Почему пчёлы не жалят шершня, а варят его в «живом шаре»?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Флора и фауна

В конце лета у улья появляется насекомое размером со спичечный коробок: гигантский шершень Vespa mandarinia достигает четырёх-пяти сантиметров в длину, это в три-четыре раза больше рабочей пчелы. Атаковать сразу он не спешит. Шершень кружит над летком, садится на стенку улья, оценивает силу семьи. От следующих нескольких минут зависит, чем закончится встреча: гибелью одного насекомого или опустошением целой колонии. Против шершня у пчёл есть оружие, в котором нет ни яда, ни жала — чистая физика, выверенная до нескольких градусов.

Термическая защита медоносных пчел
Термическая защита медоносных пчел
Автор: Takahashi Источник: commons.wikimedia.org

Разведчик, которого выгодно остановить сразу

Охота шершней разворачивается по этапам. Сначала одиночный разведчик находит улей и оставляет рядом пахучие метки, по которым сородичи находят цель. После этого к улью прилетает уже несколько десятков шершней, и начинается то, что исследователи называют фазой массового убийства: хищники вырезают охрану у летка и добираются до расплода.

Один гигантский шершень челюстями убивает до сорока пчёл в минуту, а группа из пятнадцати-тридцати особей за несколько часов способна уничтожить семью в тридцать-пятьдесят тысяч рабочих особей, оставив после себя разорённые соты и груды обезглавленных пчёл. На этом фоне жизнь разведчика приобретает для колонии особый смысл: если остановить его до того, как он оставит метку и соберёт группу, массовая атака просто не начнётся.

Сложность в том, что обычное пчелиное оружие здесь не работает. Наружный покров шершня — кутикула — толстый и гладкий, и жало с ядом против него, как показали специальные эксперименты, почти бесполезны. Поэтому семья действует иначе.

Челюсти шершня
Челюсти шершня
Автор: USGS Bee Inventory and Monitoring Lab Источник: commons.wikimedia.org

Живая приманка

Оборона начинается ещё до контакта. Рабочие пчёлы у летка, заметив шершня, начинают синхронно взмахивать крыльями и потряхивать телом. Этот мерцающий сигнал, получивший в научной литературе название «я тебя вижу», честно демонстрирует хищнику: его заметили, эффект внезапности потерян.

У азиатской пчелы Apis cerana, миллионы лет живущей бок о бок с шершнями, такой сигнал врождённый, и нередко он заставляет разведчика отказаться от посадки. Если шершень всё же подходит, пчёлы переходят к приманке: несколько рабочих особей у летка ведут себя как беззащитные, и когда хищник бросается на одну из них, сотни пчёл мгновенно облепляют его со всех сторон.

По некоторым измерениям, в таком шаре собирается до полутысячи рабочих особей, а формируется он за считанные секунды. Жала внутри не применяются и здесь: пчёлы прижимаются к врагу телами и начинают главную часть работы — мышечную.

Строящееся гнездо азиатской медоносной пчелы
Строящееся гнездо азиатской медоносной пчелы
Автор: Dr. Chinchu C Источник: en.wikipedia.org

Печь с рабочим окном в четыре градуса

Шар нагревается за счёт тех же грудных мышц, которыми пчела разогревается перед полётом. Внутри шара они сокращаются, не двигая крыльями, и почти вся энергия сокращений переходит в тепло. Примерно за пять минут температура в центре шара достигает 46 градусов, и сам шар удерживается около получаса.

Смысл этих цифр — в разнице тепловых порогов двух видов. Гигантский шершень гибнет при 45-46 градусах, причём в чистом воздухе способен продержаться при нагреве до 47 градусов около десяти минут. У пчёл потолок выше: они переносят кратковременный нагрев до 48-50 градусов, а летальным для них считается порог в 50-51 градус. Вся стратегия укладывается в узкое окно примерно в четыре градуса: шар должен быть горячее, чем выдерживает шершень, но холоднее, чем начинают гибеть сами пчёлы.

Чтобы никто не перегрелся выше собственного предела, рабочие особи внутри шара периодически меняются местами с теми, кто снаружи, а полчаса такого нагрева обходятся семье в заметное количество энергии и кормовых запасов.

