стр. 1
(всего 2)

СОДЕРЖАНИЕ

>>

ББК 46.91 П58 УДК 638.1+581



ПРЕДИСЛОВИЕ

Рецензент: заведующий кафедрой пчеловодства ТСХА, кандидат сельскохозяйственных наук В. А. Губин

Поправке С. А.

П58 Растения и пчелы.— М.: Агропромиздат, 1985,— 240 с.; ил.

Автор раскрывает перед читателями тончайшие механизмы взаимоотношений растений и пчел, изучить которые удалось лишь в последние годы. В книге занимательно рассказано о способности пчел стимулировать нектаровыделение растений, о совершенной системе питания насекомых, консервации пищи и защите гнезда от вредной микрофлоры. Много интересного узнает читатель о поведении пчел и регуляции жизненных процессов пчелиной семьи.

Для массового читателя.

3804020700—039 " 035(01)-85 21 ТП изд-ва “Колос”

Медоносные пчелы — единственные общественные насекомые, которых человек приблизил к сво ему дому. Они отличаются от других разводимых им животных тем, что создали собственную, тонко регулируемую среду обитания, уменьшив зависимость своих колоний от превратностей внешнего мира. Пчелы научились делать большие запасы пищи на время неблагоприятной погоды, искусно их консервировать, охранять гнездо и благодаря этому расселились на огромной территории земного шара в зонах с самым различным климатом и растительным покровом.

Маленьких тружениц отличает не только общественный уклад жизни, они отмечены и уникальным свойством — у них установились неантагонистические отношения с окружающими видами и в первую очередь с кормильцами всего живого — растениями. В отличие от большинства насекомых и других животных пчела, получая пищу от растений, не только не вредит им, а, наоборот, благоприятствует их выживанию и эволюции. Это происходит благодаря той особой роли, которую выполняют в природе насекомые-опылители. В современной флоре преобладают цветковые растения, нуждающиеся в перекрестном опылении. Перенос генов, упакованных в пыльцевые зерна, от одного цветка к другому и есть важная служба пчелиного рода, которая позволяет его представителям избегать бескомпромиссных путей добывания пищи. Растение само щедро “оплачивает” работу своих опылителей, одаривая их пыльцой и нектаром. Эта щедрость цветковых растений в сочетании с удивительной работоспособностью пче-

линой семьи, постоянно заботящейся о пополнении своих запасов, и позволяет человеку получать свою долю с того праздничного пира, что ежегодно свершается на раскрывающихся цветках медоносных растений.

Пчела, неся растениям обновление и жизнестойкость, без видимых потерь вписалась и в ту новую картину мира, которая стала складываться на планете с появлением на ней человека.

Человек начал свою социальную эволюцию спустя десятки и сотни миллионов лет после того, как природа поставила первые опыты на выживание крупной общиной в семьях термитов, муравьев и пчел. Возможности человека, овладевшего сознанием, оказались практически неограниченными. Он принялся перекраивать лик планеты в соответствии со своими вкусами и внутренними потребностями. Окружающую его флору и фауну он разделил на полезные и неполезные ему виды. Для процветания первых он создал все условия, вторых же лишил поддержки в борьбе за существование, а наиболее для себя опасным и вредным объявил войну на полное подавление.

В числе “избранных” видов, “обласканных” вниманием человека, оказалась и медоносная пчела. Экзамен “на полезность” она выдержала прежде всего благодаря доставляемым человеку продуктам — меду и воску. Позже венец природы разглядел в ней еще более ценные качества. Изменяя мир, человек поневоле- нарушил в нем многие ранее сложившиеся связи. Последствия этих нарушений, порой негативные, нелегко учитываются при первоначально предпринимаемых действиях. Возникли и проблемы опыления тех растений, которые человек стал возделывать на плантациях. Опылителей-насекомых, исчезнувших под перевернутым пластом земли либо ненароком задетых смертельным облаком ядохимиката, заметно поубавилось, и урожайность важных растений потеряла стабильность. Пчелы выручили человека в этой ситуации, компенсируя недостачу прежних переносчиков пыльцы. Гречиха и подсолнечник, клевер и люцерна, плодовые и ягодные культуры, бахчевые и лекарственные растения — вот новый, далеко не полный перечень объектов опыленческой деятельности медоносных пчел'. Человек не освободил свою помощницу и от прежнего налога — ежегодных поставок меда и воска — и даже расширил ассортимент взимаемых с пчел продуктов, включив сюда пчелиное лекарство — прополис, белковый консервант — пергу, обнаружившие целебные свойства пчелиный яд и маточное молочко.

Послужной список “добрых дел” пчел этим не ограничивается. Пчела, нанося визиты всем представителям цветковой флоры в соответствии с рангом их нек-тарной щедрости, печется об охране окружающей среды, помогая выжить эстетически наиболее привлекательным цветоносным растениям.

Пчела не только дарит человеку самый сладкий продукт природы — мед, помогает решать экологические проблемы, но и дает возможность его любознательному и пытливому уму проникнуть в увлекательные тайны ее жизни. Люди тысячелетиями наблюдают жизнь пчел и не устают восхищаться свойственным им трудолюбием, самоотверженностью при обороне своих семей, запасливостью, совершенным качеством создаваемых продуктов. Родившиеся из этих наблюдений понятия и образы стали нарицательными, словами-символами, вошедшими в языки разных народов. Насколько же больше тайн может открыть семья пчел современному ученому, вооруженному высокой техникой исследования и способному благодаря этому анализировать недоступные простому наблюдению факты!

Написанная книга зовет читателя совершить вместе с автором мысленное путешествие в мир этого чудесного насекомого по маршруту точно выверенных фактов и под парусами влекущих к неизведанному научных гипотез, предлагает задуматься об истоках техгармоничных отношений с внешним миром, которыми отмечена жизнь четырехкрылых тружениц.В начальных главах книги мы осмотримся и запомним те затруднения, которые сейчас беспокоят человека в его отношениях с природой. Потом заглянещ в лабораторию ученого, изучающего вещество, — этот первичный субстрат природы, всех ее изменчивых и многоликих форм, затем посмотрим, как строят свои безупречные формы листья и цветы растений, как вторят им в совершенстве созидаемых восковых узоров медоносные пчелы. Мы подольше задержимся в продовольственном цехе пчелы и ее “коллег”—муравьев, заинтересуемся методами защиты их гнезд от различных непрошеных гостей и вредителей. В последних главах коснемся особенно волнующей человеческий ум области — поведения пчел, тончайших, чаще всего скрытых от нашего глаза механизмов регуляции их жизни. И, наконец, сделав последнюю остановку, постараемся обобщить свои впечатления от увиденного и узнанного, сопоставляя их с первоначальными целями и задачами книги.На этом автор завершит свой труд, названный “Растения и пчелы”. Но в жизни такая книга никогда не бывает оконченной. Каждый год ее заново читает заботящийся о благоденствии своих подопечных пчеловод, новыми главами живого опыта заполняет ее земледелец, множит свои эксперименты, внося в ту же книгу крупицы нового знания, ученый. И заполненные страницы труда, лежащего перед глазами читателя, — лишь очень небольшая часть этой постоянно обновляемой книги. Автор не обманывается в несоизмеримости возможного и исполненного, но надеется, что приведенные сведения окажутся полезными и пчеловоду, и земледельцу, и ученому, и всем тем, кто интересуется миром живой природы.

АЗБУКА ЭКОЛОГИИ

КОГО ЗВАТЬ НА ПОМОЩЬ?

Испытание огнем и одиночеством. — Победа и поражение анемофилов.

Цветущие травы неудержимо влекут к себе насекомых, и те целыми роями кружатся над разноцветными венчиками цветов, припадая к влажным нектарникам, откуда сочится хмелящая сладость...

Однако не всегда на щедрый нектарный “стол” цветка пожалует насекомое. Помешать этому могут и стихийные бедствия, и вмешательство человека в жизненные программы растений.

В дикой природе при особо сильной засухе нередки пожары, вспыхивающие от удара молнии. Они перека- ; тываются испепеляющим валом по земле, губя все живое: неподвижные растения, медлительных земноводных, растерявшихся насекомых, детенышей зверей и птиц. Черная земля остается после опустошительного налета огненной стихии. И все же обезжизненное с виду пространство быстро заселяется вновь: прорастают новые стебли из сохранившихся в глубинах почвы корешков многолетних растений, мириады семян, разносимых ветром от Неповрежденных огнем участков земли, опять засевают землю “началами жизни”. Почва же становится еще богаче: ее удобрили своими телами прежние обитатели, распавшиеся на элементы, из которых образовались питательные соли.

И вот уже раненый биоценоз восстанавливает себя, но не сразу. Лидерство в первые годы захватывают быстрорастущие и светлолюбивые виды. На таежных гарях — это красавец иван-чай, или кипрей. На десятки и сотни километров тешутся порой заросли этого крупного травянистого растения, прославленного медоноса. Когда пчеловоды со своими пасеками сумели проникнуть в это медовое “эльдорадо”, мировые рекорды медосбора резко возросли: пчелиные семьи за время цветения иван-чая умудрялись приносить в улей по 200 и более килограммов меда.

Но это редкие и счастливые исключения. В большинстве же случаев кипрей, раскинувший свои владения в лесных гарях, напрасно ждет медоносную пчелу, да к других опылителей. Их либо погубил пожар, либо пасеки находятся слишком далеко от истекающих медом урочищ. И цветки растения напрасно выделяют щедрые капли нектара: в лучшем случае невостребованное “угощение” всосут обратно нежные ткани нектарников, сберегая запрятанную в их веществах энергию для будущего, возможно, более удачного времени.Однако это — “малые беды” растения. Как вид иван-чай торжествует. Вовремя высадив на освободившуюся землю" десант легкокрылых семян, он еще долго будет удерживать захваченную территорию. Отдельные же насекомые, питающиеся нектаром и пыльцой, которые окажутся вблизи нектарных раздолий, в кратчайшие сроки вырастят многочисленные поколения и восстановят прежние связи между “дающими” и “берущими” видами. Но со временем по законам сукцессии — закономерной смены типов растительности на вновь заселяющихся участках земли — кипрей начина-K)Tt теснить кустарниковые растения, например, лесная малина, затем в борьбу за жизненное пространство вступают светолюбивые и быстрые в росте береза, осина, другие лиственные породы, пока под их пологом не раскинет свои вечнозеленые шатры основная “хозяйка” — ель. Дождавшись срока и сомкнув свои победные кроны над временными “пришельцами”, ель воцарится на земле, где господствовали до пожара ее “предки”.

