2. Информационни връзки за живота на пчелите

2.4 Звуци и слух на пчелите

2.4.1 Кратка историческа справка за изследването на звука и слуха на пчелите

Слуховите органи на медоносните пчели станаха известни съвсем наскоро с появата на високочувствително електронно оборудване. В буквалния смисъл, подобно на хората и другите животни, пчелите нямат такъв орган на слуха като ухо.

Дълго време не беше възможно експериментално да се докаже наличието на слух у пчелите до наше време, но звуците, издавани от пчелите и способността им да ги възприемат, бяха забелязани много отдавна. Още през първото хилядолетие преди новата ера жителите на древна Асирия, добивайки мед и восък, боравят с пчелите с изключително умение, може да се каже умело. Асирийците знаели някаква звукова „тайна“, която им позволявала да имат власт над пчелната колония. Използвайки своята тайна, те можеха да примамят пчелно семейство от хралупата (кошера) и да го върнат обратно в хралупата.

През 70 - 19 години пр. н. е. известният римски поет и пчеларВергилийпише, че като свирите на чинели (струнен инструмент), можете да засадите рояк по желание. Това знание за властта над пчелите обаче беше изгубено с течение на времето.

В нашата ера известният историк Павел Йовий Новокамски пише през 1526 г., че населението, занимаващо се с пчеларство, използва медно звънене за ограбване на рояци. Пчелите бяха привлечени от медния звън, тъй като пчелите чуваха металния звън на медта по-добре от другите звуци.

За първи път известният швейцарски пчелар, слепият Франсоа Хубер, през 1792 г. обръща внимание на особената реакция на пчелите към определени звуци, от които те сякаш „замръзват“ на гребена, оставайки неподвижни през цялото време, през което са били дадени звуците.

Избледняването на пчелите при характерни остри звуци е наблюдавано отButtel-Repin(1915)в кошера за наблюдение, когато прокара мокър пръст по стъклото.

През 1925 г. немският учен К. Фриш, родом от Австрия, се опита да установи дали различни звуци могат да привлекат пчелите, издавани в близост до хранилки. Зад хранилките с мед или захарен сироп ученият постави електрически камертон, който издава звуци с различна височина. Въпреки това, всички възпроизведени звуци нямаха ефект върху пчелите; намираха хранилки еднакво добре, както придружени, така и без звук.

Липсата на високочувствителна апаратура по това време не позволяваше изучаването на възприемането на звуци, както от пчелата, така и от пчелното семейство. Едва с появата на високочувствителни микрофони, точни звукови анализатори и звукови генератори, отново стана възможно по-успешното изследване на звуците, излъчвани и възприемани от пчелите.

Всички отдавна знаем, че пчелите в кошера в спокойно състояние винаги издават тихо, равномерно бръмчене, а при почукване по кошера отговарят с усилване на бръмченето. Съвсем различно жужене се получава в пчелното семейство при избора или загубата на тяхната майка (безматочно жужене). Пчелите издават звуци по време на мобилизационния танц. Ако танцът на пчелите не е придружен със звук, то те не оказват мобилизиращо действие върху летящите пчели в кошера. Когато се подготвят за нападение, за ужилване, пчелите издават особени звуци, които дразнят другите пчели да атакуват врага (неприятеля).

Намирайки се в зимната колиба през зимата, можете да наблюдавате факти, показващи способността на пчелите да възпроизвеждат и улавят звуци. Например, произтичащият от това засилен тътен на едно от семействата, разположени в зимната колиба, скоро предизвиква увеличаване на шума в други близки семейства. Пеенето на пчелните майки също ни убеждава в способността на пчелите да възприемат звуци.

INВ едно роящо се семейство майката не издава звуци, докато е сама в кошера и едва при появата на повече млади пчелни майки започва поименното превикване между тях. Следователно звуците играят определена роля в живота на пчелната колония.

