О пасеке

Пчеловодство, разведение и содержание пчел. Пчелы и здоровье. Огород, сад, дача.

Янв, 2015
07

Термогенез пчел в зимнем клубе

Опубликовал: Petr_MS




Термогенез пчел в зимнем клубе

Клуб зимующих пчел представляет собой систему тел с внутренними источниками метаболического тепла, выделяемого каждой из зимующих особей. Отличительной особенностью этой системы является то, что каждый из источников представляет собой живой организм с присущими ему физиологическими особенностями, прежде всего интенсивностью обменных процессов и в конечном счете мощностью тепловыделения.

Исследованиями M.Roth [2], T.Stussi [3]и других установлено, что интенсивность обменных процессов изолированной пчелы зависит как от непосредственно окружающей температуры, так и от ее состояния — активного или пассивного. На рисунке 1, а представлена зависимость термогенеза пчелы от внешней температуры в активной стадии, а на рисунке 1, б — в пассивной стадии. Расчеты произведены по материалам работы T.Stussi.

Термогенез пчел

Из этих рисунков видно, что в обоих случаях интенсивность термогенеза пчелы зависит от температуры, однако эти зависимости разные. Так, пчела зимующей генерации в активном состоянии генерирует 30 мВт, а в пассивном — 0,1 мВт. Соответственно, при повышении окружающей температуры термогенез пчелы в активном состоянии падает (в опыте до 3 мВт), а в пассивном состоянии, наоборот, растет (в опыте до 1,1 мВт).

По подсчетам T.Stussi, коэффициент к, равный отношению тепловыделения пчелы в активном состоянии к таковому в пассивном при 15°С, составляет 177,5. Однако по мере повышения внешней температуры это соотношение сокращается и при 35°С составляет всего 5,2.

Как же ведут себя пчелы в зимнем клубе, где температура в тепловом центре достигает 36°С, а на поверхности падает до 12°С, — активно или пассивно? Экспериментально это сделать довольно сложно.

Воспользуемся расчетно-аналитическим методом, основываясь на известных опытах. В этом плане заслуживает особого внимания работа H.Esch (1960). H.Esch наклеил на тело пчелы миниатюрные термопары, из которых одна контролировала температуру груди, вторая — температуру брюшка, третья — температуру воздуха на расстоянии 5 мм от нее.

Посредством очень тонких проводников термопары были подсоединены к самописцам. Пчелы были выпущены в гнездо зимующей семьи и в течение длительного времени, оставаясь как бы на привязи, могли перемещаться с периферии клуба в центр и обратно.

температурного режима пчелы

Полученная H.Esch диаграмма температурного режима пчелы в зимнем клубе представлена на рисунке 2. Она позволяет оценить интенсивность тепловыделения особей непосредственно в зимнем клубе и ее зависимость от окружающей температуры.

В течение всего времени наблюдений температура тела пчелы никогда не падала ниже 18°С даже на поверхности клуба, хотя вне его, у летка, она опускалась до 5°С.


Графически увеличив диаграмму, мы сняли с нее значения температуры груди пчел при соответствующем значении температуры воздуха, окружающего ее в данный момент. Полученные данные обобщили и представили на рисунке 3 в виде зависимости от температуры груди пчелы tгр, от температуры, окружающей пчелу tокр.

пчелы в зимнем клубе

Для пчелы в зимнем клубе (кривая 1) такая зависимость имеет практически линейный характер и в диапазоне температур от 23 до 34°С может быть выражена соотношением

tпч = 1,17tср — 2,49.

На этом же рисунке нанесена зависимость температуры тела спокойно сидящей  пчелы от окружающей температуры (кривая 2), полученная G.B. Pirsch [1]. Она также имеет линейный характер и выражается соотношением

tпч = 0,86tср + 5,90.

Как видно из рисунка, прямые весьма близки друг к другу. Так как G.B. Pirsch проводил наблюдения за бездеятельными пчелами, находящимися в спокойном состоянии, можно сделать заключение, что особи в зимнем клубе также находятся в спокойном бездеятельном состоянии и их энергетические затраты могут быть идентифицированы с энергетическими затратами свободно сидящих пчел с поправками на условия теплообмена в клубе.

теплообмена в клубе

Посредством высокочувствительного калориметра мы провели исследования термогенеза изолированных особей медоносных пчел вне семьи. На рисунке 4 представлена динамика тепловыделения пчелы карпатской породы, из которой видно, что в начальный период изоляции на протяжении примерно 1,5 ч она была в активном состоянии, затем ее термогенез снизился в среднем с 1,8 до 1,2 мВт, однако стали наблюдаться спорадические всплески примерно до 1,8 мВт, заканчивающиеся падением термогенеза до уровня, близкого к 0,5 мВт.

