Wewnątrz Pszczołowsa: Jak Pszczely Budują Miasto z Wosku

Żywa, przemienialna struktura

pszczelnia nie jest statycznym kontenerem — to dinamyczna struktura, którą kolonia ciągle buduje, modyfikuje i organizuje według swoich potrzeb. Dlaczegokolwiek pszczzele zamieszkały są w drewnianym skrzydłowym skrzyniowcu czy pustym drzewie, wypełniają dostępne przestrzenie arkuszami kom, wykonanymi z wosku produkowanego przez same pszczółki. Każdy arkusz kom jest podzielony na tysiące osobnych komór hexagonalnych, a kolonia przydzieluje te komorze do różnych zadań — rozwijanie larw, przechowywanie pąka, madryfikacji nektaru w miele — przesuwa się równowaga tygodniowo, zmieniając sezon i populację kolonii.

Pszczelarze używający nowoczesnych skrzydłowych skrzyniów typu Langstrotha dostarczają tylko odłączalne, standardowe wersje arkuszy kom, które kolonia by budowała sama; podstawowa biologia i zachowania pozostaje niezmieniona.

Dlaczego szesciokąty? Fizyka idealnej komórki

Szczycista wzór sześciokątny jest jednym z najbardziej znanych przykładów efektywnej konstrukcji w naturze, a jego wyjaśnienie matematyczne jest proste. Zmiennych kształtów regularnych, które mogą pokryć płasko powierzchnię bez przeszkód — trójkątów, kwadratów i sześciokątów — sześciokąt zaoberwa najwięcej pola dla najmniejszej długości obramowania. Ponieważ ściany komórek owadów są wykonane z wosku, który odbiera kolonii ogromną ilość energii do produkcji, to ma duży znaczenie: sześciokątne komórki minimalizują ilość wosku potrzebnego do przechowywania danego objętości honey lub gniazdu dla danego larwy, co porównywalnie z kwadratowymi lub trójkątnymi komorami wymagającymi znacznie więcej materiału budowlanego na tą samą objętość przechowywania.

Owadzi nie osiągają tego efektu poprzez świadomą konstrukcję sześciokątną od początku. Nowo wybudowane komórki początkowo mają bliższy kształt okrągłego lub kulistego, ponieważ wosk jest miękkim i elastycznym, a sześciokątne kształty powstają częściowo dzięki fizjce ciepłego wosku spotykającego się pod napięciem siły powierzchniowej, a częściowo poprzez używanie owadami własnej szerokości ciała jako wzoru przy pracowaniu z wielu kierunków naraz. Wynikiem jest struktura tak bliska matematycznie idealnej tylitacji sześciokątny, że inżynierowie i matematycy badają ją jako naturalną dowód problemu optymalizacyjnego.

W tej samej komorze konstruuje się dwa różne rozmiary komórek: mniejsze ok. 5,2–5,4 mm dla pracujących larw i przechowywania miodu, oraz znacznie większe ok. 6,4–6,9 mm przeznaczone dla gniazd dronów, które potrzebują większej przestrzeni do rozwoju większych samców.

Jak jest produkowana wosk i budowane są szczeliny

Wosk produkuje się przez młode pracownicze muchy, zazwyczaj między 10 a 20 dniem życia, z czterech par specjalizowanych gland na podniebieniu ich brzucha. Mucha wydziela małe, cienkie kawałki wosku, które następnie obraca swoim szczękami, żuąc i mieszając z wydzielinami saliwarnej, aby go osłabnąć i przystosować do kształtu przed dodaniem do rosnącej krawędzi ściany komora. Produkcja wosku jest metabolicznie droga: estymaty badan na fizjologię muchy miodowej podają stosunek około 6-8 razy więcej miodu zużytego niż wosk wyprodukowany, co jest jednym z powodów, dla których kolonie preferują reutilizować i naprawiać istniejące szczeliny zamiast budować całkowicie nowe szczeliny, gdy to możliwe.