Возвращение коренной породы, в данном случае, ели, означает, что биоценоз окончательно восстановил себя, но доля медоносов в нем резко упала. Ушли в прошлое и невиданные медосборы, память о которых * еще долгие годы будет тревожить более молодые, и, возможно, не столь удачливые поколения пасечников.

Вот типичные последствия одной из природных катастроф — пожара. Есть и другие бедствия — наводнения, сели, ураганы и тайфуны, безмерно размножившиеся насекомые — фитофаги, питающиеся зелеными растениями. Кто не наслышан про нашествия непарного шелкопряда или застилающие сияние солнечных лучей саранчовые тучи? После их “маршей” так же безжизненно чернеет земля, как и после промчавшегося огненного смерча. И все же растения, подвергшиеся нападению прожорливых шестиногих, способны восстановить равновесие.

Следовательно, природные катастрофы, если они не связаны со стойкими изменениями в климате, не приводят к необратимым последствиям для сложившихся биоценозов. Эти сообщества живых организмов с устоявшимися внутривидовыми отношениями обладают удивительной устойчивостью и способны так же, как и кожа здорового человека, рубцеваться и “залечивать” ранее нанесенные им повреждения.

Другое дело — деятельность человека. Последствия ее оказались более серьезными. Когда наступило время его бурной эволюции, он в борьбе за жизненное пространство выкорчевал на громадных площадях лес, распахал землю и засеял ее нужными для его благоденствия растениями, ограничившись при этом сравнительно небольшим числом облюбованных видов.

Мог ли тогда человек, еще не обладая нужным опытом и знаниями, предвидеть все последствия своего революционного шага? Очевидно, нет. Так же, как не мог заранее Знать, что судьба урожая избранных видов будет во многом зависеть от зеленых конкурентов, названных им сорняками. Первобытный земледелец, убирая их в первую очередь, упускал из виду, что “его” растения не менее, чем в питательных веществах, нуждаются и в ... средствах общения друг с другом. Без такого общения в цветах не завяжется семя, которое, запасаясь необходимыми веществами к будущей жизни, даст нам питательный и вкусный плод, нашу пищу.

Службу общения для большинства видов цветковых растений несут насекомые-опылители. Однако для этих первоначально малозамечаемых помощников и переворачивание пласта земли, и расчистка ее от леса, и все то, что мы называм мелиорацией, не прошли бесследно. Там, где был их дом — гнездовья, места размножения и зимовок, встреч друг с другом, постоянных визитов к “сладким колонкам” — нектароносным растениям, вздыбились темные влажные глыбы земли, оттесняя выживших ко все более удаленным от плантаций опушкам леса, клочкам всяческих неудобий — оврагам к балкам, придорожьям, берегам речек и озер и т. д. Над ухоженными грядками растении стал тише гул насекомых. Но не всех. Получили раздолье фитофаги — любители зеленых частей растений, и тогда человек в борьбе с ними взялся и за химическое оружие. Пестицид-ные облака окутали мелиорированную землю, уничтожая полчища быстро размножившихся вредителей, не щадя и тех, которые незримо для человека стояли на службе его благоденствия.

Отрицательные последствия гигантской деятельности человека выявились не сразу: снача"ла их явно перевешивали полученные результаты. Урожаи культур, которым на полях дали “зеленый свет”, резко возросли. Но здесь таилась ловушка: незаметно включился механизм так называемого коммулятивного эффекта. Он заключался в том, что количественные изменения (уменьшение численности насекомых-опылителей), накапливаясь постепенно, со временем порождают качественно новую ситуацию — резкое снижение урожайности. Мелиорация, раз начавшись, уже шла нарастающим темпом. Земли все более и более распахивались и параллельно с этим редело и число шмелей, бабочек, различных жуков и пчел, хотя в такой же степени возрастали потребности в опылении высеваемых человеком культур. Возникала неприятная ситуация, известная как “ножницы”, и дистанция до того створа, где два режущих полотна начинают свое действие, стремительно сокращалась. Человек стал замечать несоответствия в урожайности различных растений. В благоприятные годы такие виды, как пшеница, ячмень, просо, кукуруза, картофель и ряд других, давали превосходные урожаи, иные же культуры “капризничали”. В семенниках клевера, люцерны и в “хороший” год могло завязаться лишь ничтожное количество семян. И это ставило земледельца в тупик. Лишь постепенно с ростом аналитических знаний удалось вычленить из суммы складываю-щихся воздействий среды на урожайность такой важ-ный фактор, как насыщенность посевов насекомыми-опылителями. Однако местам их обитания ко времени наступившего просветления уже был нанесен большой ущерб.

Выявление зависимости урожайности от насекомых-переносчиков пыльцы объяснили задним числом и тот факт, что не все растения понесли равный ущерб от нарушенных связей в природе. Не обманули ожидания человека зерновые. Пшеница, рис, ячмень и кукуруза, другие родственные им культуры дают, как правило, более стабильные урожаи и в зонах сплошной мелиорации. Эволюция этих видов сложилась своеобразно. Их помощником в деле опыления стал ветер. С выкорчевкой же лесов, выравниванием земель и другими работами на наших полях ему стало еще вольготнее. Наметилось даже ненужнее здесь “перевыполнение плана” — ветровая эрозия, снимающая свою дань с земель, лишенных защитного покрова растений.

И все же... как ни хороши и ни надежны анемофилы — растения, “любящие ветер” (они-то и снабжают нас хлебом насущным), по-своему ценны и энтомофилы, “работающие в паре” с насекомыми-опылителями, ведь это их плоды так украшают и разнообразят стол человека. В этот праздничный и ароматный дар природы входят плоды ягодных и фруктовых растений, сочные бахчевые: огурцы, тыквы, арбузы и дыни. Сюда же следует причислить масличные растения — подсолнечник, горчицу, рапс, а также гречиху, семенники овощей и сахарной свеклы, с десяток других важнейших видов продовольственных культур, специально возделываемые лекарственные травы.

Без насекомых-опылителей нет семян бобовых растений: люцерны и клевера, донника и эспарцета, лядвенца и вики, а их сочная зелень так нужна нашим домашним животным. Урожай всех этих растений-кормильцев оказался под угрозой, и в поисках выхода из сложившегося положения человек обратился к медоносным пчелам.

ПРИРУЧЕНИЕ СТРОПТИВЫХ

Первобытный человек и пчелы. — Легкокрылые десантники. — Когда довольны все. — Соревнование Сибирь — Центр.

Медоносные пчелы — давний спутник человека по “нише” обитания. Ham далекий предок, впервые установивший с ними контакт, вряд ли. осознавал их роль в опылении, зато он вполне оценил пчел за продукты, которые обнаружил в их гнезде. Сначала это был мед и позже, когда он освоил термическую обработку и сумел переплавить соты, — воск. Изымая их, первобытный человек поступал ненамного разумнее, чем его лесной конкурент — медведь, так как разрушал целиком гнездо и выламывал соты. Эта безжалостная, позже названная роебойной система, еще до XIX века процветала в Европе. В слегка видоизмененной форме она до сих пор сохранилась в некоторых северных штатах США и Канады. Пчеловоды этих районов находят неэкономичным оставлять пчел на зиму и закуривают их серой, целиком забирая сделанные пчелами запасы. На следующий год пасеку восстанавлива-вают за счет молодых семей, присланных с юга страны. Жестокая для пчел, но выгодная для человека практика, сможет ли он так поступать и дальше, покажет будущее.

Кормовая база для пчел до интенсификации сельскохозяйственной деятельности человека была, очевидно, очень хороша. Любопытную запись, свидетельствующую о том, какие благоприятные условия для пчеловождения сложились, на Руси примерно 400 лет

назад, мы находим в одном из первых отечественных печатных изданий — книге “Наука о пасеках” (1614): “На бескрайних просторах между землею русской и другими близкими дал бог краю этому то, что пчелами он богат несметно, меду в нем превеликое множество”.

В гораздо более ранний, “доколодный” период условия для жизни пчел были, наверное, еще лучше. Человек с большей легкостью обнаруживал дупло с пчелами, чем извлекал из него содержимое. Пчелы обираемых семей, обороняясь, не жалели своих жал. Наш предок, судя по всему, отличался выносливостью и мужеством и стоически переносил множество ужалений, пока не подметил, что отношения с пчелами можно улучшить, если направить на них струю дыма. После такой дымовой атаки поведение обороняющихся резко менялось. Почуяв дым — предвестник самого страшного бедствия для всего живого — лесного пожара, пчелы оставляли в покое вандала, уродующего их жилище, и устремлялись к медовым ячейкам, чтобы как можно скорее наполнить свои зобики и продержаться подольше при вынужденном бегстве.

С такими усмиренными пчелами можно было работать, и у человека, когда он перешел к более развитому земледелию, естественно, возникла новая идея — выпилить дупло из дерева и свезти его поближе к жилью. Тем самым он затруднил взимание медовой дани лесному хозяину — медведю, а заодно с ним и кунице, каждую зиму претендующей на какую-либо долю пчелиного провианта.

Так человек “обыграл” своих конкурентов и совершил решающий шаг в установлении союза с медоносными пчелами. Родились пасеки и вместе с ними новая профессия среди людей — пчеловод.