Звуците, издавани от пчелите, са изследвани от Хансен (1958-1959) по време на полет. В своите изследвания той определя звуковия тон на летяща пчела по електрометричен метод и след това с помощта на катодно-лъчев осцилоскоп определя броя на ударите на крилата, на които този тон съответства. В неговите експерименти пчела, летяща в кошер, издава звук, съответстващ на 250 трептения на крилата в секунда (Hz); летяща пчела издаде звук от 237 Hz. При връщане на пчелата в кошера с наличие на 10% концентрация на захарен сироп честотата на трептене на крилата е 249 Hz, а при сироп с 30% концентрация - 252 Hz. Ако една пчела беше придружена от изобилен подкуп, броят на трептенията на крилата достигаше 274 в секунда. При раздразнение на пчелите и опити за ужилване те издаваха по-висок звук - съответстващ на 285 Hz. Пчелите, вентилиращи се близо до прореза, направиха 216 трептения в секунда.

Феталната матка по време на полет издава звук, съответстващ на 226 Hz, безплодната 253 Hz, дронът в полет - 207 Hz.

Интересно е да се отбележи пеенето на майките по време на роево състояние. По време на роевия период в кошера могат да се разграничат два вида звуци - по-незабележим проточен (ТИИТ) и глух, по-нисък тон (КВЕЕК). Първият звук се издава от млада матка, която току-що е излязла от майчината си течност; вторият звук е една или повече майки, които са се развили напълно, но все още са в маточниците. Звуците, издавани от матката, могат да бъдат толкова силни, че могат да бъдат свободно чути от човек, дори на разстояние няколко крачки от кошера.

По-късносутринта Wenner (1962)повтори експеримента на Хансен и заключи, че звучисе възприемат от матката поради колебания в субстрата (пчелни пити), върху който се намира. По време на пеене матката спира върху пчелната пита, притиска се към нея с долната повърхност на тялото си и прави едва забележими движения с крилата си в хоризонтална посока. Самото движение на крилата обаче не възпроизвежда звуци, а само увеличава силата на звука. Достатъчно е да докоснете крилете на пеещата матка, тъй като силата на звука се променя само леко и става по-малко чиста.

Според Е.В. Woods (1958), матката издава звуци с въздушна струя, излизаща от спиралите, които са разположени на гърдите и корема. Силата на свиване на корема по време на дишане на неоплодена майка или майка по време на роене е достатъчна, за да издаде звук от 2 миливолта. Яйценосната матка не може да произведе достатъчно силен въздушен поток поради развитите яйчници, тъй като те намаляват въздушния обем на въздушните торбички.

N.Ash (1961)иA.M. Wenner (1962)установи, че мобилизационните танци на пчелите са придружени от звуци. Ако кошерът за наблюдение е поставен в стая (с изход за пчелите през дупка в прозореца), където няма външни звуци. Вземете единия край на мека гумена тръба и я поставете в ухото си, а другия доближете до крилата на танцуваща пчела, тогава силата на звука по време на измерванията ще бъде 70-80 децибела. Например човешкото ухо чува силата на удара на водна капка при 20 децибела, нашата реч при 40 децибела, звука на движеща се кола при 60 децибела и силата на оркестър в концертна зала при 80 децибела.

Основните честоти на музикалните инструменти и човешките гласове не надхвърлят 40 - 8000 Hz. При пчелите звукът от 200 Hz (Wenner) и 250 Hz (Eshi) се появява само по време на бягането на пчелата напред по време на танца на клатушкане. И когато се подготвя колония за роене, общият тътен може да достигне височина от 300 херца (EF Woods, 1959).

Следователно пчелите издават звуци от доста широк диапазон. Естествено, за да възприема всички тези звуци, пчелата трябва да има органи с различна подредба.

