вважали кластеризацію природною або навіть необхідною.
Це переконання використовувалося в 1930-х роках, щоб виправдати утримання медоносних бджіл у тонкостінних вуликах навіть у кліматі з температурою -30 °C. Це призвело до того, що наприкінці 1960-х років у Канаді почали практикувати утримання бджіл у холодильних камерах (4 °C), 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 – наприклад, в Айдахо, Вашингтоні та Південній Каліфорнії.
Поза холодною зимою, якщо бджолярі хочуть лікувати кліщові інвазії, їм зазвичай доводиться знаходити і саджати в клітку матку. Але холодне зберігання означає, що бджолярі можуть пропустити цей трудомісткий крок, що робить їхні комерційні послуги із запилення більш прибутковими.
Боротьба за тепло
Однак моє 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 бджолам, які знаходяться зовні, залишатися живими.
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 °C.
Бджоли мантії зближуються, що збільшує теплопровідність між ними і зменшує ізоляцію.
Тепло завжди намагатиметься переміститися з більш теплої області в більш холодну. Швидкість теплового потоку від бджіл ядра до бджіл мантії збільшується, утримуючи бджіл на зовнішній стороні мантії при температурі 10 °C (сподіваємось).
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.
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 мм 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.
Інші приклади розширеного фенотипу включають павутину та боброву греблю.
Для комах майже не існує етичних стандартів. Але з’являється все більше доказів того, що комахи відчувають біль. Дослідження 2022 року показало, що джмелі реагують на потенційно шкідливі подразники так само, як люди реагують на біль.
Нам терміново потрібно змінити практику бджільництва, щоб зменшити частоту і тривалість кластеризації.