Первое путешествие пчел в своем дупле под окна дома пчеловода не было последним: сгрудив множество семей на одном месте, человек, естественно, не улучшил для них условия обеспечения кормом. Доступные пчелам-фуражирам медоносные растения стали приходиться на большее число “едоков”, медосборы начали падать, а пчелы — чаще болеть. В поисках новых источников нектара пчеловоду пришлось взять на себя роль пчелы-разведчицы: самому выискивать крупные массивы медоносов и переправлять туда отряды своих медосборщиц.

Перевозка пчел, однако, — непростое дело. Ближе, 'чем за три километра, возить пчел бесполезно — лётные пчелы, прекрасно помня месторасположение своего улья, возвращались на старое место, где-либо застывали от ночного холода, либо рассеивались по оставшимся на пасеке семьям, расстраивая смелые планы пчеловода-кочевника. Дальше везти пчел было можно, но требовалось умело закрыть улей и обеспечить его вентиляцию.

Пчелы раздражались от таких несогласованных с ними инициатив и, если обнаруживали щель в ульях, нещадно жалили и перевозчика, и вовлеченных в транспортировку животных. Однако, прибыв на более благодатные пастбища и включившись в привычную для себя работу, быстро успокаивались, щедро вознаграждая хозяина за труды и беспокойство. Практика таких кочевок оказалась очень успешной и у пчеловодов закрепилось безоговорочное правило: “Мед — на колесах!”.

Выработанные веками приемы обращения с пчелами пришлись как нельзя кстати, когда насекомых вдруг стали призывать под “другие знамена”. Выявилась, как мы писали выше, серьезная экологическая брешь в быстро перестраиваемых отношениях человека с природой, резко обострился дефицит насекомых-опылителей. Но положение не представилось слишком трагичным. Пчеловоды опробовали под путешествия своих питомцев любые виды транспорта: от вьючного животного, телеги и арбы, по-прежнему удобных на бездорожье, до речной баржи, автомобиля, а также трактоpa-вездехода либо самолета и вертолета. Последние ока
зались особенно кстати для освоения медовых богатств
гарей и вырубок, обильно зараставших рекордистами
по нектаровыделению — кипреем и малиной, но удаленных от транспортных путей.Так появились “стайки” разноцветных домиков, напоминающие игрушечные деревни, вблизи цветущих садов и ягодников, клеверных, гречишных и подсолнечниковых полей, зеленые жильцы которых — растения — так и ждут пчелу опылительницу.

Своевременная высадка “лётного десанта” как будто блестяще разрешает последствия экологического дисбаланса, вызванного нашей предыдущей и не всегда дальновидной деятельностью. Выигрывают все: пчелы, наполняющие свои восковые хранилища медом и пыльцой, ждущие встречи с ними растения, люди, собирающие дань с первых и вторых.

Очень высокие сборы меда (100 и более килограммов с улья) возможны и при кочевке на обширные посевы культурных растений, расположенные в более обжитой зоне, например, на плантации гречихи, особенно, если она высеяна в различные сроки. Ее расцветающие белорозовые ковры, пряный запах от которых разносится на многие километры вокруг, в умеренно дождливое и теплое лето также могут стать источником “большого меда”. Медосбор с гречихи в средней полосе длится с начала июля до середины августа. Пчеловод, оказавшийся со своими ульями вблизи таких угодий, имеет шанс заочно поспорить с таежными рекордсменами.

Такой случай представился автору этих строк в пчеловодное лето 1981 года. Тогда в Рязанской области знойное лето иссушило основные нектароносные угодья, но неожиданно устояли поля гречихи, посеянной вблизи занижений, образовавшихся разливами и стоками речки. Возле них и оказалась пасека. Полтора . месяца несли и несли пчелы в ульи гречишный нектар. Семьи “требовали” все новых и новых рамок для складывания меда. Когда же пришло время подвести итоги, выяснилось, что некоторые пчелиные “коллективы” уверенно перешли магическую для пчеловода отметку 100 килограммов товарного, или “съемного”, меда с улья.

Обычно же медосбор одной семьи пчел, подвезенной на массивы гречихи, намного ниже, но и он приближается к ' отметке 30—40 килограммов на улей, что в несколько раз превышает среднесоюзный уровень товарности одной семьи (около 10 килограммов).

Еще более щедры на отдачу нектара плантации донника, шалфея, фацелии, кориандра, эспарцета, посадки липы, белой акации. На эти истекающие нектаром угодья пчеловоды кочуют с величайшей охотой, но сами, не проявят инициативы, чтобы отвезти пасеки на посевы красного клевера И понять их можно. Если деятельность пчеловодов оценивать по количеству собранного меда, то перевозка пасек к массивам этих культур им не выгодна. И вот мы встречаемся с проблемой, которой ранее не было, — как обеспечить важные посевы специализированными переносчиками пыльцы.

СЛАДКИЙ И ГОРЬКИЙ ПРЯНИК ДРЕССИРОВКИ

Боксерские замашки люцерны и джентльменство красного клевера, -ч-Первые ласточки практической экологии будущего.

Семенникам клевера и люцерны, конечно, “повезет”, если рядом с ними разместятся разноцветные домики с маленькими работницами, но пчеловод вряд ли сможет рассчитывать на хороший медосбор: нектар, выделяемый в изобилии этими растениями, малодоступен для пчел. В естественных условиях у трав Другие “клиенты”. У клевера, например, шмели, у люцерны — одиночные пчелы с- известными лишь специалистам названиями (мегахилы, андрены, меллиты и т. д.). Эти насекомые уже от рождения владеют приемами раскрытия хитроумно устроенного цветка люцерны. “Хитрость” заключается в том, что пыльники и рыльца удерживаются до посещения насекомого на дне цветка, причем тычиночная колонка зажата специальным приспособлением — лодочкой. При попытке насекомого достать нектар, находящийся в глубине цветка, колонка выходит из-за зацепления и с силой распрямляется вверх (метательное приспособление — триппинг). Пыльники раскрываются и сбрасывают пыльцу на опушенное волосками тело пчелы. Рыльце в молниеносном ударе идет несколько вцереди и успевает коснуться насекомого первым. Если пчела, заполняя свой зобик нектаром, уже подверглась такому “артобстрелу” другими цветками и запудрена их пыльцой, то в этот момент и происходит желанный для растения перекрестный обмен упаковочными капсулами с генами —.зернышками пыльцы.

Дикие пчелы-одиночницы более приспособлены к опылению цветков люцерны. Подлетая, они ' садятся прямо на лодочку цветка и, просовывая головку в его середину, слегка отодвигают парус, включая механизм триплинга. Медоносные же пчелы имеют обыкновение цепляться за цветок передними ножками, а нектар добывать в общем-то “незаконным” путем: просовывая хоботок сбоку и не надавливая на “взрывное устройство” — лодочку. Нектар, таким образом, ' оказывается забранным, а цветок остается неопыленным. Словно в наказание за нарушение “правил поведения” пчелы нередко защемляют свой хоботок между случайно выброшенной колонкой и парусом либо получают такой солидный щелчок затворного устройства, что у них вовсе отпадает охота иметь дело с “негостеприимным” растением. Другие же научаются добираться до нектара, минуя “боксерские” ответы цветка, но эффективность таких отношений не очень велика для обоих участников встречи: пчелы из выделяемых растениями с гектара посева 100—300 килограммов нектара собирают лишь пятую — шестую часть, да и то в жаркое, I обильное на нектаровыделение лето, люцерна же не iполучает нужного ей опыления. Что делать? И клевер, и люцерна — культуры очень важные для'сельского хозяйства, и семена их должны быть получены во что бы то ни стало. Оригинальное решение этой проблемы предложил профессор Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева А. Ф. Губин. Вместе с коллегами он разработал методы “дрессировки” пчел.Такой термин может вызвать недоумение у читателя. В реальной жизни скорее пчелы обучают нас, каквести себя на пасеке, чтобы не вызвать у них раздражения. И все же дрессировка возможна: пчеловоду нужно встать пораньше утром и до начала лёта пчел в кормушку каждого улья налить немного сиропа, настоенного на свежесобранных цветках красного клевера.Пчелы быстро обнаруживают и забирают этот неожиданный дар, естественно, не подозревая о человеческой хитрости. Взмыв в воздух и взяв “курс” на запах, они вскоре оказываются на клеверном поле, чего и пытался достичь пчелиный дрессировщик. Спланировав на истекающий ароматом цветочный ковер, пчелы припадают к головкам клевера в надежде извлечь сладость, которую они только что вкусили в кормушке. Однако здесь их ждет разочарование: венчиковые трубочки цветка красного клевера слишком длинны для хоботка пчелы, хотя его и не назовешь малыми у пчел среднерусской популяции хоботок в среднем равен 6 миллиметра, или почти трети длины всего тела насекомого. Но венчик цветка, куда пчелу направила Рука дрессировщика, еще длиннее: 10—12 миллиметров. Пчела чувствует нектар и очень старается его до

примере естественная энтомофауна — опылители длиннотрубчатых цветков бобовых растений. Какими путями идет решение проблемы? Ученые, пытаясь привлечь пчел на клеверные участки, ведут селекцию на укорочение венчика цветка, а селекционеры-пчеловоды стремятся доступными им методами вывести пчел с более, длинным язычком-хоботком.

Однако и та, и другая задача нелегка. На их пути стоят генетические преграды. Признаки, которые мы хотим изменить, находятся в консервативной области генома*. Попытки вывести сорта с более короткими трубочками цветков вызывают изменения свойств растений — возрастает восприимчивость к болезням, падает зимостойкость и продуктивность и т. д. Пчеловоды, конечно, предпочли бы замену красного клевера на белый и розовый, которые более устойчивы к неблагоприятным условиям среды и широко распространены в естественных биоценозах. Дрессировать пчел на посещение этих клеверов не надо: они сами способны отвлечь сборщиц сладкого от других растений. Там, где белого и розового клеверов много, пчелы делают с них большие сборы товарного меда. И то, и другое растение прекрасно для пастбищ, но полностью заменить красный клевер не может, уступая ему в урожайности. Не менее сложные проблемы с получением семяп люцерны. Растение прекрасно развивается в засушливый и. влажный год, буйно цветет, но... семена завязывает лишь непременно после визита насекомого. И не любого. Так же, как и красный клевер, люцерна ждет не медоносную пчелу, которая не является “специалистом” по вскрытию ее сложноустроенного цветка, а особых пчел, предпочитающих почему-то одиночный образ жизни. О них мы уже упоминали ранее. У этих пчел-операторов врожденные способности вскрывать люцер-

* Геном — минимальный набор функционально неодинаковых хромосом.



