В ЗКС генерация пчелами звуков осуществляется при помощи летательного аппарата, в частности при помощи крыльевых пластин. Воспринимаются звуки в ЗКС при помощи специальных волосков (сенсилл), расположенных на голове пчелы и Джонстонового органа на усиках пчелы.
В ВКС вибрационные сигналы издаются прижатым к твердому телу (соту, стенке улья) корпусом пчелы за счет его продольного сжатия. Воспринимаются эти сигналы при помощи специальных виброрецепторов, расположенных в верхних частях голеней всех трех пар ног.
В зависимости от выполняемой работы и физиологического состояния пчелиной семьи она издает звуки, занимающие довольно широкий спектр звукового диапазона. Однако максимумы спектральной энергии приходятся обычно на три диапазона: 75–190 Гц — вентиляция гнезда; 200–400 Гц и 420–550 Гц — общая активность пчел. За 3–5 дней до выхода роя интенсивные составляющие второго диапазона смещаются на область 210–240 Гц (Е. К. Еськов, 1981). Эти же составляющие появляются и тогда, когда пчелы перестают заниматься приносом нектара.
А как реагируют пчелы на внешние звуки окружающей среды? Прежде всего следует сказать, что звуковая сигнализация не имеет для пчел такого важного значения, как визуальная или обонятельная, а является вспомогательной. По этой причине на все природные звуки фонового характера (шум леса, дождя, звуки ветра и т. п.) пчелы в активный период их жизнедеятельности практически никак не реагируют. Так же обстоит дело и с реакцией на звуки, сопутствующие человеческой деятельности (разговор людей, звуки музыки, работающих механизмов и др.), если интенсивность этих сигналов невелика.
Услышав внешние звуки высокой интенсивности (>120 дБ), издаваемые в районе улья, пчелы прекращают передвигаться по сотам. На звуки ударов по улью сторожевые пчелы выкучиваются из летка, некоторые из них взлетают, а часть пчел в гнезде воспринимает эти звуки как сигнал тревоги и начинает набирать в зобики мед.
Интересную реакцию на звуковые раздражители проявляют пчелы в ходе зимовки. Пчелы, зимующие в тишине омшаника, сарая или другого помещения, а также на улице, очень остро реагируют на любые внезапные звуки повышением своей активности. Однако если тревожащие звуки с момента постановки семей на зимовку будут периодически повторяться, то пчелы адаптируются к этим раздражителям и перестают на них реагировать. Есть сведения о том, что пчелы могут нормально перезимовать под железнодорожным мостом, по которому постоянно ходили поезда, рядом с автомобильной дорогой с интенсивным движением и т. п.
Ультразвуковые излучения
К ультразвуковым частотам относятся звуковые колебания на частотах более 20 кГц, которые человеческое ухо не воспринимает. Скорее всего, также не воспринимают ультразвуки и пчелы, но эти звуки могут оказывать воздействие на пчел как на физический объект.
Природные ультразвуки издаются сильным ветром, шумом моря. Излучают ультразвуки также летучие мыши и некоторые насекомые, но интенсивность всех этих звуков чрезвычайно мала, и поэтому они на пчел никак не влияют.
Сами медоносные пчелы генерируют УЗ-излучение на частотах 20–22 кГц. Это излучение особенно интенсивно при роении и при нахождении или оставлении пищевой приманки (Л. Бергман, 1957). Есть предположение, что пчелы генерируют ультразвук за счет вихревых потоков при движении крыльев. Считается, что ультразвук не имеет для пчел сигнального значения, то есть является сопутствующим фактором.
В процессе деятельности человека отдельные устройства, которые он использует, могут излучать ультразвуки. Так, например, работающие деревообрабатывающий станок, дрель, вентилятор испускают ультразвуки. Причем интенсивность этого ультразвука будет тем больше, чем выше скорость вращения роторов указанных устройств.
А какое влияние оказывает ультразвук на живые организмы, в том числе на человека и на пчелу?
При воздействии ультразвука на живой организм составляющие его частицы совершают интенсивные колебательные движения с большими ускорениями. При этом на расстояниях, равных половине длины звуковой волны, в облучаемой среде могут возникать разности давлений от нескольких единиц до десятков атмосфер. Это вызывает механическое, тепловое и физико-химическое воздействие на биологические объекты.
Механическое воздействие
При малых интенсивностях (до 2–3 Вт/см2 на частотах 105–106 Гц) колебания частиц живого организма производят своеобразный микромассаж тканевых элементов, способствующий лучшему обмену веществ — улучшению снабжения кровью и лимфой. Повышение интенсивности ультразвука может привести к возникновению кавитации — «закипанию» жидких субстанций организма (крови, лимфы) и разрушению тканей.
Тепловое воздействие
Всякое звукопоглощающее тело (пчела в том числе), облученное ультразвуковым полем, заметно нагревается. При этом наиболее сильно нагреваются наружные покровы тела. В зависимости от интенсивности ультразвукового поля и длительности его воздействия нагрев может составлять от единиц до нескольких десятков градусов.
Применение малых интенсивностей ультразвукового излучения (до 2 Вт/см2) обычно вызывает совокупное (механическое и тепловое) положительное воздействие на человеческий организм. Многие, вероятно, помнят посещения физиотерапевтического кабинета для проведения ультразвуковых процедур. Однако воздействие на пчел подобной процедуры может вызвать противоположный эффект. В ультразвуковом поле частотой 20 кГц при интенсивности 1–3 Вт/см2 быстро погибают небольшие животные и всевозможные насекомые, в том числе и пчелы. Причиной их смерти в этом случае является чрезмерное нагревание тела (Л. Бергман, 1957).
Другие источники указывают, что ультразвуковые излучения с интенсивностью 1 Вт/см2 в непрерывном режиме или 0,05 Вт/см2 в импульсном (2 мс) режиме вызывают сокращение продолжительности жизни взрослых пчел на 3 и 22 % соответственно (О. Ф. Гробов и др., 1987). Облучение печатного расплода непрерывным ультразвуковым полем с интенсивностью 1 Вт/см2 при длительности воздействия 10 и 20 минут приводит к гибели 2 и 31 % куколок пчел соответственно (И. А. Акимов, 1968).
Однако следует сказать, что те бытовые устройства, о которых мы говорили выше и которые непроизвольно излучают ультразвуки, имеют чрезвычайно малую интенсивность излучения, в лучшем случае десятые доли Вт/см2. К тому же интенсивность ультразвукового поля резко уменьшается при распространении в воздухе — каждый метр пути уменьшает интенсивность ультразвукового поля в десятки раз.
Непосредственное воздействие электричества
При непосредственном контактном воздействии электричества на пчел слабая их реакция в виде небольшого возбуждения начинается при напряжении в несколько вольт. При дальнейшем увеличении напряжения подвижность и возбуждение пчел возрастают, а затем при потенциале выше 20 В пчелы начинают жалить электроды (пластины), к которым подведено напряжение. Подобное свойство пчел используется при отборе яда, когда в улей вставляется специальная ядоприемная рамка, на электроды которой подается напряжение 20–50 В импульсной формы. Чаще всего продолжительность электрического импульса находится в пределах от 1 до 5 с, а паузы — 2–10 с. При непосредственном воздействии на пчел такого напряжения на протяжении 30–40 минут пчелы выделяют максимальное количество яда.
