В отличие от большинства насекомых медоносные пчелы перезимовывают не замерзая; они вырабатывают необходимый для жизни минимум тепла. Такой способ зимовки мог возникнуть у пчел только в результате их общественного образа жизни. Тепла одной пчелы совершенно недостаточно, чтобы бороться с зимним холодом, но много тысяч пчел, собираясь в плотный клуб, суммируют свое теплообразование, а особая структура клуба обеспечивает сохранение тепла, в результате чего пчелы могут даже переносить большие морозы северной зимы.
Подготовка семьи к зиме. Начинается она еще во время главного взятка — пчелы перерабатывают нектар и складывают медовые запасы в верхней части сотов, находящихся в дальней части улья, чтобы ими можно было успешно пользоваться зимой. Сгущение нектара предотвращает возможность его брожения (закисания): грибки, вызывающие брожение сахара, не могут развиваться в растворе, где концентрация Сахаров достигает 80—82%. Запечатывание меда восковыми крышечками предохраняет мед от разжижения (и брожения) в условиях повышенной влажности и от потери воды (и последующей кристаллизации) при чрезмерной сухости воздуха. Тростниковый сахар нельзя сгустить до 80—82%; смесь же плодового и виноградного Сахаров можно довести до такой концентрации, и она длительное время сохраняется в жидком состоянии. Одновременно в результате инверсии (превращений) тростниковый сахар подготавливается к усваиванию в кишечнике пчел, находящихся зимой в малоактивном состоянии (при пониженных температурах активность ферментов в кишечнике пчел резко снижается, поэтому предварительная инверсия сахара обеспечивает пчел зимой пищей, которая может непосредственно поступать в гемолимфу пчелы и расходоваться на ее жизнедеятельность).
По окончании взятка пчелы изгоняют из ульев трутней. Сначала пчелы сгоняют их с медовых сотов, оттесняя на стенку или дно улья. Здесь трутни обессиливают от голода, и тогда пчелы начинают вытаскивать их из улья наружу, где они и погибают. Изгнание трутней наступает в разных семьях неодновременно и заканчивается за 3—7 дней. В период изгнания трутней пчелы отличаются повышенной злобивостью.
Инстинкт изгнания трутней выработался как необходимость с наибольшей экономией расходовать зимние кормовые запасы. Только семьи без маток или с неплодными матками трутней из семьи не изгоняют, и они идут в зиму.
Осенью пчелы вносят в улей прополис, которым заделывают все щели в улье. Особенно тщательно замазывают прополисом потолок и верхнюю половину улья. Южные расы пчел уменьшают еще и величину летка. Готовясь к зиме, пчелы стремятся подготовить улей так, чтобы зимой в нем не было сквозняка. Именно в этих целях рои никогда не выбирают для поселения жилища, в котором имеется несколько отверстий и возможен сквозняк. Следовательно, пчелы приспособлены к жизни зимой в условиях очень слабой вентиляции.
Формирование клуба. Время образования зимнего клуба пчел зависит от силы семьи. В сильных семьях клуб формируется при понижении внешней температуры до Т тепла, в средних — до 10°, а в слабых — до 13° тепла. Понижение температуры раньше всего ощущают пчелы на крайних улочках, причем они устремляются тогда по направлению к теплу в соседние улочки. В каждой улочке холоднее всего снизу и по краям. Поэтому пчелы с периферии устремляются к центру, где теплее, вследствие чего они уплотняются в улочках, а по периферии образуют плотную корку. Клуб в первое время рыхлый и неустойчивый: он образуется ночью н распадается днем с повышением температуры воздуха. Однако с устойчивым похолоданием образуется постоянный клуб, который сохраняется в течение всей зимы.
Клуб образуется на сотах так, чтобы верхним краем он всегда захватывал соты с медом. Место, где образуется клуб, зависит от размещения пчел и расплода еще в теплое время осени и определяется в основном тремя факторами: местом летка, возможным источником внешнего тепла и тепловым центром семьи.
Пчелы выращивают расплод на сотах против летка; здесь же обычно сосредоточивается больше всего пчел. Если леток осенью расположен в середине улья, то и клуб соберется на средних сотах; если же леток переместить, например, ближе к южной стенке улья, то и клуб сдвинется к этой стенке.
Осенью, когда в гнезде нет расплода, пчелы охотно перемещаются в сторону внешнего источника тепла. В одностенных ульях таким источником внешнего тепла может быть южная стенка улья прогреваемая солнцем. Пчелы и клуб в таком случае перемещаются к югу.