новые сейфы со сладким содержимым -и производить нужное для растений опыление.

Таких пчел мы сильно потеснили с ранее занимаемых ими площадей, и реального вклада в опыление массивов люцерны они теперь сделать не могут.

Однако пытливая мысль человека ищет выход и из этой ситуации. Канадские ученые из Лейбриджской сельскохозяйственной опытной станции нашли условия искусственного выращивания пчел-листорезов. Их назвали листорезами за способ “укутывания” своих будущих личинок: у пчел нет восковыделительных желез, и они обкладывают яички кусочками листьев. Пчелы этих- видов предпочитают “стадный” образ жизни, что облегчает искусственное формирование их гнездовий. Транспортируют на поля люцерны будущих “спецработников” в фазе предзрелости — в коконах, из которых затем выходят взрослые насекомые, повышающие урожай семян люцерны в 5—6 раз (до 7—10 центнеров с гектара).

Однако даже если и удастся как-то уладить отношения пчел с красным клевером и привлечь к опылению люцерны “родственников” медоносной пчелы, останется нерешенным вопрос о том, где найти достаточное количество семей для насыщенного опыления разрастающихся массивов всех энтомофильных культур? В европейской части страны посевы клевера занимают около 10" миллионов гектаров, да кроме него на пчелиную помощь “рассчитывают” и десятки других важных культур: садовых, ягодных, бахчевых, а также подсолнечник, кориандр, гречиха, рапс, донник. Причем многие из них сулят пчеловоду еще и обильный медосбор.

Сколько же нужно пчелиных семей, чтобы удовлетворить потребность плантаций, взметнувших к небу разномастные и .ароматные головки цветов?

Известный советский исследователь в области пчеловодства А. М. Ковалев в свое время проделал гигантскую оценочную работу, сопоставляя число семей в Центральной зоне страны с “фронтом” работ, предоставленных им окружающей флорой. Вот что он выявил. В десяти областях этой зоны в 1955 году насчитывалось 887 тысяч пчелиных семей, в то время как по минимальным нормам опыления сельскохозяйственных культур их нужно было в 1,5 раза, а по максимальным— в З раза больше. Сходная картина наблюдалась и в других сельскохозяйственных районах.. К настоящему времени численность семей пчел на этих землях так и не увеличилась. Причины здесь разные: и миграция населения в города, снизившая плотность приусадебного пчеловодства, и трудности в создании экономически крепких крупных пчеловодческих хозяйств, и не последняя из них — пчелиная напасть варроатоз, вызываемая клещом варроа.

Распространению клеща, заметно поубавившего число семей и заодно с этим снизившего прибавку в урожаях важных культур, в некоторой степени .способствовало повышение человеческой активности. Исконная зона обитания клеща — Юго-Восточная Азия. Именно там и возникла новая, особо опасная его форма, которая по транспортным каналам — с поездами, те-плохоДами и самолетами — без ведома человека устремилась на освоение необозримых заселенных пчелами территорий Евразийского материка, а потом умудрилась перебраться в Западное полушарие. Теперь клещ прочно закрепился во всех основных пчеловодных зонах мира.

Пасеки жестоко страдают от варроатоза и борьба с ним, требуя больших затрат, снижает эффективность всего производства. Ущерб, наносимый пасекам клещом варроа, — еще один пример современных экологических бед и уже биологического загрязнения среды, поскольку в естественных условиях варроатоз пчелиному роду не страшен.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ БЕДЫ АНТРОПОГЕННОГО ВЕКА

Что делается у соседей?—Арифметика и алгебра сравнений. — Кто лучше оборудован?

Проблемы взаимодействия человека с приро
дой приобрели сейчас небывалую остроту. Изменения
в окружающей среде, вызванные нашей деятельностью,
стали очень значительными. Можно упомянуть исто
щение запасов полезных ископаемых, эрозию почв,
загрязнение воздушного и водного бассейнов продукта
ми промышленного производства, повышение активнос
ти вредителей сельского Хозяйства и, что особенно
неприятно, гибель по вине человека целых видов живот
ных и растений.

За наш успех в эволюции природа, как мы видим, платит немалую цену. Однако счет, похоже, придется оплачивать нам самим. Получить об этом представление мы смогли, рассмотрев подробнее частный, хотя и важный случай с опыленческими проблемами насеко-моопыляемых растений. Естественно ли такое состояние? Или наши экологические проблемы так и не кончатся и решение одной из них будет неминуемо порождать другую?

Не на все из этих вопросов можно сейчас ответить, но контуры решений многих из них могут обрести большую ясность-, если мы взглянем на опыт выживания тех животных, которые задолго до человека объединились в сообщества. Насекомые, ставшие на этот путь десятки и сотни миллионов лет тому назад, вполне благоденствуют и ныне, давая нам некую точку отсчета в опытах, поставленных самой природой.

Приведем наиболее яркие примеры из этой “серии”.

Термиты. Срок существования этих видов насекомых огромен. Они появились в глубокой древности, когда еще не было на Земле не только человека н других млекопитающих, но и большинства цветковых растений. Лишь хвойные растения — немые свидетели прежнего расцвета термитных “царств”.

Ученые полагают, что термиты объединились в многомиллионные колонии уже 350—400 миллионов лет тому назад. Они успешно процветали целые геологические периоды, пока не явились более многоликие и сильные конкуренты.

Муравьи. Хотя они вышли на арену жизни через сотни миллионов лет позже термитов, их наступление было неудержимым. Муравьи словно бы взяли за правило отрицать все ранее сложившиеся в мире других насекомых- “общественников” запреты и ограничения. Они полностью сохранили в своем поведении упорство и трудолюбие, свойственные термитам, но добавили еще одно — безудержную агрессивность. Муравьи могли питаться чем угодно, но особое предпочтение отдавали личинкам термитов, а при случае — и молоди конкурентных видов своего обширного племени.

Термиты не устояли перед сокрушительным напором муравьиных полчищ и, сдав свои позиции на поверхности земли, навечно ушли в темные и влажные подземелья. Отстроив в глубокой темноте свои дворцы, простирающиеся на десятки и сотни метров, и поддерживая в них идеальный порядок, термиты до сих пор первенствуют среди различных коллективов насекомых по искусству возведения общественных построек, численности особей и накапливаемой биомассе.

В колониях же муравьев происходили необычные и принципиальные события: основательницы колоний — матки, подвергнутые воздействию каких-то веществ, стали жить по 20—25 лет, ставя мировые рекорды долголетия среди короткоживущего племени насекомых. В колониях, изживших внутриплеменной антагонизм, который мог остаться от периода индивидуального существования, появились группы особей, резко различных по внешним признакам и физиологические оообен-
ностям, или касты. Они не конкурировали и не враждовали друг с другом. В зависимости от нужд семьи из одних и тех же яичек выкармливались либо многочисленные не знающие усталости работники, либо закованные в толстый хитин солдаты армии “большеголовых”, либо “царские” особи —изящные крылатые самцы и самки, родоначальники новых колоний.

С появлением специализированных особей эффективность труда колонии еще более возросла, а ее защита стала надежнее.

Отдадим должное и термитам: большинство из этих удивительных проявлений развитой социальности было свойственно и им, за исключением, пожалуй, столь выраженной для муравьев агрессивности.

Впрочем, мы, люди, не должны корить муравьев за их решительный и воинственный нрав: без этих качеств наши леса оказались бы беззащитными перед непомерными аппетитами полчищ фитофагов. Их избыточность и пресекают надежно шестиногие досмотрщики за принятыми в лесу порядками.

Значительно позже муравьев стремительно развилась еще одна “цивилизация” насекомых, существование которой основано не на утилизации растительных остатков, как у термитов, не на избавлении леса от избыточного числа его потребителей, как у муравьев, а на службе опыления цветковых растений.

Речь идет о медоносных пчелах, которых мы сейчас пытаемся привлечь к решению экологических проблем. Пчелы сформировались как вид примерно 25—40 миллионов лет тому назад. По геологической шкале времени — это самый молодой вид высокоразвитый общественных насекомых.

Медоносных пчел можно условно отнести к третьей великой “цивилизации” насекомых вслед за термитами и муравьями. Они не стали отступать в подземелья либо хорониться под аккуратно сложенные кучки рас_-тительных остатков, а под стать высоким эстетическим стандартам своих “партнеров” — цветковых растений, создали и свои собственные дворцы — постройки — восковые соты. Их внешний вид и функциональные характеристики, как мы увидим позже, отвечают самым .строгим канонам строительного искусства.

Жизнь любой колонии, состоящей из десятков либо сотен тысяч особей (у муравьев и термитов их число может достигать десятков миллионов), неминуемо связана с появлением однотипных механизмов регуляции. Так, в семье гщел мы наблюдаем уже известные . для термитов и муравьев различные типы языкового поведения, включая язык химических символов и поз (танцы), совершенную организацию труда и биотехнологию (использование ферментов для улучшения ка-че.ства принесенной извне пищи), способность в зависимости от нужд семьи регулировать срок жизни членов сообщества, а также выращивать из одного яичка различных особей и т. д. Но у пчел сложились совершенно особые отношения с окружающим миром, в первую оче-'рещ>, с “пищевой базой” всего живущего — с растениями.

Благополучие пчел построено не на изощренных способах истребления других организмов или “заимствования” для собственного стола их частей, а на непосредственном соучастии в самом важном для выживания растений — посредничестве в службе информации. Той, что осуществляется через перенос цветочного зернышка-пыльцы, в котором в наиплотнейшей упаков-. ке молекул ДНК и сопровождающей их свиты молекул записан “золотой фонд” видовой памяти растения, накопленный и проверенный миллионами лет предшествующей эволюции.