Wosk stać się praktycznie używalny w stosunkowo skąpej dziedzinie temperatur — musi być upieczone do niskiej lub średniej trzydziestki stopni Celsiusa, aby stać się wystarczająco plastyczny na kształtowanie. To jest jedna z przyczyn, dlaczego budowa szczeliny skupia się w ciepłym sercu beczki blisko gniazdka jajowiczne, a także dlaczego muchy skupiają się mocno wraz z generowaniem ciepła podczas budowy. Wiele much budujących zwykle pracuje na tym samym twarzy szczeliny jednocześnie, znacząco przyspieszając konstrukcję w porównaniu do jednej muchy pracującej sama.

Zoning of bejska: jaja, pąk, mielec i puste komorki

Zdrowa kolonia organizuje swoje komórki w charakterystyczne funkcjonalne obszary. Przewodnicy, którzy zrozumiały ten wzorzec, mogą odczytać wiele informacji na temat stanu zdrowia kolonii po jednym spojrzeniu wewnątrz bejski:

Pchle również zamykają szczeliny, nierówności i wejścia do bejski propolisem, gęstą resinę ze sosnowych gałązek, mieszającą ją z woskiem i substancjami chemicznymi pchł. Propolis ma autentyczne właściwości antimikrobiowe, a badania pokazują, że bejska oblepiona propolisem znacznie zmniejsza obciążenie patogenów do których są narażone pchle, co efektywnie działa jako forma "społecznej immunizacji" dla całości kolonii.

Stare szczotki, nowe problemy

Szczotka nie pozostaje w doskonałym stanie wiecznie. Każda razem, gdy pszczółka rozwija się w komorze z jajkiem, zostawia za sobą delikatne warstwy skórki, które colony nie jest w stanie całkowicie usunąć, co prowadzi do powolnego zmniejszania się i czernienia komórek. Od nowych, prawie białych, przez coraz ciemniejsze brązowe aż po niemal czarne po wielu latach użycia. To nie jest jedynie sprzyjanie estetyce: starsza, ciemniejsza szczotka akumuluje wyższe ilości patogenów i śladów pestycydów, a zmniejszenie średnicy komórki jest nawet powiązane z lekko mniejszymi pszczółkami wydzielającymi się z bardzo starych komórek — efekt, który w praktyce nazywany jest jako szczotkowana dwarzyzna.

Dlatego doświadczonym gospodarcom pszczelnicym regularnie wymienia się stare brodne szczotki — powszechna zasada to zamiana szczotek po 2-3 latach użytku w rozwijaniu jaj, a laterał waxu jest rozpuszczany i zastępuje ona się nową podkomórką, co pomaga utrzymać presję chorobową, szczególnie od chorób brodnych jak szara gorączka amerykańska, na niższym poziomie.

Trzymania powietrza w porządku: ventilacja i wilgotność

Architektura komórki musi również uwzględniać przepływność powietrza. Pszczele aktywnie ventilują gniazdo, fakermiąc skrzydłami przy wejściu i na górnych otworach, wciągając świeże powietrze i wydychając nadmierną ciepło, dwutlenek węgla oraz, najważniejsze, duże ilości wilgotnego powietrza produkowane podczas evaporaacji nectaru do mielec. Poziom wilgotności w aktywnie dojmującym gniazdu znajduje się w określonym zakresie, a kolonie, które nie mogą ventilować efektywnie — z powodu słabo zaprojektowanego gniazda, zablokowanego wejścia lub ekstremalnych warunków pogodowych — stoją przed rzeczywistymi zagrożeniami: trwały wilgotny klimat znacząco podnosi ryzyko chorób brodawczych spowodowanych grzybami, takich jak brodawka paprotnikowa. Podciśnienie na winter cluster z powodu condensacji spływającej z zimnych i słabo izolowanych ścian to jedna z częściej występujących przyczyn śmierci kolonii w zimie, która jest całkowicie zaprzeczalna.

Często zadawane pytania