По истечении суток биоритм такого поведения стабилизировался, стал превалировать минимум, но всплески повторялись через 30-60 мин, хотя их максимум не превышал 1 мВт.

В условиях клуба при высокой скученности большая часть пчел расположена в ячейках, а размер улочки близок к 12 мм и пространство между особями плотно заполнено их ножками, крыльями и волосяным покровом, условия развития конвекции минимальны, режим их теплообмена близок к пленочному. Поэтому коэффициент теплоотдачи пчелы составит αk=3,0 Вт/м2 • град, потери тепла одной пчелой будут

Pпч = αkFпчθ,

где Fпч = 1,46 см2 = 1,46 • 10-4 м2 — площадь тела пчелы; θ — разность температур пчелы и ее окружения, град.; 

термогенез

Воспользовавшись экспериментальными данными H.Esch, мы подсчитали термогенез подопытных особей в зимнем клубе и совместили с графиком минимального термогенеза по T.Stussi (рис. 5).

в зимнем клубе

Из данных видно, что точки, отображающие термогенез пчелы в клубе, хотя и имеют довольно значительный разброс, но соответствуют тренду термогенеза пассивно сидящей особи вне клуба. То есть с повышением окружающей температуры тепловыделение растет, а с понижением — падает.

пчелы сохранили

Таким образом, можно констатировать, что, несмотря на социальный образ жизни, пчелы сохранили приобретенный насекомыми в результате длительной эволюции инстинкт — в состоянии диапаузы переходить в пассивное состояние и за счет снижения температуры своего тела сводить к минимуму трудно восполнимые в это время энергетические затраты.

На рисунке 6 представлена полученная нами за ряд лет зависимость термогенеза семей пчел, зимующих в улье-калориметре, вмещающем 30 тыс. особей, от температуры наружного воздуха.

Используя этот рисунок, нетрудно подсчитать средние энергетические затраты, приходящиеся на одну особь:

• в активном состоянии при 25°С (по Stussi, 1967) — 22,01 мВт;

• в пассивном состоянии при 25°С (по Stussi, 1967) — 0,57 мВт;

• в период зимовки при: -17°С — 0,62 мВт; -10°С — 0,47 мВт; 0°С — 0,27 мВт;

• в период диапаузы при 10°С — 0,17 мВт.

Как видно, энергетические затраты особи при переходе из активного состояния в пассивное сокращаются в 38,5 раза, а при переходе в состояние диапаузы при 10°С — почти в 130 раз.

В этом заключается одна из главных причин более продолжительной жизни пчел в зимний период по сравнению с особями летней генерации.

Отмеченные нами показатели имеют, как представляется, не только познавательное, но и определенное практическое значение.

Анализируя изложенный материал, можно сделать следующие выводы:

1. В клубе зимующей семьи пчелы сохраняют приобретенные способности, соответствующие их пассивному образу жизнедеятельности в таком состоянии, то есть при переходе из более нагретой зоны к периферии их термогенез снижается и, наоборот, при перемещении к тепловому центру — возрастает.

2. По многолетним данным, среднее тепловыделение одной особи в зимующей семье при -30°С составляет 1,0 мВт, при -17°С — 0,62; при -10°С — 0,47; при 0°С — 0,27 и при 10°С — 0,17 мВт.

В.И.ЛЕБЕДЕВ, А.И.КАСЬЯНОВ,
Е.П.ЛАПЫНИНА
ГНУ «НИИ пчеловодства Россельхозакадемии»
ж-л «Пчеловодство» №9, 2014 г.

Литература

1. Pirsch G.B.Studies on the Temperature of individual Insects // J.Agric. Research. — 1923.

2. Roth M. La production de chaleur chez Apis mellifica L. // Ann.A beille. — 1965. — 8. — №1.

3. Stussi T. Thermogenese de Pabeilla et ses rapports avec le niveau thermique de la ruche // These Doct. Sci. natur Fac. Sci: Lion, 1967.





Организация и оборудование любительской пасеки
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Общайтесь со мной:

Google Bookmarks Digg Reddit del.icio.us Ma.gnolia Technorati Slashdot Yahoo My Web News2.ru БобрДобр.ru RUmarkz Ваау! Memori.ru rucity.com МоёМесто.ru Mister Wong

Хотите получать новые статьи на почту? Введите свой Email

 

 

«С этой статьей также смотрят:»

Ваш отзыв


    Обо мне

    E-mail: petr9921()yandex.ru

    Skype: Petr_MS

    HitMeter - счетчик посетителей сайта, бесплатная статистика