Так что медоносные пчелы — истинная “повивальная бабка” современных цветковых растений, к которым относится большая часть нашей флоры. Неантагонистические отношения, сложившиеся у пчел с окружающим миром, разительным образом отли-
чают их род от всех остальных представителей земной фауны. Возможно, именно поэтому созерцание их работы вызывает у человека, попавшего на пасеку, особое чувство покоя и сосредоточенности, обостряя его восприятие жизни природы вокруг нас.

С образованием современных общественных видов пчелиных дальнейшая эволюция насекомых резко замедлилась, словно исчерпав ресурсы дальнейшего развития. Но в глубинных тайниках природы уже вызревал вид, которому суждено было перекроить весь прежний лик планеты: на арену эволюции выступил человек, который долгое время находился как бы в тени других животных, а именно приматов, мало отличаясь от них образом жизни. По последним данным археологии и новой науки о происхождении человека — молекулярной антропологии, он окончательно порвал родственные связи с приматами около 3,5—4 миллионов лет тому назад. Тогда же засветился экран его сознания, к нему пришло слово, и он стал человеком разумным (гомо сапиенс).

Вряд ли приходится сомневаться в том, что человек сейчас наиболее стремительно эволюционирующий вид на планете. Его социальная эволюция далеко не завершена, следствием чего, очевидно, являются наши многочисленные неувязки с окружающей средой. И все же формы общественных организаций жизни живых существ уже были опробованы природой задолго до появления человека, и он начал социальную фазу своей эволюции, когда рядом с ним десятки и сотни миллионов лет процветали великие сообщества мелких животных — насекомые. Многие “рекорды” их общественной организации до сих пор остаются непревзойденными.

Общественные насекомые явно процветают и сейчас. Даже по общей своей биомассе они намного превосходят человечество. Подсчитано, что только жителей тропических подземелий — термитов — приходится на каждого человека до 0,5 тонны. Несмотря на такоеИригантское преобладание, термиты, обеспечивая себя Самой непритязательной пищей —лигнином умирающих деревьев, не только не угрожают планете каким-Iлибо видом загрязнения или вреда, а наоборот, в значительной степени способствуют ее стабильности и постоянному обновлению вещества. При таких больших масштабах участия в жизни биосферы эти насекомые, наряду с муравьями, стали основными переносчиками вещества в почвенных горизонтах наиболее продуктивных лесов нашей планеты — в тропической зоне. Впоследствии, как считал выдающийся советский ученый В. И. Вернадский, еще в большем масштабе, но не в .таком безоговорочно положительном смысле эта функция станет наиболее характерной чертой деятельности человека. Биомасса медоносных пчел не столь велика по срав
нению с биомассой термитов: в мире насчитывается
около 40—50 миллионов пчелиных семей с общей био-
С массой каждой около 3—5 килограммов. Однако пче-
лы — это “специализированная служба информации”цветковой флоры, и их роль в природе далеко не прямо
соответствует их физической массе.
За счет чего достигнут такой прогресс и устойчивость в жизнеобеспечении общественных насекомых? I Ведь все эти виды существуют десятки и сотни миллионов лет, и ничто не говорит о том, что их позиции и в дальнейшем будут чем-то или кем-то поколеблены.

Первое, что мы видим, обращая внимание на их систему жизнеобеспечения, — это высокоспециализированный и организованный труд. Сопровождается он исключительно интенсивным по плотности потоком информации. Причем передача ее осуществляется как Минимум по трем каналам: химическому, звуковому и через языковую систему танцев (поз). Сама “экипиров-

* Лигнин — составная часть древесины, не усваиваемая Другими животными.

ка” медоносной пчелы для трудовой деятельности вообще не имеет себе аналогов.

Пчела способна перемещаться как по земле, так и по воздуху. Ее мускульная энергия ни в какое сравнение не идет с той, которую проявляют млекопитающие: пчела способна тащить по ровной поверхности доски, стекла массу в 20 раз больше собственной. Подъемная сила летательного аппарата у нее такова, что в воздух она взмывает с трутнем, масса которого превосходит пчелиную более чем в 2 раза.

Перемещение пчелы в пространстве обеспечено совершенным навигационным устройством. Ей помогает в этом система “солнечного компаса”, которая позволяет определять координаты светила по плоскости поляризации его отраженных лучей. Поэтому насекомому безразлично — ушло ли оно за гору или временно скрылось за плотным облаком. Солнечные лучи, пробиваясь к Земле через прозрачную толщу ее атмосферы, оказываются плоскополяризованными (то есть их колебания определенным образом ориентированы в пространстве). Наш глаз не воспринимает такое свойство лучей, но для пчел открываются совершенно особые, не известные человеку возможности ориентации. Их-то и ис-пользует “природная авиация” цветоносной флоры — медоносные пчелы, вынужденные работать на цветах как в солнечные, так и в пасмурные дни.

Как “рассказывает” пчела-разведчица о найденном ею источнике меда? Рабочий лёт пчел-фуражиров — в пределах 2—3 километров. По сравнению с размерами ее тела это много — все равно, что для человека 300—500 километров.

Шифр этих “рассказов” открыл знаменитый австрийский ученый Карл Фриш, получивший за свое открытие Нобелевскую премию. Оказалось, что пчела-разведчица, возвращаясь в улей, передает сведения о найденном ею участке с медоносами при помощи знаковой системы... танца. В движениях танцующей пчелы информация кодируется по отношению к Солнцу. Для исследователя было неожиданным, что пчелы верно указывали угол полета к Солнцу и тогда, когда оно скрывалось за пеленой туч или уходило за высокий холм или гору.

Каким образом пчела угадывала положение небесного светила?

Ответ пришлось искать в уникальных возможностях ее зрительного аппарата. Он очень представительный — целых 5 глаз. Основная роль в ориентации по Солнцу принадлежит, однако, самым большим — мозаичным глазам. Их легко обнаруживает каждый, кто хоть раз рассматривал пчелу вблизи: они расположены по бокам ее головки двумя большими полусферами. Глаза эти устроены по-иному, чем наши, они сложные и состоят каждый из 4—5 тысяч маленьких глазков. Глазки выходят на общую поверхность большого глаза в виде миниатюрных шестиугольничков. Вследствие этого весь фасетчатый глаз под увеличительным стеклом выглядит как гигантское око телевизионного устройства с ячеистой “сотовой” структурой воспринимающих элементов. Несмотря на неподвижность этих глаз, пчела с их помощью улавливает в окружающем мире несравненно больше деталей, чем глаз человека. Так, если бы мы умудрились заставить пчел смотреть наше кино, они бы восприняли его как обычный показ диапозитивов. Причина та, что глаз человека различает кадры, мелькающие со скоростью не более 10—12 раз в секунду, в то время как пчела способна за этот миг различить до 100 кадров. “Настоящее кино” для пчел пришлось бы крутить со скоростью в 5 раз большей, увеличивая во столько же раз расход кинопленки. Такая высокая разрешающая способность и позволяет пчеле не упустить из виду важные подробности во время ее стремительного полета и обследования цветов.

Мало того. Тысячи глазков больших пчелиных глазулавливают то, что мы не можем вовсе, — плоскость поляризации световых лучей, поступающих в наш мир от Солнца, то есть
глазки еще работают и как прибор поляроид, который выборочно пропускает лучи света с определенной ориентацией. Пчела видит в полете весь небосвод сразу, но ей достаточно для ориентации лишь небольшого кусочка голубого неба, который она воспринимает благодаря своим глазам-поляроидам, освещенным по-разному, как бы мозаичным. Это и позволяет пчеле надежно “вычислять” координаты небесного светила вне зависимости от того, ушло оно за тучу или скрылось за темной грядой леса.

Карл Фриш, проникший в навигационные тайны пчел, заметил, что им вполне “могут позавидовать капитаны многих самолетов и кораблей”.

Шестиногие труженицы прекрасно ориентируются в абсолютной для нас темноте улья, используя еще не совсем разгаданную систему восприятия и передачи информации. Концентрацию сахара в нектаре либо сиропе они определяют при помощи не только язычка-хоботка, но и ножки, в которую “вмонтирован” специальный живой прибор — рецептор.

Три пары ножек пчелы, помимо функции опоры и перемещения, специализированы на выполнении еще целого ряда сложнейших операций и имеют для этого соответствующее “снаряжение”. Так, на передних ножках нашлось место для “сумочки-косметички”, где есть и щеточка для протирания выпуклых мозаичных глаз, на которые может оседать цветочная пыль растений, и специальное щелевидное устройство для прочистки и приведения в порядок усиков, или антенн. На них, в свою очередь, размещены блоки приема информации — рецепторы и ее передатчики. На средних ножках пчелы имеется гребешок, которым пчела очищает налипшую па волоски ее тела пыльцу. Маленькая сборщица нектара приводит себя в порядок при перелетах с цветка на цветок, уплотняя свое рабочее время. Драгоценные комочки этой белковой пищи пчела скатывает средними ножками в более крупные и переправляет в очень хитроумно устроенные корзиночки из переплетенных волосков на задних ножках. В корзиночках комочки превращаются в круглые окатыши — обножку пчел, массой каждая примерно 10 миллиграммов. С такой обножкой сборщица и возвращается в улей.

Для жидкой пищи — нектара либо меда — у пчел есть достаточно крупная емкость — зобик, вмещающий груз, почти равный массе насекомого. Эта “цистерноч-ка” под сладкое не мешает полету сборщицы, поскольку упрятана в глубине тела пчелы ближе к центру.