И, наконец, место формирования клуба зависит от теплового центра семьи, то есть улочки с маткой, где поддерживается наиболее высокая температура. Этот центр служит притягательной силой, в направлении к которой устремляются пчелы, находящиеся на периферии каждого сота.
Если в улье нет каких-либо внешних источников тепла, то клуб приобретает форму шара или слегка вытянутого эллипсиса с тепловым центром в середине.
Строение и температура клуба. Зимний клуб имеет четко выраженное строение — внешнюю корку и внутреннее ядро. Пчелы, составляющие внешнюю корку, сидят неподвижно, плотно прижавшись одна к другой, с головками, обращенными к центру. Пчелы внутри клуба активны, размещены относительно свободно и могут перемещаться по, сотам.
В пределах корки клуба пчелы размещаются не только в улочках, но и в пустых ячейках, преимущественно с боков и снизу. В результате этого корка клуба в большей своей части складывается из массы пчел в виде плотной сплошной оболочки толщиной от 2 до 10 см, разделенных лишь тонкими стенками ячеек. При таком строении корки надежно сохраняется тепло, выделяемое пчелами в середине клуба.
Толщина корки клуба не везде одинакова: тоньше всего она в верхней части клуба; толще по бокам, особенно в задней части, против летка; вблизи летка она снова несколько тоньше, и пчелы здесь размещены более рыхло.
Тепло исходит от пчел, размещенных в ядре клуба. Оно образуется за счет съедаемого ими меда и выделяется при механических движениях {подергивание ножек, крыльев, брюшка). При зимовке пчел в улье обычно слышен своеобразный шум (результат согревательных движений многих тысяч пчел в ядре клуба).
При понижении температуры тепло внутри клуба поддерживается не столько повышением теплообразования, сколько снижением тепловых потерь. Клуб сжимается (уплотняется): все больше пчел размещается в ячейках, толще и плотнее становится корка. В результате этого уменьшается теплоизлучающая поверхность клуба и величина тепловых потерь. Так, при снижении внешней температуры на 5° диаметр клуба уменьшается на 12%; этого достаточно для сохранения первоначальной теплоотдачи. Благодаря такой реакции на низкие температуры пчелы могут переносить большие холода без значительного увеличения расхода корма.
Внутри клуба пчелы поддерживают сравнительно высокую температуру: на небольшом участке в середине клуба она достигает 28—32° тепла (тепловой центр). От теплового центра по направлению кверху температура снижается постепенно, книзу же — более резко (сказывается воздействие притока свежего холодного воздуха), в толще корки бывает 6—10° тепла
Температура внутри клуба пчел на протяжении зимы изменяется мало: обычно не более чем на 1—2° за сутки (в одной и той же точке). Однако в целом она возрастает к весне. К концу февраля температура в центре клуба достигает 32—33°, что побуждает матку к яйцекладке.
Соты с печатным медом смягчают резкие колебания температуры в улье. При охлаждении более теплые соты медленно излучают тепло, а при потеплении, наоборот, поглощая тепло, они способствуют медленному повышению температуры. Благодаря этому при резком изменении внешних условий пчелиная семья в состоянии приспособиться к ним сравнительно постепенно.
Клуб пчел своим верхним краем всегда захватывает часть сотов с медом и постепенно продвигается вверх по мере расходования корма. Такое движение клуба нормально для семьи. Если пчелы израсходуют весь мед вверху, то клуб станет перемещаться по направлению к задней стенке улья, вдоль тех же улочек. Такое перемещение клуба уже несколько нарушает режим нормального питания пчел. Если же весь мед на сотах, освоенных клубом, будет израсходован среди зимы, то клуб пчел может переместиться в одну из сторон улья на соседние соты с медом. Такое перемещение пчел связано с резким повышением температуры во всех частях клуба, повышением активности всех пчел и длительным беспокойством семьи. При этом клуб может повернуть в ту сторону, где мало меда, и, израсходовав его, погибнуть, оставив нетронутым мед в противоположной стороне гнезда. Для предупреждения нежелательных перемещений клуба необходимо, чтобы в каждом соте, оставляемом на зиму, было не менее 2 кг меда.
Питание пчел зимой. Пчелиная семья средней силы расходует в первую половину зимы по 20—25 г меда в сутки. При этом выделяется около 3,5—4,4 ккал (больших калорий) тепла в час. С конца февраля, когда в семьях появляется расплод, расход меда возрастает примерно вдвое. Потребление меда зависит от силы семьи. С увеличением силы семьи меда в целом на семью расходуется больше, но на единицу веса пчел — меньше.
