Медоносні бджоли: усередині вулика однієї з найкращих команд природи

Чим особлива медоносна бджола

Відомо понад 20 000 видів бджіл, але лише невелика група з них — справжні медоносні бджоли. Вони належать до роду Apis з родини Apidae, найбільшої родини бджіл. Науковці визнають лише близько десяти сучасних видів Apis, і найімовірніше, рід виник у Південній та Південно-Східній Азії, де й сьогодні живе більшість його видів.

Три ознаки відрізняють медоносних бджіл майже від усіх інших бджіл. По-перше, вони еусоціальні: живуть великими постійними сім'ями з таким суворим поділом праці, що окрема бджола не може довго вижити сама. По-друге, вони будують довговічні гнізда зі стільників, що складаються з шестикутних воскових комірок. По-третє, вони запасають надлишок їжі у вигляді меду, що дає змогу сім'ї пережити холодну зиму чи посушливий сезон без квітів. Саме цей запас солодкої, багатої на енергію їжі — причина, чому бджолині гнізда грабує стільки тварин: від ведмедів і медоїдів до людей-медозбирачів.

Найвідоміший вид — західна медоносна бджола (Apis mellifera). Спочатку вона жила в Європі, Африці та Західній Азії, а нині її тримають бджолярі на всіх континентах, крім Антарктиди. До її родичок належать східна медоносна бджола (Apis cerana) з Азії, велетенська бджола (Apis dorsata), що підвішує величезні поодинокі стільники на скелях і високих деревах, та крихітна карликова бджола (Apis florea), чий стільник завбільшки з долоню часто збудований навколо тонкої гілки.

Життя всередині сім'ї

Здорова сім'я західної медоносної бджоли влітку може налічувати десятки тисяч особин. Проте всі вони належать лише до трьох типів, які називають кастами, і кожна має власну будову тіла та своє завдання.

Матка

Зазвичай у кожній сім'ї є одна матка — мати майже всіх бджіл у вулику. Вона довша за робочих бджіл, має видовжене черевце, пристосоване для відкладання яєць. У розпал сезону вона може відкладати понад тисячу яєць на день. Попри свій статус, матка не віддає наказів. Її головний засіб впливу — хімічний: вона виділяє суміш запахів, що називається феромоном матки, і він поширюється сім'єю, коли бджоли торкаються одна одної й годують одна одну. Цей сигнал повідомляє робочим бджолам, що в сім'ї є здорова матка, і стримує їх від виведення нових маток. Матка може жити кілька років — набагато довше, ніж будь-яка робоча бджола.

Робочі бджоли

Робочі бджоли — самиці, але зазвичай вони не відкладають яєць. Усе інше роблять саме вони: прибирають, годують розплід, будують стільники, охороняють вхід, охолоджують і зігрівають гніздо, збирають їжу й воду. Дивовижно, що з віком робоча бджола змінює професію. Молоді бджоли залишаються всередині: чистять комірки й годують личинок. Бджоли середнього віку виробляють віск, будують стільники та переробляють їжу. Лише на останньому етапі життя робоча бджола стає збиральницею й вилітає до квітів. Улітку це напружене життя триває лише близько п'яти–шести тижнів, а бджоли, що народилися восени, можуть прожити кілька місяців, щоб провести сім'ю крізь зиму.

Трутні

Трутні — це самці. Вони більші й кремезніші за робочих бджіл і мають величезні очі, що сходяться на верхівці голови й допомагають їм помітити матку в польоті. Трутні не мають жала, не збирають їжу і навіть не здатні як слід прогодувати себе самі. Їхня єдина роль — паруватися з молодими матками з інших сімей. Коли настає осінь і їжі стає мало, робочі бджоли виганяють решту трутнів із вулика.

Від яйця до дорослої бджоли

Медоносні бджоли розвиваються з повним перетворенням: яйце, личинка, лялечка і доросла комаха. Кожна бджола починає життя як крихітне яйце, що стоїть вертикально на дні воскової комірки. Приблизно через три дні з нього вилуплюється біла безнога личинка, яку робочі бджоли годують багато разів на день.

Те, що їсть личинка-самиця, визначає її майбутнє. Усі молоді личинки спочатку отримують маточне молочко — багатий на білок секрет, який виробляють залози в голові бджіл-годувальниць. Личинок, яким судилося стати робочими бджолами, незабаром переводять на корм, що містить мед і пилок. Личинку, обрану на роль матки, вирощують в особливій, більшій комірці й годують маточним молочком протягом усього розвитку. Отже, з того самого яйця може вийти і робоча бджола, і матка — залежно лише від харчування та догляду.

Стать бджоли визначається інакше. Із запліднених яєць виходять самиці (робочі бджоли або матки), а з незапліднених розвиваються самці. Ця система називається гаплодиплоїдією, і вона означає, що в трутнів є мати, але немає батька.