К механическим приспособлениям пчел относятся и жвалы (пара верхних челюстей), которыми насекомые ловко орудуют при разгрызании и жевании — главный инструмент при выполнении всяких строительных, ремонтных и очистных работ. Между жвалами у пчелы уложен длинный язычок, или хоботок. Им она достает нектар с цветков и может до блеска облизать любую поверхность. К механическим приспособлениям, правда, уже защиты, а не труда, следует отнести и пробивающее чужую кожу или хитин враждебного насекомого жало. Через него в ранку жертвы поступает яд, который уже входит в состав химического оборудования пчелы.

Химический арсенал пчел особенно представителен. Несколько желез насекомых имеют выводные протоки в ротовую полость и в “ферментер” — зобик, в котором происходит превращение нектара в мед. Эти железы выделяют необходимые для такой биотехнологии ферменты и другие вещества — присадки. Пчелы способны секретировать специальную жидкость для растворения воска, прополиса или закристаллизовавшегося меда. Они выделяют вещества — метчики территории и трасс, соединения, имеющие свойства химических сигналов (феромоны, аттрактанты, вещества тревоги и мобилизации и т. д.). Из секретов глоточных желез молодых пчел создается знаменитая личиночная пища — “королевское желе” для кормления будущих маток. У рабочих пчел определенного возраста действует целая биохимическая “фабрика” по производству строительного материала — воска.

БОРЬБА ИЛИ СОТРУДНИЧЕСТВО?

“Триумфальная арка.” эволюции.— Ноосфера В. И. Вернадского. — “Золотой ключик” медоносных пчел.

По своей “технической вооруженности” пчела, как мы видим, — уникальная, прекрасно оборудованная “лаборатория”, предназначенная для выполнения сложнейших операций как вне, так и внутри улья. Вы-сокоспециализироваиный биохимический и механический “парк” у пчелы имеет и соответствующее ему обеспечение нервно-координирующей тканью. По насыщенности ею пчелы оставляют далеко позади любое млекопитающее, включая и человека, поскольку у них на грамм массы приходится около миллиона нейронов (у человека примерно 150 тысяч). При этом каждый нейрон в рецепторах насекомого имеет “уплотненную конструкцию” (несколько отростков), что позволяет ему обрабатывать больший объем информации, чем у млекопитающих. Недар'ом известный французский энтомолог профессор Реми Шовен, разделяя мнение своих коллег, склонен утверждать, что именно насекомые были первой крупной “ставкой Жизни” на нашей планете (Р. Шовен. От пчелы до гориллы. — М.: Мир, 1965).

Но не только эти поразительные свойства пчел — идеальных биороботов — заставляют нас внимательно приглядываться к их жизни. Объединившись в сообщества, они выработали сложнейшие формы информационного обмена, научились изготовлять особые мате-



риалы и надежно обеспечили защиту своих поселений от врагов изнутри и снаружи — микробов, плесени, крупных и мелких животных. Но главное, у пчел сложились удивительно гармоничные неантагонистические -отношения с видами, населяющими биосферу. Принцип сотрудничества явился тем “золотым ключиком”, который позволил медоносным пчелам открыть “сейф” не одной проблемы на долгом пути эволюции и отбора.

Судите сами: более 20 тысяч видов одиночных пчел насчитывается сейчас на планете и лишь — 4 вида медоносных, живущих коллективом. Поразительная цифра! Целые континенты, которые не страдают от недостатка медоносной флоры, такие как Австралия п Америка, оказывается, не знали медоносных пчел, пока их туда не завезли европейцы. Пчел же, ведущих одиночный образ жизни, там сохранилось большое число видов.

Цифры заставляют задуматься: может, и в самом деле выживание сверхкрупными сообществами ставит перед видом особо сложные задачи и удача сопутствует им лишь в редких случаях? Тогда поневоле обеспокоишься и за человека, не очень-то затрудняющего себя контролем за применением обретенных сил и выбором средств в достижении своих целей.

Гордость человеческой цивилизации — искусственное вещество, созданное творцом материалов — химиком, может эффективно действовать па живой организм, который мы осознанно тесним с его жизненных позиций. Однако вещество, сделав “свое дело”, продолжает сохранять свою токсичность в окружающей среде, если химик не предусмотрел путь обратного его включения в нормальные метаболические циклы природы. Подавив конкурентный либо вредный для нас вид (растение-сорняк, грызун, паразитическое насекомое), мы в то же время можем уничтожить не замеченных нами ранее союзников, ослабляя эффект действия. Это и случилось, как мы видели, с насекомыми-опылителями и защитниками растений — энтомофагами.

Взаимоотношения, сложившиеся с “живущими рядом” у других общественно организованных живых существ, доказавших устойчивость своих схем выживания на протяжении целых геологических эпох, — иные. Так, муравьи^— вполне процветающее и многочисленное племя шестиногих любителей коллективного труда—выполняют важную “миссию” в природе: они — санитары леса, их деятельность нужна многим видам, в первую очередь, первооснове всей нашей жизни — растениям, самой стабильности биоценоза. Пчелы же— вообще важнейший фактор выживания цветковых растений, к которым принадлежит большая часть наших кормильцев.

Академик В. И. Вернадский создал учение о биосфере, которое получило широкое признание во всем мире. В. И. Вернадский с оптимизмом смотрел в будущее человечества и видел его в приходе эры ноосферы, когда вся верхняя оболочка Земли, ее жизнесодер-жащий слой, или “лицо”, будет перестроено в соответствии с волей и разумом человека.

Эта предельно выраженная антропоцентрическая точка зрения, которая вручает человеку неограниченную власть и ответственность за судьбы других видов, отводит ему особую миссию в природе. Однако В. И. Вернадский писал свои знаменитые заметки “Химическое строение биосферы Земли и ее окружения”, когда отрицательные последствия человеческой деятельности еще не выглядели столь тревожно, как сейчас.

Ноосфера, или сфера разума, очевидно, может быть реализована лишь при учете “интересов” всех главных действующих “лиц” планеты. Среди них не только человек и его образ жизни, пока еще далекий от совершенства, но и многие тысячи и даже миллионы видов. Под силу ли человеку этот истинно сизифов труд по бесконечной регулировке отношений всех и вся? Или есть какие-то другие, более эффективные “ключи” к нахождению своего места в сложнейшей “упаковке" всех видов в нашей биосфере?

Спросим себя: а кому полезна деятельность человека, кроме него самого? Каковы будут основные черты этой формирующейся ноосферы — сферы разума, если ее носитель человек начал свою деятельность отнюдь не лучшим образом?

Разве нет опасности на этом пути постоянного противоборства с природой? Тем более ценен для нас опыт тех общественно живущих видов животных, в первую очередь медоносных пчел, который реально показывает, сколь эффективен может быть способ выживания, основанный на неантагонистических отношениях с окружающим миром.

Возможен ли п для человека такой удел, несущий поразительную красоту гармонического бытия, или ему вечно суждено бороться и одолевать природу, то ё*сть наших соседей по единой для всех биосфере, а потом уклоняться от бумеранга отрицательных связей, порожденных нами самими? Ответам на эти вопросы или подходам к ним по существу и посвящена вся книга. Именно поэтому автор попытается ввести читателя в чрезвычайно интересный мир растений и пчел, объединенных уникальными для живой природы отношениями.

Прежде всего обратим свое внимание на цветы— специализированный орган привлечения насекомых-опылителей и постараемся понять, почему эти головки растений неотразимо влекут наш взор, оказывая благоприятное воздействие на психику, хотя у человека с цветами нет никаких “деловых отношений”, и они не были созданы природой для него.

В ПОИСКАХ МАГИЧЕСКОЙ ФОРМУЛЫ

ИСТОКИ ГАРМОНИИ

Скажите мне, цветы, почему вы так прекрасны? - “Гармония мира” Иоганна ^Кеплера. — Девять соседок в плотной упаковке. — “Божественные пропорции” в наряде растений.

Как попять смысл внешней привлекательности цветка, сможем ли мы подойти к этому вопросу не только с умозрительных или эмоциональных позиций, а исходя из выявленных наукой законов и фактов? Или сама эта по-



пытка, как суховейный ветер, засушит дыхание прекрасного и мы будем исследовать лишь гербарий его форм, из которого ушел волнующий ток жизни?

И все же понять это нам очень важно: цветы — не только одно из главных действующих лиц нашего повествования, обусловленное место встречи растения с насекомыми, но и символ тех удивительных отношений, к которым порой неосознанно стремимся и мы, сопровождая цветами все важные события в нашей жизни, даря их друг другу как знак напутствия в мир гармонии и согласия.

Итак, цветущая головка растения украсилась и запаслась своими искусительными дарами отнюдь не для человека. Почему же последний столь чуток к его совершенству? Или наше эстетическое чувство в своей глубинной основе и есть критерий совершенных форм, сочетаний запахов, оттенков цвета, а постоянные потребители нектара — пчелы, шмели, бабочки также не лишены его и устремляются лишь к тем растениям, которые и отмечены этим высшим “знаком качества”, что мы называем красотой? Или здесь скрыто что-то иное? Не называем же мы все природные явления прекрасными? Например, тех прожорливых личинок насекомых-вредителей, которые оставляют от зеленых, полных созидающей силы растений голые остова скелетов, хотя свою работу эти “вегетарианцы” делают самым совершенным образом. Испытываем ли мы эстетический восторг при встрече с другими непрошеными гостями и спутниками — мышами, крысами, тараканами; видя опасного хищника, ядовитую змею или паука?

Перечисляя эти факты, мы обнаруживаем, что те существа, которые приносят нам вред или грозят им, не вызывают у нас приятных ощущений. Правда, “противные животные”, становясь объектом внимания ученого, который, исследуя их свойства, делает ценные для науки открытия, перестают оказывать на него неприятное впечатление.

Другое дело — цветы... Никто не видит в них никакой опасности, наоборот, может зачастую предвосхитить, что цветок обернется плодом, который, созрев, станет лакомой пищей.

И аде же почему в столь прекрасный наряд одеваются цветущие растения? Неужто дело лишь в способе привлечения насекомых?