Автор: Takahashi Источник: commons.wikimedia.org

Второй убийца: углекислый газ

Одной температуры для быстрой победы, как оказалось, недостаточно. При 46 градусах в обычном воздухе шершень гибнет не сразу и способен держаться десятки минут, а держать шар слишком долго опасно для самой семьи.

Замеры внутри шара показали: концентрация углекислого газа, который выдыхают пчёлы, поднимается там примерно до 3,6 процента — это в десятки раз больше, чем в окружающем воздухе. В среде, богатой CO₂, тепловой порог шершня заметно снижается, и он гибнет при температуре, которую в чистом воздухе ещё пережил бы. Сами пчёлы сочетание жары и углекислого газа переносят лучше, чем хищник.

Получается, шар — это не просто печь, а замкнутая камера с изменённой атмосферой, где шершень погибает от совместного действия перегрева и удушья. Этим же объясняется, почему пчёлы не разогревают шар до собственного предела около 50 градусов: с учётом газа такая температура им просто не нужна.

Термическая защита медоносных пчел
Термическая защита медоносных пчел
Автор: Takahashi Источник: commons.wikimedia.org

Гонка вооружений

Подобная точность возникла не сразу. Азиатские пчёлы и шершни делят среду обитания очень давно, и тепловой шар вместе с предупреждающим сигналом, вибрационными «криками» во время атаки и даже бегством роя в безнадёжной ситуации считается одним из самых наглядных результатов их коэволюционной гонки.

Европейская медоносная пчела Apis mellifera жила без такого прессинга — до 2004 года, когда с грузом из Китая во Францию был завезён азиатский шершень Vespa velutina, после чего он расселился по значительной части Европы. Этот хищник охотится характерным способом: зависает в воздухе перед летком и по одной перехватывает возвращающихся сборщиц, держа семью в постоянном напряжении. Наблюдения на французских пасеках показывают, что оборона местных пчёл слабее и менее организована: шары мельче, нагрев ниже, гибель шершней случается реже, чем у азиатского вида.

При этом сама способность строить тепловой шар у Apis mellifera сохранена: в Японии, где европейскую пчелу давно держат рядом с местными шершнями, её шар против жёлтого шершня проходит те же стадии — сначала нагрев пленника, затем удержание достигнутой температуры, и лишь потом распад — и способен убить хищника. Инструмент есть, но выверенной долгим сожительством настройки пока нет, и естественный отбор на европейских пасеках только начал работать в этом направлении.

Изображение в превью:
Автор: Takahashi
Источник: commons.wikimedia.org
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Почта для связи — gorbov.busines@yandex.ru

2 комментария

TonyZ
В конце азиатского лета? Vespa mandarinia в европейской части не существует. Начинается текст с него, почему то.
Vespa velutina — да есть, но еще есть и европейский шершень, родной для всей европейской части.
И еще и странные слова по тексту, короч опять нейрослоп.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как швейцарский бобинник Stellavox SP 8 менял формат с моно на стерео

Сдвиг фазы между каналами на частоте 10 000 Гц при отклонении магнитного зазора воспроизводящей головки всего на 3 угловые минуты превышает 90°, что полностью разрушает моносовместимость...

Обзор мультиварки, которая заменит много других устройств РЕДМОНД RMC-M52

Мультиварки на кухне стали для многих незаменимыми помощниками. Они позволяют приготовить вкусный завтрак, обед или ужин одним нажатием пары кнопок. Не нужно постоянно следить за процессом...

Мой любимый Московский марафон: менее четырёх часов горок, только горок и ничего кроме горок

Девиз Московского марафона — «Быть примером для многих». Мой результат — 3:57:30 без гелей, только на воде, бананах и апельсинах. Увеличение высоты — 272 м. На...

✦ ИИ  Куда делись деревья и трава: почему русские деревни на фотографиях XIX века выглядят такими голыми

Ряд изб, заборы, колеи, люди у ворот. Между домами — широкая полоса земли, на которой, кажется, не растёт вообще ничего. Ни привычных берёз у крыльца, ни сирени, ни даже густой травы...

Омурайсу: как омлет, рис и кетчуп превратились в одно из самых ностальгических блюд Японии

У омурайсу есть внешний вид, который почти невозможно перепутать с чем-то ещё. Овальная горка риса спрятана под жёлтым омлетом, сверху — яркая красная линия кетчупа. Иногда ею рисуют...