Механизмът на възпроизвеждане на звуци от пчелите все още няма пълно убедително обяснение. По този въпрос учените са представили основно две теории:дихателнаивибрационна. Според първата теория пчелите издават звуци, като контролират процеса на затваряне на спиралите.Ландауер, Харис, Уудси други вярват, че звукът се произвежда от стигми, които вибрират при вдишване и издишване на въздуха.

Теорията за дишанетоможе да бъде поставена под въпрос поради редица причини в сравнение с музикалните инструменти:

Спиракулите не могат да издават звук като тръстикови музикални инструменти поради недостатъчно налягане в дихателната система на насекомите;
Няма синхрон между периоди на звук и дихателни движения;
Блокиране т.е. затварянето на всички спирали (с изключение на първите две) не води до спиране на пеенето на пчелната майка;
Честотата на звука не се променя, когато азотът във въздуха се замени с хелий.

Привържениците натеорията за вибрациитепосочиха, че звукът възниква в резултат на вибрациите на хитиновите части на тялото на насекомите. И така, Я. Калински (1890) предполага, че матката, разположена в запечатана матерна луга, издава звук с помощта на мандибули (горни челюсти). Снодграс и Хансън вярвали, че песента на кралиците е резултат от вибрациите на крилата. Белезме и Симпсън предполагат, че звукът се произвежда от вибрациите на елементите на гръдния кош под действието на мускулите на крилата. Симпсън в същото време вярваше, че усилването на този звук се дължи на вибрациите на субстрата, върху който се намира пчелата.

Основните положения на вибрационната, както и на дихателната теория нямат експериментално потвърждение. По-специално, предположението, че матката пее с помощта на крила, се опровергава от факта, че ампутацията на крилата не пречи на способността им да пеят. Резултатите от експериментите на J. Simpson (1964) с уплътняването на спиралите също нямат достатъчно потвърждение за респираторната теория. Освен това тези данни със запечатване на първата двойка мезотораксни спирали, причиняващи спиране на "пеенето" на матката, могат да се тълкуват в полза на респираторната теория. Следователно нито респираторната, нито вибрационната теория могат да бъдат подкрепени въз основа на наличните данни.

Във връзка с тези данни Е. К. Йесков, докато е кандидат на биологичните науки в Института по пчеларство от 1969 до 1990 г., провежда редица изследвания върху пчелите, за да разбере по какъв механизъм пчелите издават звук.

Механизмът на издаване на звуци от пчела в работата на E.K. Есков се основава на вибрациите на хитиновите елементи на гръдния кош под въздействието на индиректни крилни мускули. Звуците се усилват от крилата, чиято роля в този процес е сравнима с тази на дифузьор. Ролята на крилото като дифузьор се обяснява с факта, че със скъсяването на крилните пластини честотните характеристики на издаваните от пчелите звуци отслабват и се променят. Тъй като площта на конуса намалява, се получава повече усилване на високочестотните компоненти. Следователно размерът на крилото влияе върху спектралните характеристики и силата на звуците, издавани от пчелите.

Във всички случаи скъсяването и ампутацията на крилата отслабва издаваните от пчелите звуци.

Съвпадението на честотата на ударите на крилата с честотата на пулсиращите звуци в мобилизационните танци потвърждава преобладаващата роля на надлъжните мускули в производството на звуци. Провалът на респираторната теория се потвърждаваампутация на корема, тъй като ампутацията на корема нарушава процеса на дишане, което незабавно засяга промяната в характеристиките на звуците.

Прекратяването на "пеенето" на матката в резултат на запечатването на първата двойка спирали на гръдния кош е аргумент за респираторна теория, но чрез запечатване на спиралите изследователите свързват подвижно свързаните сегменти на гръдния кош. Можете да спрете възпроизвеждането на звук, без да блокирате първата двойка спирали. За да направите това, достатъчно е да закрепите подвижните шарнирни сегменти на гърдите, в основата на крилата, с капка лепило. По този начин тези данни опровергават респираторната теория и потвърждават производството на звуци чрез вибрации.