Опыты, проведенные недавно профессором Г. Л. Марзохипым-Поршняковым с сотрудниками, показали совсем другое: пчелы, если и способны различать несложные геометрические фигуры, в этом явно уступают человеку. Для них ъ< выборе цветка главное — обилие, доступность и концентрация нектара. Так неожиданно пчелы, которые всю свою жизнь проводят среди цветков и их продуктов, на поверку оказались такими “прагматиками”...

Конечно, внешняя отдедка растения — и форма цветка, и его окраска помогают насекомому скорее запомнить данный цветок и уяснить его внутреннюю картографию, но все же это — второстепенные “детали” по сравнению с главным объектом их интереса — нектаром.

Действительно, “указатели” могли бы быть выполнелы намного проще, ведь существуют же внецветко-вые нектарники. В окружающей нас флоре есть растения (вика, хлопчатник, ряд других), которые продуцируют сладкую жидкость не через цветковые нектарники, столь рекламно оформленные, а через еле заметные железки — выемки либо выпячивания на ребрах зеленого листка, стебля или того же цветка.

Пчелы всегда безошибочно находят “сахарную колонку”, поясняя нам, что ответ надо искать не в их пристрастии к эстетике. И уж совсем ясно, что нет никакой функциональности или прагматизма в увядающей красе осенних листьев. Лишь с каждым днем все более холодные ветры да леденящие капли осенних дождей лижут волшебные узоры, но п они не нарушают добровольный обет молчания растения и оставляют неспокойному уму человека самому разбираться в его бесконечных вопросах. Не остается другого пути и нам.

Однако... что об этом говорит практика?

Выясняется, что пчеловоды и без специальных опытов давно усвоили, что на “красоте пчел не проведешь”:их подопечные с легкостью изменяют самому разукрасившемуся цветку, если иссохнет в нем цектарное ложе, и предпочитают невзрачный и мелкий, но щедрый на отдачу искомого пчелой вещества. Прекрасный пример этому — наши садовые цветы: несмотря на безупречный вид этих “горожан” флоры явно не балуют вниманием сборщицы сладкой дани, предпочитая им скромные, но “сладкие” луговые и полевые цветы, не изменившие своему вольному образу жизни.

Итак, вещество. Неужто оно всюду диктует в мире свои законы и потесняет с пьедестала воспеваемую поэтами красоту?

Не будем спешить с выводами. Возможно, само вещество и законы его организации и подскажут нам, как прикоснуться к тайпе влечения нашего взора к цветам растений и заодно понять истоки совершенного, с которыми мы постоянно сталкиваемся в природных явлениях.


Образцы этого совершенного мы без труда обнаруживаем в семьях пчел.

Бельгийский поэт Метерлинк (1862—1949) в течение долгого времени держал на чердаке своего дома два улья с пчелами. Наблюдая за их жизнью, он как-то воскликнул: “Ничего не знаю на свете прекраснее свежевыстроенных пчелиных сотов!”,.

Действительно, белоснежный цвет, четко вылепленный ажурный рисунок и загадочный аромат, струящийся от них, производят на человека неизгладимое впечатление. Поэт написал чудесную книгу “Жизнь пчел”. Она выдержала множество изданий на самых различных языках и вдохновила, в частности, комповитора Игоря Стравинского па создание музыкального шедевра “Фантастическое скерцо”.

Однако математические принципы, реализованные в пчелиных ячейках, были впервые поняты и описаны гениальным ученым XVII века Иоганном Кеплером.

Иоганн Кеплер сам не был лишен художественного дара, оставив нам прекрасные образцы научно-художественной прозы. Однако на постройки пчел он в первую очередь посмотрел глазами профессионального математика.

Следует сказать, что своим современникам, да и потомкам, ученый стал более известен как “физик небес”, открывший математические законы движения планет в Солнечной системе. Однако всю свою энергию и время ученый посвятил поиску “ключа”, или “сверхпринципа”, по которому построена Вселенная. Он чувствовал, что такие принципы есть. Плодом его 25-летнего труда явилась шеститомная “Гармония мира”, которая в настоящее время признается “одной из наиболее удивительных и богатых идеями книг в истории науки, могучим гимном во славу всепроникающей симметрии” .

Публикуя свой труд, Кеплер не скрывает восторга человека, достигшего цели своей жизни: “То, о чем я догадывался 25 лет назад ...я, наконец, вынес на суд... взошло яркое солнце чудеснейшего зрелища, ничто не может остановить меня. Я отдаюсь священному экстазу. Не боясь насмешек смертных, я исповедуюсь открыто. Да, я похитил золотые сосуды египтян, дабы вдали от границ Египта воздвигнуть жертвенник своему богу. Если вы простите меня, я буду рад. Если вы осудите меня, я снесу это. Жребий брошен. Я написал книгу либо для современников, либо для потомков: для кого именно — мне безразлично. Пусть книга сотни лет ждет своего читателя...”

Кеплер оказался прав в своем предвидении: лишь сравнительно недавно симметрия обрела заслуженное признание ученых. Сейчас о ней говорятг что она держит в (своих “руках” важнейшие ключи к пониманию закономерностей окружающего мира и, более того, творческих процессов самого человека. По выражению одного из ученых, работающих в этой области, Аллана Ладмена *, симметрия стала “нитью, связывающей искусство и науку, художника и ученого”.

Принципы найденной Кеплером гармонии были воплощены и в пчелиных сотах. Вот что увидел Кеплер глазами математика в постройках пчел. “Трехмерное пространство, — пишет он, — можно заполнить, не оставляя пустых мест, лишь кубами и правильными ромбическими телами, по ромбическое тело имеет больший объем, чем куб”. Однако “одного этого соображения,— считает Кеплер, — недостаточно... Если пчел интересует лишь емкость сотов, то почему они не строят себе круглое гнездо, что заставляет их использовать крохотные участки пространства, как будто во всем улье не остается свободного места?” По его мнению, наиболее правдоподобна следующая причина: “...нежным тельцам пчел удобнее покоиться в ячейке, имеющей форму геометрической фигуры с большим числом затупленных углов, которая приближается к сфере, чем в кубе с его небольшим числом сильно выступающих вершин и плоским дном, не соответствующим форме тельца пчелы”. Кеплер подсчитал, что пчела, находясь в ячейке, может контактировать с девятью другими особями. Это имеет очень важное значение. В летнее время, поневоле прижавшись друг к другу, разделенные лишь

* См.: в кн.: Узоры симметрии. Перевод с английского, М.: Мир, 1980.

44

* Узоры симметрии. Перевод с английского. — М.: Мир,

1980,

тонкими восковыми перегородками, обогревают себя личинки и куколки, а в период зимних холодов и взрослые пчелы, которые залезают в освобождающиеся от меда ячейки.

Кеплер сумел увидеть и большую технологичность в сооружении шестигранной ячейки, полагая, “что объем работы сократится, если две пчелы будут воздвигать одну общую стенку”. Тут же обнаружилось еще одно важное следствие: . “...плоские перегородки обладают,, большей прочностью и позволяют сотам оставаться в целости, чем отдельные круглые ячейки, которые легко раздавить. Наконец, между круглыми телами, даже если они расположены близко друг от друга, остаются зазоры, а через эти зазоры может проникнуть холод”. “Чтобы позаботиться обо всем этом, — здесь Кеплер считает необходимым привести цитату из Вергилия, — пчелы “в городах обитают под крышей единой”.

Поскольку математические расчеты явно свидетельствуют в пользу “ромбоидности” сотов, ученый пишет: “Я полагаю, что приведенные соображения избавляют меня от необходимости пускаться в философствование о совершенстве, красоте и превосходстве ромбической фигуры”.

Симметрия, господствующая в постройках пчел, не менее прекрасное воплощение находит в растениях. Постоянно влекут наш взор симметричные лепестковые хороводы цветов, вдохновляя художников и дизайнеров на создание причудливых узоров на коврах, тканях, обоях, тысяче других изделий.

Симметрично расположены не только лепестки. Если рассматривать листья на растущем стебле или ветви дерева, то можно увидеть, что каждый лист смещен относительно нижнего на определенный угол, причем отрезки между основаниями соседних листьев, если растение закончило рост, также оказываются равными. Это признаки винтовой симметрии, в которой проявляются особые пропорциональные отношения части и целого, известные как “божественная пропорция” или “золотое сечение”. Ученые полагают, что подобное пропорциональное отношение воспринимается людьми эстетически, то есть с чувством наслаждения.

Иоганн Кеплер был, вне сомнения, первым, кто еще в 1611 году обратил внимание на постоянное “использование” растением этой пропорции. Правила симметрии обязательны для всякого роста как в области живой, так и неживой природы. Так, не будучи живыми существами, растут по законам симметрии кристаллы. На операциях симметричного переноса основан важнейший процесс воспроизводства клетки — трансляция молекул нуклеиновых кислот, или перезапись генетического кода.

Мы можем вспомнить также полотна художников, стихи поэтов, музыкальные композиции, симметричные построения в танцах и т. д. Все эти произведения искусства реализуются через те или иные формы симметричного построения избранных творцами элементов на единой канве времени и пространства.

Что же лежит в основе рождения всех этих совершенных форм, постоянно воссоздаваемых как в природе, так и в искусстве? Что по этому поводу может сказать современная наука? Быть может, ответ подскажут законы, властвующие в царстве более косной, неживой природы. Там, где вещество, из которого лепятся формы, не столь подвижно и изменчиво?

Отвлечемся тогда ненадолго от растений и пчел и наведаемся с этой целью в лабораторию дерзкого конкурента природы — современного ученого-химика.

Человек с древнейших времен чувствовал организующую роль симметрии в явлениях прекрасного и использовал ее в своем творчестве. Узоры “бегущей симметрии” — геометрического орнамента — веками украшали жилища, храмы, рукописи, предметы домашней утвари и одежду.

Молекулярная эстетика. — Обуздание геометрических устремлений глюкозы в улье. — Пчеловод-промышленник в роли кристаллографа. .

Любой химик, а автор по своей основной профессии относится к этой категории людей, испытывает немало эстетических переживаний, когда бывает занят самой прозаической работой — очисткой природных или искусственно получаемых веществ.