Потребление корма пчелами зависит от внешних условий. При низких температурах (при зимовке на воле и в холодных помещениях) пчелы расходуют за зиму меда на 2—3 кг больше, чем в зимовнике при температуре, близкой к 0°. Меньше всего они расходуют меда при температуре в помещении от 0 до 3° тепла.
В течение всей зимы пчелы питаются медом, не выделяя кала. Он концентрируется у них в задней кишке, которая к весне сильно увеличивается в объеме. При зимовке в помещении в нормальных условиях вес задней кишки пчел с калом в декабре равен примерно 18 мг, в январе — 20, в феврале — 24, в марте — 32, а в апреле, перед весенним облетом, — 34—36 мг. Пчела может удерживать до 40 мг кала. При дальнейшем наполнении кишечника у пчел начинается понос: они беспокоятся, повышают температуру в гнезде от клуба и испражняются на стенках улья, сотах я вблизи летка. При этом много пчел погибает, семья ослабевает.
При питании пчел доброкачественным цветочным медом понос у них возможен лишь при вынужденном излишне большом потреблении меда (при беспокойстве от мышей; в безматочной семье; при зимовке в условиях очень высокой температуры, в чрезмерно сухом или, наоборот, чрезмерно сыром помещении). Если же условия зимовки нормальные, то к весне в кишечнике не накапливается более 30—36 мг кала, и поноса у пчел не бывает. Чаще всего понос у пчел возникает при наличии в улье меда с примесью медвяной росы или пади. Падь содержит вещества, ядовитые для пчел. Накапливаясь в задней кишке зимой, они нарушают функцию всасывания воды, вследствие чего чрезмерно жидкий кал переполняет заднюю кишку и вызывает понос. Чем больше примесь пади, тем раньше начинается понос и тем губительнее ее действие на пчел.
Выяснено также, что пчелы, лишенные запасов перги, зимуют хуже, выходят к весне более ослабленные, скорее погибают. Перга им зимой нужна для нормальной жизнедеятельности и для выращивания личинок (с конца февраля).
Вентиляция клуба. Пчелы и зимой регулируют обмен воздуха внутри клуба. Согретый пчелами теплый воздух внутри клуба поднимается вверх, а на смену ему из нижней части клуба поступает чистый, но более холодный воздух. Пчелы могут усилить вентиляцию путем образования более тонкого и рыхлого слоя в корке клуба у летка и в верхней его части, образуя своеобразные «вентиляционные отверстия». Наоборот, утолщая и уплотняя корку, пчелы замедляют вентиляцию внутри клуба.
Перемещаясь снизу вверх, воздух насыщается углекислым газом, а также водяными парами, которые уносятся током воздуха за пределы клуба. Лучшие условия вентиляции внутри клуба создаются в ульях, когда клуб размещается низко на сотах и сверху в улье имеется еще свободное пространство.
Пчелы хорошо приспособлены к зимовке в условиях очень слабой вентиляции. Именно поэтому в дуплах деревьев пчелы тщательно замазывают прополисом все щели, особенно вверху. В таких условиях внутри клуба неизбежно скапливается много углекислого газа, который воздействует на пчел в направлении торможения функций, снижения обмена веществ. Кроме того, при малой вентиляции в клубе лучше сохраняется тепло, благодаря чему пчелы затрачивают меньше энергии на его выработку. Все это приводит к меньшему расходованию корма за зиму и к большему сохранению энергии пчел к весне.
При вентиляции из клуба одновременно удаляются водяные пары. Если температура в улье вне клуба низкая, то теплый воздух, охлаждаясь, выделяет из себя избыток водяных паров в виде росы (при температуре выше нуля) или инея (при температуре ниже нуля). Возникает нежелательная сырость на сотах и стенках улья. Если же температура в улье (вне клуба) достаточно высокая, то воздух удерживает в себе водяные пары, влага не осаждается и вместе с воздухом, как бы мала вентиляция ни была, постепенно удаляется из улья.
Пчелы зимой сравнительно хорошо переносят холод. Но повышенная температура в помещении (свыше 4° тепла), при которой происходит распад клуба, для них губительна: она ведет к обессиливанию пчел к весне. Только в южных областях страны, где во время зимних оттепелей пчелы могут облетываться и освобождаться от кала, повышение температуры вреда не причиняет.