Тривалість розвитку в різних каст неоднакова. Матці потрібно близько 16 днів від яйця до дорослої особини, робочій бджолі — близько 21 дня, а трутню — близько 24 днів. Коли личинка повністю виросте, робочі бджоли запечатують її комірку восковою кришечкою, і всередині бджола перетворюється на лялечку, а потім на дорослу комаху, яка прогризає собі вихід назовні.

Через кілька днів після виходу з комірки молода матка покидає вулик для шлюбних польотів. Високо в повітрі, у місцях, де збираються трутні з багатьох сімей, вона парується з кількома трутнями, які невдовзі після парування гинуть. Їхню сперму вона зберігає в особливому органі й використовує до кінця життя, тож їй більше ніколи не потрібно паруватися.

Віск і досконалий шестикутник

Будівельний матеріал медоносні бджоли виробляють самі. Робочі бджоли певного віку мають на нижньому боці черевця чотири пари воскових залоз, які виділяють маленькі тонкі воскові пластинки. Бджоли пережовують і формують ці пластинки щелепами й укладають їх на місце. Вироблення воску потребує багато енергії, і для цього бджолам доводиться з'їдати велику кількість меду.

Стільник складається з двох шарів шестикутних комірок, повернених одна до одної днищами, і висить вертикально. Ті самі комірки слугують і колисками для бджіл, що ростуть, і баночками для зберігання меду та пилку. Шестикутник — не випадковість. Серед фігур, якими можна вкрити площину без проміжків, шестикутник обмежує задану площу найменшою загальною довжиною стінок, тож він заощаджує віск. Математики давно це підозрювали, а 1999 року американський математик Томас Гейлз опублікував доведення так званої гіпотези про бджолині стільники.

Як нектар стає медом

Мед починається з нектару — водянистої солодкої рідини, яку виробляють квіти, щоб приваблювати запилювачів. Бджола-збиральниця всмоктує нектар своїм довгим трубчастим хоботком і несе його додому в особливому шлунку — медовому зобику, окремому від шлунка, яким вона перетравлює власну їжу.

Повернувшись до вулика, вона передає нектар із рота в рот молодшим вуличним бджолам. Під час цього процесу бджолині ферменти, насамперед фермент інвертаза, розщеплюють сахарозу на два простіші цукри — глюкозу та фруктозу. Потім вуличні бджоли розподіляють рідину тонкими шарами в комірках, а сім'я обвіює її крильцями, створюючи потоки повітря, які випаровують значну частину води. Коли мед стає достатньо густим — зазвичай вода становить менше п'ятої частини його маси, — бджоли запечатують комірку восковою кришечкою.

У результаті виходить продукт, який мікробам дуже важко зіпсувати: у ньому так багато цукру й так мало води, що бактерії та пліснява не можуть розвиватися, до того ж він трохи кислий. Археологи знаходили в гробницях Стародавнього Єгипту мед, який зберігся тисячі років.

Виготовлення меду вимагає величезних зусиль. Одна робоча бджола за все життя виробляє лише приблизно дванадцяту частину чайної ложки меду, тож кожна баночка — це праця дуже багатьох бджіл і незліченні відвідини квітів. Бджоли також збирають пилок, який дає білок і який вони несуть додому утрамбованим у маленьких кошиках на задніх ніжках, а ще прополіс — липку суміш рослинних смол, якою закладають щілини в гнізді та стримують мікроби.

Виляючий танець: мова рухів

Одне з найвідоміших відкриттів у вивченні поведінки тварин полягає в тому, що медоносні бджоли можуть повідомляти одна одній, де є їжа. Австрійський учений Карл фон Фріш присвятив десятиліття розшифруванню цієї комунікації, і 1973 року він розділив Нобелівську премію з фізіології або медицини за дослідження поведінки тварин.

Коли збиральниця знаходить багату ділянку з квітами далеко від вулика, вона повертається й виконує виляючий танець на вертикальній поверхні стільника, у темряві гнізда. Вона біжить уперед по прямій, похитуючи черевцем з боку в бік, потім робить петлю, повертається до початку й повторює пробіжку, часто багато разів.

• Напрямок: кут виляючої пробіжки відносно вертикалі на стільнику показує кут між джерелом їжі та напрямком на сонце. Пробіжка прямо вгору означає «лети до сонця», а пробіжка прямо вниз — «лети від сонця».
• Відстань: що довше триває виляюча частина, то далі розташована їжа.
• Якість: збиральниця, яка знайшла особливо добре джерело, танцює енергійніше й частіше повторює танець, залучаючи більше сестер по гнізду.

