Построение моделей особей медоносных пчёл
и их информационных связей жизнедеятельности © Ю.Н.Третьяков

2.4.3. Каналы акустической связи медоносных пчел.

Для передачи звуковой информации медоносные пчелы используют в основном воздушную среду и твердый субстрат. Каждая информация связи различима, на фоне различных сопутствующих помех возникающих в среде их жизнедеятельности. Передачу звуковой информации в воздушной среде можно наблюдать в процессе роения семьи, при пении маток, в полете роя и в полете за взятком, при ударе по улью, при передаче сигналов тревоги и т.д. Кроме воздушной среды, пчелы для передачи информации членам семьи в своем гнезде используют твердый субстрат сотов, которые способны, как и воздушная среда передать звуковое сообщение, которое при генерации звука на соте вызывает его колебание. Следовательно, звуковой аппарат пчел обладает различными возможностями для перестройки генерируемых сигналов для общения с членами семьи.

Передача информации по воздушной среде

Воздушная среда, как линия дальней звуковой связи, используется пчелами для передачи различных сигналов необходимых для коррекции поведения в окружающей их среде. Например, для передачи звуковых сигналов тревоги, звуковой ориентации при полетах за взятком, передачи информации до цели и дальности полета, сотрясение жилища при ударах или его раскачивании, сигнал бедствия, пение маток, звуки летящего роя и др. звуковые сигналы необходимые в передачи по воздушной среде.

При вибрации торакса, а также подъема и опускание крыльев летящей пчелы происходит усиление звука в воздушной среде, поскольку крылья пчел играют роль диффузора (рис. 6).

Рис. 6. Регистрация звуковых колебаний воздуха (1) и вибраций торакса (2)
пчелы, машущей крыльями (по Еськову, 1969а).

Сигналы тревоги на изменения оптимальной температуры в гнезде. Среди сигналов тревоги, можно отметить звуки, генерируемые пчелами-вентилировщицами, которые сигналят всем особям своего гнезда о превышении температуры в гнезде выше допустимой нормы. Если при 35 ^oС, частота звуков составляла 75-85 Гц, то с повышением температуры в центре гнезда до 36,3 ^oС частота звуков повышалась на 30-40 Гц, при повышении температуры в верхней части гнезда до 37,5 ^oС, частота звуков пчел-вентилировщиц подымалась до 145-155 Гц. В этих условиях пчелы активно охлаждают зону сотов с частью расплода (по Еськову, 1979).

Суточные колебания звуков в зависимости от погоды. Известно, что семья пчел постоянно генерирует звуки, которые зависимы от активности пчел и изменения окружающей суточной температуры воздуха и других факторов среды обитания. Например, суточные колебания звуков в семье весной достигают 5-7 дБ. Днем интенсивность звуков выше, чем вечером. Перед ненастной погодой и во время похолоданий интенсивность звуков снижается на 4-6 дБ.

Звуковые сигналы о месте расположения пищи. Использование звука, как средство общения и передачи информации о наличии взятка или искусственного корма в кормушках установленных на определенных расстояниях удаления от гнезда, лежит в широком диапазоне в спектре 200-300 и 400-600 Гц. Следовательно, путем воспроизведения звуков, издаваемых пчелами у источника корма, другие пчелы находящие в зоне восприятия указанного сигнала, способны локализовать их источник и они устремляются к корму (взятку). Итак, посредством звуков пчелы могут передавать друг другу информацию о пище.

Передача информации по субстрату

Субстрат, как линия ближней звуковой связи. Пчелиная семья живет, размножается, складывает и сохраняет продукты питания в гнезде, которое состоит из твердых восковых сотов и твердых стенок гнезда (улья). Они и являются субстратом для передвижения и жизнедеятельности в гнезде (улье).

Гнездо пчел, как канал звуковой информационной связи. Твердый субстрат гнезда, пчелы используют, как линию связи для передачи сигналов генерируемых звукоиздающими органами, которые контактируются (прижимаются) к субстрату, приводя его к вибрации.

Вибрация субстрата сот находится в спектральном диапазоне 80-165 Гц. Эти колебания образуются при соприкосновении пчел к сотам, интенсивность звуков и соответственно колебания сотов зависят от температуры гнезда и следовательно состояния субстрата.

Расплод гнезда способен воспринимать звуковую информацию сот и посылать свою информацию. Возбуждение вибраций сотов влияет на развивающийся в сотах расплод. Личинки расплода способны перемещаться в ячейке в период своего развития. Голодная личинка 5-6 дневного возраста (по Еськову, 1992) активно передвигается в ячейке, генерируя звуковой импульс интенсивностью 12-17 дБ. Звуки порождаются трением частей тела друг об друга и о стенки ячейки.

Пчелы активизируются на сильную вибрацию гнезда, как реакцию к защите. Если в гнезде (улье) пчелы почувствуют сильную вибрацию субстрата и увеличение громкости звуков, то они воспринимают его как активная оборонительная реакция. Известно также, что пчелы находящиеся на субстрате на некоторые звуки чистых тонов могут реагировать торможением активности.

