Берндт Хайнрих - Зима: Секреты выживания растений и животных в самое суровое время года

В первый раз лютый мороз отпустил в конце первой недели января. В прогнозе по телевизору говорили о «январской оттепели». Было так тепло, что дети выходили поиграть в снегу и не вбегали в дом через две минуты, плача от холода. Хотя бы краткие вылазки стали совершать и другие условно теплокровные создания. Среди них были некоторые из моих пчел, а пчелы гораздо более уязвимы к холоду, чем дети, учитывая, насколько хуже их размеры позволяют удерживать тепло.

К этому времени пчелы находились в заточении в улье уже около двух месяцев. Надо полагать, жили они на меду, а это топливо дает сравнительно мало отходов. Но в меде есть небольшое количество примесей (например, аминокислот), из-за которых в кишечнике все же скапливаются отходы в виде мочевой кислоты. «Оттепель подоспела как раз вовремя, чтобы вылететь прочиститься», – подумал я.

При первых признаках потепления мои пчелы быстро стали вылетать, и некоторые из них оставляли на снегу желтые пятнышки. Оставались на снегу и тела: опасную экспедицию на улицу, чтобы опорожнить кишечник, перенесли не все, и снег перед моими тремя ульями под навесом сбоку от куриного загона усыпали 53 с виду мертвые пчелы.

В отличие от других местных северных насекомых, медоносные пчелы не могут пережить заморозку. Им нужно постоянно поддерживать температуру тела выше примерно 15 °C, чтобы оставаться активными (или способными ползать), а чтобы управлять крыловыми мышцами и развить достаточную мощность для подъема в воздух и горизонтального полета, температура мышц должна быть хотя бы 30 °C. В улье зимой многие пчелы испытывают падение температуры тела до 12–15 °C. Это нижний предел, при котором пчела способна ходить, и именно за эту низшую точку насекомые «борются» в корке клуба или роевой грозди, потому что при более низкой температуре тела они не могут двигаться. При температуре тела ниже примерно 12 °C пчела начинает терять физиологический контроль. Собственный метаболизм уже не позволяет ей снова разогреться дрожанием, и она не может заползти назад в общественный клуб, чтобы согреться за счет общего метаболизма колонии. Таким образом, если пчеле пришлось отделиться от семейного зимнего клуба, оказавшись снаружи улья, она погибает, как только температура вокруг нее (например, на снегу) окажется на 3–4° ниже нуля, а при температуре тела в –2 °C ее убьют образующиеся в теле кристаллы льда. Поэтому, вылетая по нужде при температуре около 0 °C, медоносная пчела не должна позволить себе сильно остыть, прежде чем вернется в тепло пчелиного клуба в улье.

Дрожь и/или метаболизм полета позволяют медоносной пчеле поддерживать лишь умеренную разницу между температурой тела и воздуха (около 15 °C), так что, вылетев из улья при 0 °C, пчела подвергается смертельной опасности. Трупики пчел, усыпавшие снег перед моими ульями, принадлежали насекомым, у которых температура тела сначала опустилась ниже 30 °C, а затем резко упала до смертельной, потому что пчелы больше не могли ее контролировать. Иными словами, эти особи утратили силы, упали на снег и затем остыли до –2 °C и ниже и заледенели.

Чувствуют ли пчелы себя так же, как и я, когда мне неохота выходить по ночам при отрицательной температуре из мэнского домика, чтобы дойти до удобств во дворе? А когда насекомые вылетают, стараются ли они сделать свои дела поскорее, ведь, помедлив даже минуту, они заигрывают со смертью? Может быть, пчела сначала как можно сильнее разогревается, чтобы быстрее летать и отсрочить неизбежный момент, когда она остынет до смертельно низкой температуры?

Поскольку тело у пчелы маленькое, она остывает за несколько секунд. Осторожность при вылете должна быть важным фактором естественного отбора, и разные популяции пчел демонстрируют разную ее степень. Так, ранее я обнаружил, что африканизированные медоносные пчелы (так называемые пчелы-убийцы) регулируют температуру тела с помощью дрожи не хуже наших чистокровных (европейских) пчел, но, когда колония африканизированных пчел попадает в северные широты, в ней возникает огромная смертность, потому что рабочие особи недостаточно воздержанны в вылетах из улья на холодный зимний воздух над опасным ледяным покровом снега, который в эволюции им не встречался. Африканизированные пчелы без опаски рвутся на холод, а вот северянки вылетают гораздо менее охотно. Однако я подумал, что мои пчелы делают это слишком рьяно даже для температуры 1–2 °C.

Через два дня похолодало до –7 °C, и пчелы совсем прекратили спонтанные вылазки, что дало идеальную возможность испытать пределы их физиологических возможностей. Я потыкал в улей веткой и вызвал облако пчел, которые ринулись ко входу и столпились там. Потыкав еще немного, я спровоцировал несколько особей на то, чтобы вылететь и начать кружиться вокруг меня. Я засек время полета десяти насекомых. Большинство спикировали в снег всего через две секунды. Ни одной пчеле не удалось продержаться дольше шести секунд (при среднем 3,6 секунды), прежде чем рухнуть на снег, замереть, коротко пожужжав, и заледенеть. За время полета температура в грудке падала с 38–40 °C при вылете до 29–33 °C (при среднем 30,9) в момент, когда насекомое падало на землю, а я подбирал его и измерял температуру электронным термометром с помощью проверенного временем метода «хватай и тыкай» (температура головы была бы на несколько градусов ниже). Ни одной пчеле не удалось отлететь от улья больше чем на 4,5 метра. Сделав эти измерения, я заставил еще 33 пчелы покинуть улей, чтобы посмотреть, сможет ли кто-то вернуться. Это никому не удалось. У всех 35 пчел, которых я осмотрел, в прямой кишке находилась желтая масса с неприятным запахом. Мой грубый эксперимент показал, что, если пчела вылетает при –7 °C (на что она готова, только если нужно защищать улей), ей грозит верная смерть. При какой температуре насекомые рискнут вылететь сами?

20 января после полудня было солнечно, хотя температура воздуха оставалась низкой, примерно –9 °C. Но около 14:30 солнце стало падать на стенки ульев и пчелы начали спонтанно вылетать наружу. За полчаса, которые я провел в роли невинного стороннего наблюдателя, вылетело 125 насекомых. Каждое из них через несколько секунд, подобно камикадзе (но непроизвольно), нырнуло в снег, успев за это время стремительно остыть в полете. Ни одна из 125 охотно вылетевших из улья пчел в него не вернулась. Все они затвердели, заледенев изнутри. Большинство (112) из них не опорожнили кишечник, в чем легко было зрительно убедиться, разорвав их брюшки. Я был озадачен и гадал, почему они не стали испражняться, когда был такой шанс? Не могли же они вылететь, чтобы покончить с собой! Почему рисковали жизнью? Я преисполнился решимости докопаться до истины. На следующий день потеплело, а у меня появились новые данные.