Феномен медоносной пчелы. Биология суперорганизма

Молодые пчелы спят в течение более коротких отрезков времени и не в ритме смены дня и ночи. Сборщицы спят дольше и главным образом ночью. Пчелы спят в улье, но иногда спящих пчел можно также наблюдать вне улья (рис. 3.9). Спящих пчел можно распознать по позе, выражающей отсутствие тонуса мышц, когда антенны свисают вниз, а ноги подогнуты под тело. Ответить на вопрос, почему должны спать именно сборщицы, не сложнее, чем в случаях, когда речь идет о многих других организмах. Настолько явно выраженное состояние сна у сборщиц означает важность сна при тех физических требованиях, которые накладывает их работа за пределами улья.

Цветы не всегда доступны в любое время и в любых местах на территории колонии. В зависимости от географического региона цветки могут появляться сезонно – и в этом случае если они есть, то есть везде, – или же они есть в наличии весь год, но сконцентрированы на определенных территориях.

Рис. 3.8 Рабочие пчелы спят главным образом ночью, собравшись группами в тихих местах по краям сотов

Первая ситуация относится к пчелам в умеренных широтах, последняя – в тропиках. Независимо от характера окружающей пчел среды обнаружение и сбор ресурсов ставят перед ними ряд проблем. Ограниченное в пространстве появление цветков, время цветения которых непредсказуемо для пчел, могло бы значительно обострить конкуренцию среди пчелиных колоний в данном месте. Такую ситуацию создают цветущие тропические деревья, которые встречаются среди моря зеленых листьев, в иное время лишенного цветков; пчелы могут найти цветущее дерево на протяжении всего года, но то в одном, то в другом месте. Медоносные пчелы эволюционировали в таких условиях и в своей стратегии по сбору пищи сделали упор на оригинальную систему обмена информацией. Когда пчелы распространились из тропиков в умеренные широты, они пришли на новое место полностью подготовленными. Для успешной эксплуатации цветочных ресурсов пчелиная колония также выработала способность точно распределять по территории необходимое количество сборщиц, соотносимое с продуктивностью цветков на ней. Привлекательные и обильные источники посещаются часто, а менее продуктивные не игнорируются, но посещаются меньшими рабочими силами. Истощенные источники корма не посещаются совсем.

Рис. 3.9 Иногда можно увидеть пчелу-сборщицу, спящую на цветке в поле

Сколько и где?

Если бы людям нужно было оптимизировать процесс сбора урожая с учетом доступности нектара и пыльцы и распределять доступную рабочую силу соответствующим образом, их стратегия зависела бы от большого объема информации относительно производства этих ресурсов на местности. Кроме того, ситуация непрерывно меняется, поэтому совершенно необходимо было бы ее непрерывное обновление. К этому следует добавить обязательное представление о состоянии домашних хранилищ – ведь когда они полны, нужно собирать значительно меньше пищи.

Количество пчел, задействованных в роли сборщиц, меняется в широких пределах; они делятся на сборщиц пыльцы и нектара в различных соотношениях. На самом деле есть очень мало сборщиц (самое большее 15 %), занимающихся одновременно сбором и нектара и пыльцы (см. рис. 3.6). Большинство занятых работой медоносных пчел собирает либо нектар, либо пыльцу.

Ни одна отдельно взятая пчела в колонии не имеет представления о спросе и предложении и не берет на себя обязанностей по распределению рабочей силы. Однако по наблюдениям и экспериментам известно, что колония медоносных пчел оптимально распределяет силы своих сборщиц в поле. Как же это получается, когда ни одна из особей в колонии не имеет ни малейшего представления о ситуации в целом?

Рис. 3.10 Деятельность пчел по сбору пищи на протяжении всей их жизни можно измерить, прикрепляя к ним микрочип, как только они выведутся из куколок. Таким способом можно обнаружить различия между отдельными особями пчел и изучить факторы, которые влияют на их деятельность, связанную с поиском пищи

Ответ заключается в децентрализованном самоорганизующемся механизме распределения. «Децентрализованный» означает, что отсутствует центральная власть, которая «отдает приказы». «Самоорганизующийся» означает, что характер ввода в действие рабочих сил в целом вытекает из множества мелких контактов между особями. Эти мелкие контакты служат для обмена отдельными элементами информации о миллионах цветков на окружающей местности. Колония медоносных пчел раскидывает свою сеть на многие сотни квадратных километров, плетет частые петли там, где посещение заслуживает внимания, и позволяет петлям быть более редкими там, где мало что можно собрать. Пчелы-разведчики, обычно составляющие 5–20 % от числа вылетающих из колонии пчел, непрерывно ищут новые источники пищи и делятся открытиями с соседями по гнезду.