Звуки пчел, окружающие танцовщицу. Известно, что пчелы обнаружив взяток прилетев в улей, сообщают танцами о месте нахождения пищи другим пчелам. Танцовщица перед танцами и в паузах между циклами предлагает попробовать окружающим пчелам принесенную ею пищу. Эти пчелы, для пробы пищи останавливают танцующую пчелу звуковыми сигналами. Одного импульса длительностью 185 ± 90 мс достаточно для остановки танцовщицы. Начало сигнала (Еськов,1979) длительностью 25 мс включает два диапазона на частотах 200-400 и 500-580 Гц. Другие отличающие сигналы, танцовщицу не останавливают.

Звуки фуражиров разных рас различны по национальным и наследственным признакам. Известно, что пчелы сборщицы нектара и пыльцы получают информацию о месте его расположения и дальности полета от пчел фуражиров, которые сообщают пчелам сборщицам с помощью «танцев» на соте в гнезде. Этот процесс виляющих сигнальных движений пчел фуражиров объясняет пчелам, окружающих её направление и дальность до источника корма (Фриш, 1923, 1927 1957 и др.) В процессе сигнала «танца» фуражиры включают и звуковой сигнал. Открытие тесной корреляции между характером звуковой компоненты «танца» и удаленностью источника корма, послужило (Эш, 1961, 1962, 1964; Венер, 1961, 1962) основанием предположить, что элементом «танца передается информация об удаленности источника корма. Однако, пчелы одной расы неправильно оценивают расстояние по «танцам» другой расы (Штех, 1954; Бох 1957; Ландауер, 1959), что показатели звуков у этих рас кореллируют по разному с удаленностью источника корма от улья (Еськов, 1968а, 1969а, 1969б).

Обнаружено, (Еськов, 1968, 1969а, 1970а, 1992; Левченко, 1979; Лопатина, 1970; Лопатина, Пономаренко, 1972), что пчелы разных экологических групп размещенных в одном экологическом пространстве различно воспринимают одну и туже информации о дальности полета к источнику пищи. Например, в звуках итальянской, грузинской, украинской рас с увеличением расстояния от улья до источника корма с 30 до 200 метров количество импульсов в сигналах у итальянских пчел возрастает на 12, серых горных кавказских – на 11, а украинских – на 3 (рис. 7).

Рис. 7. Регистрация структуры звуковых сигналов, дальности полета пчел разных популяций (по Еськову, 1992).

В настоящее время установлено (Еськов, 1992), что передача пчел одной экологической популяции в стадии имаго или личиночной (рамок с расплодом) для содержания в семьи другой популяции не влияет на структуру звуковых сигналов. То есть у пчел разных популяций содержащихся в одной семье сохраняется наследственная программа звуковых сигналов, выработанная в семьях своих популяций.

Следовательно, как утверждает Еськов (1979) различие в длительности звуковых сигналов у пчел разных рас (популяций) при сообщении дальности полетов к цели является одним из проявлений поведения при расовой изоляции, которое можно рассматривать в плане эволюции, как начальный этап видовой дивергенции.

Детерминирующая роль и опережение этологической дифференцировки по отношению к морфологической (Гиляров, 1074) выражается в том, что по акустическому сигналу некоторые расы отличить проще, чем по морфологическим признакам.

При рассмотрении раздела «4. Передача наследственности у пчёл», а также главы «6.3. Яйцекладка гетерозиготной матки» (Третьяков, 2007), можно дополнить к выше сказанному, о звуковых сигналах разных рас, следующее: что при спаривании молодых маток, из семьи пчел одной расы с трутнями от разных рас, в данной семье могут выращиваться группы пчел, с неполными доминантными наследственными признаками разных рас. В своем поведении, эти группы, используют свою наследственную сигнальную информацию для добывания пищи, и складывает её отдельно от другой группы даже на одном соте (рис. 8).

Рис. 8. Соты с печаткой меда мокрой темной (в) от грузинских пчел, светлой сухой (а) от среднерусских пчел местной популяции и сот (b) печаткой от групп пчел помесей с признаками от грузинских и среднерусских.

Спектр, всех звуков, который может издавать пчела, укладываются в диапазон частот от 60 до 8000-12000 Гц. В спектре звуков пчел в полете были выделены ультразвуки в диапазоне 20-22 кГц. При использовании широкополостного усилителя с большим коэффициентом усиления, можно выделить за пределами 22 кГц гармоники низкочастотных составляющих. Ультразвуки, по данным Еськова (1979), могут порождаться вихревыми потоками при движении крыльев и не имеют сигнального значения. Следовательно, издаваемые пчелами звуки имеют довольно широкий диапазон. Для восприятия всех этих звуков у пчел имеются органы разного устройства.