Мир общественных насекомых

Самые примитивные общественные насекомые неспособны активно изменять физические условия в гнездах и полностью зависят от внешней среды. В жилище пчел-галиктов температура и влажность воздуха такие же, как и в норке, вырытой поблизости одиночной пчелой. Единственное, что могут делать галикты, это выбирать для гнездования участки, которые достаточно, но не чрезмерно прогреваются солнцем и имеют подходящую влажность почвы (только некоторые виды умеют вентилировать свои норки крыльями). По сути, так же поступают аллодапиновые пчелы, стеногастрины и другие примитивные осы и даже муравьи и термиты некрупных семей, сооружающие подземные гнезда. Но большинство видов общественных насекомых способно в той или иной мере регулировать микроклимат своих жилищ и в первую очередь температуру. Для этого они используют два принципа. Долговременная регуляция основана на устройстве самого гнезда, его теплоизолирующих свойствах, возможностях вентиляции и, конечно, на выборе для строительства наиболее подходящего участка. Кратковременные регулирующие механизмы реализуются через поведение насекомых, способных либо переносить расплод в оптимальные в данный момент по микроклимату зоны гнезда, либо активно изменять в нем температуру, влажность и газовый состав воздуха.

Осы-полисты, несмотря на невысокую численность рабочих, довольно эффективно регулируют температуру. Они строят гнезда в хорошо прогреваемых местах, поскольку для развития их личинок благоприятна температура около 34—35°С. Но в жаркий летний день сот может перегреться. Как только его температура достигает 35°С, осы начинают быстро махать крыльями, обдувая и охлаждая сот воздухом. Чем больше приток тепла к гнезду, тем интенсивнее эта вентиляция. Но при сильном перегреве ее уже недостаточно. И тогда осы приносят воду и распределяют капельки по соту. Вода при активном обдувании сота вмиг испаряется и охлаждает его. В результате осам удается в течение всего солнечного дня поддерживать на соте температуру не ниже 34 и не выше 37,5°С, что позволяет расплоду успешно развиваться. Разумеется, ночью и в прохладные дни температура гнезда опускается значительно ниже оптимума, ведь осы не могут его согревать. Интересно, что во время дождя, когда на сот попадает вода, полисты резко изменяют поведение. Только что они приносили в гнездо воду, чтобы защитить его от полуденной жары. Но вот грянул гром и забарабанили первые капли грозового ливня. И в жилище полистов «объявляется аврал», ведь дождь может намочить осиную бумагу и гнездо разрушится. Поэтому все осы дружно борются с «наводнением». Обнаружив каплю воды на соте, оса тут же выпивает ее, а затем, свесившись вниз с сота, выплевывает ее из зобика. Только так им удается спасти свое жилище. Некоторые полибии в дождь сидят на открытом соте, свесив брюшки вниз, и вода стекает по их телам и крыльям.

У ос, строящих гнезда с теплоизолирующей оболочкой, терморегуляция гораздо совершеннее. Эти осы умеют не только охлаждать жилище посредством вентиляции и разбрызгивания воды по сотам, но и согревать его теплом собственных тел. Любое насекомое в процессе жизнедеятельности выделяет тепло (оно называется метаболическим), но его так мало, что насекомые являются холоднокровными животными. Интенсивное сокращение мышц дает значительно больше тепла. Поэтому в полете многие насекомые благодаря работе мощной крыловой мускулатуры становятся по существу теплокровными. Например, температура груди летящего шмеля достигает 35—37°С даже при температуре воздуха всего 10—15°С. Общественные насекомые научились коллективно использовать метаболическое тепло для обогрева гнезда, и многие высокоорганизованные их виды на уровне сверхорганизма являются по-настоящему «теплокровными». Это позволяет им содержать расплод в стабильных условиях, что увеличивает выживаемость потомства. Кроме того, повышенная температура ускоряет развитие яиц, личинок, куколок, а следовательно, и рост всей колонии. Но «теплокровность» имеет место только в гнезде. Покидая его, насекомое вновь становится холоднокровным (это не относится к шмелям).

«Теплокровность» семьи обыкновенной осы еще не совсем совершенна. Температура в жилище этих насекомых в некоторой степени зависит от погоды. Когда наружная температура опускается до 9—10°С, в гнезде она остается выше 26°С. В жаркую погоду соты никогда не перегреваются выше 34°С даже при внешней температуре воздуха до 40°С. Среднесуточная температура окружающего гнездо воздуха в течение всего северного лета не превышает 18—20°С, в то время как на сотах она в среднем составляет 30—32°С, обеспечивая оптимальные условия для развития расплода.