Для їжі поблизу вулика бджоли використовують простіший круговий танець, який закликає інших шукати неподалік. Бджоли, що стежать за танцем, також запам'ятовують запах квітів із тіла танцівниці. Бджоли навіть враховують рух сонця небом упродовж дня — вражаюче досягнення для комахи з мозком, меншим за рисове зернятко.

Чуття, політ і захист

Бачити світ інакше

Медоносні бджоли мають п'ять очей: два великі фасеткові ока з тисяч крихітних елементів і три маленькі прості вічка, що називаються оцелями, на верхівці голови. Червоний колір бджоли розрізняють погано, зате бачать ультрафіолетове світло, невидиме для нас. На багатьох квітах є ультрафіолетові візерунки, які іноді називають нектарними покажчиками: вони ведуть бджіл до нектару. Бджоли також сприймають картину поляризованого світла на небі, що допомагає їм визначати напрямок на сонце навіть тоді, коли воно сховане за хмарами.

Знамените жало

Жалити можуть лише самиці, адже жало — це видозмінений яйцеклад. Жало робочої бджоли має зазубрини, спрямовані назад. Коли бджола жалить ссавця, зазубрини застрягають у пружній шкірі, і коли бджола відлітає, жало разом з отруйним мішечком відривається від її тіла, тож вона гине. Натомість коли вона жалить інших комах, то здебільшого може витягнути жало назад. Матка має гладкіше жало і використовує його переважно проти суперниць-маток. Бджола, що вжалила, ще й виділяє феромон тривоги, який трохи пахне бананами й закликає інших вартових приєднатися до оборони.

Обігрів і охолодження гнізда

Медоносні бджоли регулюють температуру свого житла з дивовижною точністю. У зоні, де розвивається розплід, підтримується близько 34–35 °C. У спекотні дні робочі бджоли обвіюють гніздо крильцями й розносять крапельки води, щоб охолодити вулик випаровуванням. Узимку вони збиваються в щільний клуб і тремтять льотними м'язами, виробляючи тепло й поступово витрачаючи запасений мед як паливо. На відміну від багатьох комах, бджолина сім'я не впадає в сплячку: вона залишається активною всю зиму.

Японські медоносні бджоли, одна з форм східної медоносної бджоли, використовують це тепло як зброю. Коли до їхнього гнізда проникає велетенський шершень, сотні бджіл обліплюють його щільною кулею і вібрують м'язами, піднімаючи температуру всередині кулі приблизно до 46 °C. Шершень такої спеки не витримує, а бджоли — витримують.

Роїння: як розмножуються сім'ї

Окрема бджола народжується у вулику, а ціла сім'я «народжується» через роїння. Навесні, коли в сім'ї стає тісно, робочі бджоли виводять нових маток. Ще до того, як вийде перша з них, стара матка залишає вулик із великою частиною робочих бджіл — часто приблизно з половиною або й більше. Рій тимчасово сідає на гілку чи іншу поверхню, утворюючи звисле гроно, а бджоли, що залишилися в старому гнізді, продовжують життя з новою маткою.

Із грона кілька сотень досвідчених бджіл-розвідниць вилітають оглядати можливі нові оселі, наприклад дупла дерев. Кожна розвідниця повідомляє про свою знахідку танцями, і кращі місця приваблюють дедалі більше прихильниць. Американський біолог Томас Сілі, який багато років вивчав цей процес, показав, що рій ухвалює рішення, щойно на одному місці збереться достатньо розвідниць, — це своєрідне колективне голосування він описав у книжці Honeybee Democracy. Тоді весь рій знімається й летить до обраної домівки.

Медоносні бджоли і люди

Від медозбиральництва до бджільництва

Люди шукають мед ще з доісторичних часів. Наскельний малюнок у печерах Куевас-де-ла-Аранья поблизу Валенсії в Іспанії, вік якого оцінюють приблизно у 8000 років, зображує людину, що видирається вгору, щоб узяти мед із дикого гнізда, а довкола літають бджоли. Деякі з найдавніших коли-небудь знайдених решток меду походять із Грузії: археологи виявили сліди меду в глиняних посудинах із поховання поблизу Боржомі, якому близько 5000 років.

Стародавні єгиптяни тримали бджіл у трубах із глини чи мулу й зображали бджільництво на храмових рельєфах понад 4000 років тому. Мед був їхнім головним підсолоджувачем, а бджолиний віск використовували в медицині, мистецтві та під час муміфікації. У Тель-Рехові в Ізраїлі археологи знайшли рештки пасіки віком близько 3000 років із рядами глиняних вуликів.

