Комунікація феромонами у бджіл: хімічна мова вулика

Колонія, що спілкується за допомогою молекул

У бджолиній колонії немає центральної нервової системи, проте вона поводиться як єдине скоординоване організм. Клей, який об'єднує десятки тисяч особин в одну цілісну одиницю, — хімічний: феромони. Ці леткі та контактні сполуки виділяються спеціалізованими екзокринними залозами і передаються від бджоли до бджоли через дотик, трофаллексию (обмін їжею рот в рот) та спільний повітря вулика. На відміну від нервового сигналу, який спалахує і згасає за мілісекунди, феромон може залишатися годинами або днями, накопичуючись або розсіюючись зі зміною умов, що робить його ідеальним носієм для регулювання повільних, колоший масштабів процесів, таких як розмноження, розподіл пошуків їжі та оборона.

Утримувачі бджіл, які розуміють цю хімічну мову, отримують справді інше уявлення про те, що відбувається, коли відкривається вулик. Подих диму, виймання рами або втрата матки — це не просто фізичні події для бджіл; це порушення інформаційної мережі, і подальша поведінка колонії найкраще інтерпретується як відповідь на змінену хімію, а не простий інстинкт.

Феромони королеви та згуртованість колонії

Найбільш вивчений феромон бджіл – феромон щелепових залоз королеви (ФЗК), суміш жирних кислот і ароматичних сполук, що виробляється в щелепових залозах королеви. ФЗК поширюється через оточення роїв, які постійно доглядають її, чистять та передають її запах далі через трофаллексис, поки протягом короткого часу не досягає більшості колонії слідки «королівської субстанції». Її присутність сигналізує про те, що присутня здорова, спарована королева, що пригнічує розвиток яєчників роїв та їх бажання виводити замінну королеву.

При смерті королеви, її видаленні або зменшенні викиду феромонів з віком, сигнал поступово згасає в колонії протягом кількох годин до одного чи двох днів. Рої відчувають цю прогалину та реагують, починаючи терміновий випуск яєчників з молодих личинок, а в безкорольових гніздах, які не можуть бути перезброєними, деякі яєчники активуються, і вони починають відкладати неоплодотворені (дроть) яйця. Це пояснює, чому швидкий феромон-залежний сигнал, а не візуальне розпізнавання, лежить в основі майже миттєвої обізнаності колонії про безкоролів’я під час огляду.

Феромон королеви також відіграє практичну роль у господарстві. Синтетичні приманки феромонів королеви використовуються для стабілізації нуклеусів, заспокоювання бджіл під час транспортування та залучення роїв до пасток-гнізд, оскільки роїчний кластер сильно реагує на запах встановленої «королівської субстанції».

Робочі бджоли, поєдові сигнали та сигнали Насонова

Робочі бджоли виробляють власний набір феромонів з залоз, включаючи залозу Насонова на кінчику черевника, щелепні залози та дзергатьові залози на дорсальних пластинах. Феромон Насонова, що складається переважно з гераніолу та цитралу, розноситься у повітря робочими бджолами шляхом махання крильями, коли вони відкривають залозу; він діє як маяк для повернення, направляючи повертаються медоносів, переміщуючи рої або дезорієнтованих бджіл назад до входу в вулик або місця розташування королеви. Доглядальники чітко бачать цю поведінку, коли вулик переносять на невелику відстань або висмикуючи бджіл перед новою коробкою: махання крильми швидко орієнтує решту групи бджіл.

Розвиток поїлки також виділяє феромони, які називаються поєдковим феромоном, що впливають на поведінку дорослих бджіл кількома способами. Сигнали поїлок стимулюють збір пилку (оскільки зростаючі личинки потребують білка), допомагають регулювати співвідношення між доглядальницями та медоносів, а при високих рівнях поєдкового феромону навіть пригнічують розвиток яєчників у робочих бджіл подібно до феромонів королеви. Це пояснює, чому активний вулик з великою кількістю личинок поводиться зовсім інакше, ніж безполідний вулик в один і той самий час року.

Алертний феромон і захисна поведінка

Коли бджола жалить або вартове дзижчалка відчуває загрозу, вона вивільняє алертний феромон переважно з жало (ізопентиловий ацетат є основним компонентом) та з щелепних залоз. Цей хімічний дим залучає сусідніх бджіл для розслідування або нападу, тому що одна жало у під час огляду може швидко загостритися на захисті, якщо пасічник не використовує диму для маскування сигналу. Дим частково порушує здатність бджіл виявляти та реагувати на алертний феромон і частково запускає реакцію годування, що займає увагу колонії.

Вартові дзижчалки біля входу також використовують феромонові сигнали, поряд із розпізнаванням специфічних для колонії кутикульних гідрокарбонів, щоб відрізнити родичів від грабіжників або ворогів, таких як метелики. Розуміння того, що жали посилюються через рекрутинг феромонами, пояснює практичні поради, які знайомі кожному пасічнику: працюйте спокійно, уникайте розтирання бджіл і негайно повторно димте після будь-якої жалоби, щоб обмежити ланцюг тривоги.

Практичні застосування для бджолярів Великої Британії

Знання про феромони безпосередньо впливає на господарські рішення. Введення матки базується на поступовому прийнятті феромонів королеви, тому утримувані в клітках матки повільно випускаються через цукрову таблетку замість того, щоб їх одразу класти на вощину; робітникам потрібен час, щоб звикнути до нового запаху королеви, перш ніж прийняти її. Контроль розмноження також залежить від феромонових динамік: старіюча матка виробляє менше мандибулярного феромону, коли її фізіологія погіршується, і цей спад є одним із природних тригерів, які вважаються причиною підготовки до розмноження, поряд з переповненням вощини та співвідношенням личинок до медуз.

Синтетичні феромонні продукти доступні в Великій Британії та інших країнах, включаючи приманки феромонів для пасток для маток і феромонні продукти, призначені для стимулювання поведінки запилення на захищених культурах. Хоча ці інструменти мають реальне застосування, вони працюють разом із, а не замінюють, якісне управління колонією; переповнена колонія з нормальною маткою та поганою вентиляцією все одно буде намагатися розмножуватися, незалежно від того, де розміщена приманка.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте the simulation і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.