Медоносные пчёлы голосуют за выбор места гнездования — почему нам стоит прислушаться

Исследователи часто изучают медоносных пчёл в искусственных ульях, которые мало похожи на естественные дупла в деревьях, сформировавшиеся в ходе эволюции вида. Возможно, мы упускаем важные эволюционные адаптации диких пчёл, которые могли бы помочь современным управляемым популяциям.

Около 600 000 лет назад медоносные пчёлы, изначально тропические насекомые, колонизировали холодные климаты, развив сложное поведение для поиска и выбора мест гнездования. Роевые пчёлы отправляют разведчиков, которые оценивают потенциальные дупла по ряду критериев: высота от земли, объём, размер и расположение входа. Затем разведчики участвуют в «системе голосования», чтобы выбрать лучшее место и переместить весь рой, иногда на расстояние более километра.

Это указывает на то, что даже 600 000 лет назад подходящие гнёзда были редкостью, а их преимущества для выживания оправдывали огромные энергозатраты на поиск.

Болезни, хищники, паразиты и изменение климата угрожают будущему управляемых медоносных пчёл — опылителей сельскохозяйственных культур. Однако исследования этих угроз и поведения пчёл редко учитывают эволюционно сформированные предпочтения пчёл к гнездованию. Например, международный опрос о потерях пчелиных семей включает лишь три вопроса «да/нет» об ульях, а в исследованиях нет стандартов для оценки качества ульев — в отличие от сложной системы оценки, используемой самими пчёлами.

Один из способов ответить на эти вопросы — количественно оценить физические свойства искусственных ульев с учётом предпочтений пчёл и эволюционного контекста. Это позволило бы присваивать улью научно обоснованную оценку, релевантную долгосрочному выживанию пчёл.

В данном исследовании для сравнения теплопотерь использовались методы вычислительной гидродинамики (CFD), обычно применяемые в аэродинамике и строительном моделировании. Сохранение тепла критически важно для пчёл: им необходимо поддерживать температуру части гнезда выше 20°C круглый год, а другой части — около 34°C большую часть года.

Результаты показали:

• Естественные гнёзда в деревьях теряют значительно меньше тепла, чем традиционные ульи, используемые в исследованиях.
• Визуализация воздушных потоков с помощью CFD выявила, что внутренняя циркуляция воздуха в улье существенно отличается от циркуляции в дупле.
• Конструктивные элементы ульев, добавленные для удобства пчеловодов и исследователей (например, для лёгкого извлечения рамок), значительно увеличивают теплопотери.

Почему это не было сделано раньше?

В 1930-х годах проводились эксперименты с ульями, и к 1940-м учёные пришли к выводу, что разные ульи мало влияют на пчёл. Так была установлена научная базальтная линия: характеристиками улья можно пренебречь.

Однако в тех экспериментах не измеряли ключевые физические характеристики (например, теплопотери), не проверяли, действительно ли изменения в конструкции меняли физические условия внутри улья, и не сопоставляли искусственные ульи с предпочтениями пчёл. Исследования предпочтений пчёл в выборе гнезда начались лишь в конце 1970-х, а механизм поиска и «голосования» стал изучаться около 2003 года.

Эти знания почти не повлияли на исследования, проводимые в ульях, вероятно, из-за укоренившейся доктрины о том, что «улей не имеет значения». В результате современные исследования, как и в 1950-х, часто не учитывают ключевые физические характеристики улья и не соотносят их с эволюционно сформированными предпочтениями пчёл.

Различия между ульем и естественным дуплом настолько велики, что возникает вопрос: изучаем ли мы в таких условиях самих пчёл или же их способность справляться с нашим вмешательством?