Сучасний вулик

Більшу частину історії мед добували, ламаючи або руйнуючи стільники. Усе змінилося 1851 року, коли американський священник Лоренцо Лангстрот сконструював вулик із рухомими дерев'яними рамками. Його ключовим відкриттям став бджолиний простір — проміжок трохи менший за сантиметр, який бджоли залишають вільним як прохід, а не заповнюють стільниками чи прополісом. Залишаючи саме такий проміжок навколо кожної рамки, бджолярі могли виймати стільники, оглядати сім'ю і збирати мед, не шкодячи бджолам. Більшість сучасних вуликів досі ґрунтуються на його конструкції.

Західну медоносну бджолу люди поширили по всьому світу. Вона не є аборигенною для Америки, Австралії чи Нової Зеландії, а до Північної Америки її привезли європейські колоністи в XVII столітті. 1956 року бджіл з Африки привезли до Бразилії для селекційних експериментів, і частина з них утекла. Їхні нащадки, відомі як африканізовані бджоли, поширилися значною частиною Південної та Центральної Америки й дісталися півдня Сполучених Штатів. Вони славляться тим, що захищають свої гнізда набагато запекліше, ніж європейські бджоли.

Запилення і загрози для бджіл

Мед, можливо, і найвідоміший продукт бджіл, але найбільший дарунок медоносних бджіл — це запилення. Коли збиральниця перелітає з квітки на квітку, пилкові зерна чіпляються за розгалужені волоски на її тілі й переносяться на наступну квітку, що дає рослинам змогу утворювати насіння й плоди. Для фермерів медоносні бджоли особливо корисні, бо сім'ї можна перевозити туди, де вони потрібні. Яблука, вишні, лохина, дині, соняшник і багато інших культур виграють від їхніх відвідин. Мигдальні сади Каліфорнії настільки залежать від медоносних бджіл, що щовесни бджолярі звозять туди вантажівками вулики з усіх Сполучених Штатів.

Утім, медоносні бджоли — не єдині запилювачі. Джмелі, одиночні бджоли, мухи, метелики та інші тварини теж запилюють сільськогосподарські й дикі рослини, а деякі рослини вони запилюють краще, ніж медоносні бджоли.

За останні десятиліття бджолярі в багатьох країнах повідомляли про великі втрати сімей. Часто кілька проблем діють разом:

• Кліщ варроа (Varroa destructor) — паразит, який спочатку жив на східній медоносній бджолі, перейшов на західну й поширився більшою частиною світу. Він живиться бджолами й переносить віруси, і його вважають однією з найбільших загроз для бджільництва.
• Пестициди, зокрема група інсектицидів під назвою неонікотиноїди, можуть погіршувати здатність бджіл орієнтуватися й збирати корм. Європейський Союз обмежив використання кількох із них просто неба.
• Зникнення квітів через великі монокультурні поля, забудову та надто доглянуті, бідні на квіти ландшафти залишає бджолам менш різноманітну їжу.
• Хвороби, як-от гнилець, що його спричиняють бактерії, та інфекції, викликані мікроскопічними грибами роду Nosema, послаблюють сім'ї.

2006 року бджолярі в США почали повідомляти про загадкове явище, яке згодом назвали синдромом руйнування бджолиних колоній: більшість робочих бджіл зникала з на вигляд здорових вуликів, залишаючи матку й запаси. Науковцям не вдалося звести його до однієї причини, і нині загалом вважають, що воно виникає внаслідок поєднання стресових чинників, подібних до перелічених вище.

Дивовижні факти про медоносних бджіл

• Медоносна бджола змахує крильцями близько 200 разів на секунду, що й створює її знайоме дзижчання.
• Медоїд отримав свою назву через пристрасть до бджолиних гнізд. У деяких частинах Африки птах великий медовказ приводить людей до гнізд диких бджіл, а потім ласує воском і личинками, що залишилися.
• Бджоли використовують особливий запах із залози біля кінчика черевця — феромон Насонова, — щоб привести сестер до входу у вулик або до нової оселі. Іноді можна побачити робочих бджіл, які стоять біля входу з піднятим черевцем і крильцями розносять цей запах у повітрі.
• Немовлятам, молодшим за один рік, ніколи не можна давати мед, бо він може містити спори бактерій, з якими їхня ще незріла травна система не здатна впоратися.
• Бджолиний віск тисячі років використовують для виготовлення свічок, печаток, засобів для полірування та форм для відливання бронзових скульптур, і досі його застосовують у косметиці та харчових продуктах.
• Робочі бджоли тримають вулик напрочуд чистим: вони виносять мертвих бджіл, а здорові бджоли не випорожнюються всередині гнізда, чекаючи на політ назовні.

Від мови танців до воскової архітектури й ролі в годуванні світу — медоносна бджола показує, як далеко може зайти крихітна тварина завдяки співпраці. Кожна робоча бджола живе лише кілька тижнів, але разом сім'я поводиться майже як єдиний організм, що здатен жити роками, готуватися до зими й обирати собі домівку.