В душе исследователя, приступающего к такому делу, всегда таится надежда — получить вещество в кристаллическом виде. Это сразу решает массу проблем и среди них главную — кристаллы при последующей перекристаллизации “сами себя нистят”, освобождаясь от “случайных спутников”, или веществ-примесей. Однако удача редко приходит сразу: вещество не спешит выпасть в граненных формах. Ему что-то мешает и этим “что-то” являются молекулы других веществ, присутствующие в растворе: самого растворителя, и тех веществ-спутников, от которых решил избавиться химик. Если молекулы вещества, подлежащие перекристаллизации, преобладают в растворе, они так или иначе “находят себя”, то есть располагаются друг относительно друга в определенном порядке. Этот порядок обусловлен зонами наименьшей энергии, своего рода “энергетическими лунками”. Заняв столь удобные места, молекулы образуют тем самым первые элементы кристаллической решетки.

Раз возникнув, эти очаги упорядоченности начинают быстро расти, притягивая из окружающего раствора “свои молекулы”. Молекулы другой природы улавливаются решеткой случайно и в очень небольшом числе. С повторной перекристаллизацией случайности уменьшаются, что и позволяет веществу очиститься от “незнакомцев” в жидкостной неопределенности.

Химик, используя “врожденное влечение” каждого вещества к чистоте и упорядоченности, всячески торопит события. Рано или поздно происходит долгожданное: раствор, на мгновение замутившись, наполняется вдруг новым свечением .— это, сверкая всеми гранями, нарастая как снежинки на морозных стеклах, зарож-

" даются и спадают на дно колбы кристаллы и их гроздья. От них нелегко оторвать взгляд. Конечно, кристаллы могут выпасть и очень мелкими, и тогда человеческий глаз не сможет различить их грани, но в таком случае выручит любое .увеличительное стекло. Кристалл тут же волшебно преобразится, его размеры попадут в оптимальное ложе или створ восприятия наших органов чувств, в данном случае — зрения, и искатель чистых молекул — химик — долго будет заворожен явлением еще одного чуда природы — обретением веществом своей формы. Созерцая ее, человек видит, что любое вещество материального мира, упаковавшись в свою кристаллическую решетку, вызывает у нас “бескорыстное любование”, как сказал об эстетическом чувстве выдающийся исследователь природы прекрасного немецкий философ Иммануил Кант.

Кристаллы своими совершенными формами и радугой отраженных лучей так же, как и цветы, способны оказывать эстетическое влияние на психику человека. Образцы прекрасного, неживые кристаллы могут расти, буквально прорастая в область живого. В таких случаях людям бывает не до эстетических эффектов, поскольку приходится переносить боль, вызываемую теми веществами (соли щавелевой и желчной кислот, мочевая кислота, холестерин и т. п.), которые укладываются в жесткую структуру в организме — суставах, почках, желчных и мочевых протоках, кровеносных сосудах.

Несколько неожиданно, но и пчелы в своей жизни сталкиваются с проблемой кристаллов. За их короткую

и динамичную жпзнь вряд ли в их телах успевают накопиться те вещества, которые “каменными болезнями” омрачают наши зрелые годы. Им не очень-то досаждают и наиболее распространенные в нашем мире — кристаллы воды в виде льдинок, намерзающих на внутренних стенках улья в зимнее время; при первом весеннем потеплении они стаивают либо от обретших силу солнечных лучей, либо от тепла, которое вырабатывают, почуяв токи весны, сами пчелы.

Однако в гнезде пчел могут появиться не менее грозные пришельцы с “кристаллическим ликом”. Пчелам, как и больным людям, будет тогда уже не до эстетических эффектов, поскольку речь идет о кристаллизации меда.

Кристаллизация меда в сотах в зимнее время — серьезная угроза семье. Сам мед — многокомпонентная система, поэтому говорить о его кристаллизации можно лишь условно. Кристаллизуется в нем лишь один из его двух основных сахаров — глюкоза.

Небольшие молекулы глюкозы сравнительно легко укладываются в кристаллическую решетку, которая для самого вещества выгодна тем, что позволяет ему резко ограничить свои контакты с окружающей средой. Самоизоляция вещества в кристаллическую решетку помогает ему продлить свою “вещественную жизнь”, сберегая массу и форму.

Для живого организма, использующего раствор как часть среды обитания, эти “эгоцентрические” устремления отдельных веществ крайне неблагоприятны. Так, повреждение зимующих растений морозом происходит вследствие того, что внутриклеточная вода, кристаллизуясь, нарушает всю сложнейшую внутреннюю и внешнюю архитектонику клеток.

В меде также содержится до 20 процентов воды, но даже при резком и длительном охлаждении из-за высокой вязкости раствора и сильной гидратации содержащихся в нем молекул Сахаров она не выкристаллизовывается. Другое дело — молекулы глюкозы. На ее долю в меде приходится 30—40 процентов. Образуя застывший “молекулярный хоровод” — кристаллическую решетку, глюкоза способна превратить всю ранее жидкую кормовую массу пчелиных ячеек в сплошь затвердевший продукт. Такой “севший” мед в сотах пчелам использовать трудно, и они, выбрав оставшийся между 'кристаллами сироп, представленный, в основном, менее склонной к кристаллизации фруктозой, сбрасывают кристаллы глюкозы на дно улья. Что может быть нетерпимее для пчел, столь склонных к экономии и рачительному сбору всего сладкого?

В пчелиной биотехнологии, где заранее “расписаны” все детали для получения любого продукта улья, предусмотрен ряд мер для предупреждения и этих нежелательных событий. Направлены они главным образом на предотвращение зарождения в медовых бочонках-ячеях центров кристаллизации.

Что для этого делается?

Пчелы, готовя соты к “медовой страде”, тщательно слизывают со стенок все следы прошлогоднего меда, которые опасны, поскольку могут содержать невидимые очаги столь нежелательной кристаллизации. Завершив технологический цикл превращения нектара в мед, пчелы кроме того заполняют ячейки не полностью, а лишь на три четверти их объема, после чего тщательно закрывают их сверху восковой крышечкой или, как еще иногда говорят пчеловоды, — забрусом. Одна из функций этой крышечки — надежно охранять верхний слой меда от подсыхания либо разжижения, поскольку и то, и другое может спровоцировать образование зон кристаллизации и ее зародышевых центров. Раз начавшись, она уже не остановится, пока все содержимое ячейки не заполнится густой массой.

В большинстве случаев пчелам удается удержать в жидком состоянии мед до весны следующего года. О том, что эта задача не проста, знает каждый пчеловод: откачанный на медогонке центробежный мед*

лишенный “биотехнологического щита” пчелиных хитростей, закристаллизовывается в рекордно короткие сроки — от нескольких дней до 1—2 месяцев. Это в то время, когда “нетронутый мед” в сотах из тех же ульев продолжает сохранять первозданную свежесть и прозрачность.

Почему же в таком случае мы говорим о проблеме кристаллов в пчелиной семье?

Дело в том, что из сотен видов растений, снабжающих пчел нектаром, есть такие, которые продуцируют его с повышенным содержанием глюкозы (подсолнечник, хлопчатник, сурепка, другие крестоцветные). Она и “угрожает” кристаллизацией. Если год для таких растений был благоприятным и семья собрала с них много нектара, обычные ухищрения пчелиных медоваров могут не помочь — мед вскоре закристаллизуется п в сотах.

Порой, хотя и значительно реже, возникает проблема от слишком “хорошей жизни”; например, в семье скапливаются запасы от прежних благодатных сезонов. Время есть время, и даже обработанный “по правилам” мед, тщательно укрытый под восковыми крышечками, рапо или поздно закристаллизуется.

Если семья с закристаллизовавшимся медом в своих сотовых хранилищах дожила до весны, беда не велика. Подняв температуру в улье до 35—36 градусов, пчелы обретают способность активно влиять на химические процессы. Обнаруженные в ячейках твердые частицы глюкозы они уже не сбрасывают на пол, а растворяют в своих водянистых секретах, доводят раствор до уровня требований их “ГОСТа” и возвращают па хранение вещество, вознамерившееся было отделиться от общей судьбы других сахаристых веществ в надежном убежище — кристаллической решетке. Пчелы, обретя способность к терморегуляции воздушной среды улья, смогли противостоять очень серьезной силе — влечению вещества к кристаллизации.

Итак, истоки упорядоченного, гармонического расположения “строительных блоков” природы, если отвлечься от отрицательных последствий их проявления, несут в себе уже мельчайшие частицы материального мира — атомы и молекулы. Открытие этого позволяет подойти к исследованию законов прекрасного на... молекулярном уровне! В обычной жизни с проявлением такой упорядоченности микромира мы сталкиваемся лишь тогда, когда он предстает перед нами в формах, воспринимаемых нашими органами чувств. Это уводит нас от истоков первичной гармонии, которую уже несут в себе мельчайшие частицы материи. Большое сообщество “микротел” — молекул, собравшись вместе с “макротело” — кристалл, уже “заявляют” пашим органам зрения о своем безусловном совершенстве. Вспомним, как гармонические колебания “макротела” — струны — через посредника — воздушную среду — сообщают приятные вибрации нашему слуху, и мы слы-щим музыку. Так же могут быть возбуждены и наши органы обоняния и вкуса, если на их воспринимающие участки — рецепторы — воздействует достаточно концентрированный поток вещества.

Вещество открывает многие свои тайны, если следить за событиями, предшествующими его появлению перед нашими" органами чувств в полном блеске своей кристаллической формы. Хотя укладка молекул в кристаллическую решетку идет в соответствии с их внутренней физической природой (строением электронных оболочек, энергетическим состоянием и т. д.), человек здесь отнюдь не бессилен и может активно влиять на события извне. Результат бывает очень эффективным — полное изменение “лика” вещества. Однако произойдет это в том случае, если само вещество кристаллизуется в нескольких формах.

Что делает химик? Он вносит в перенасыщенный раствор накануне его “родов” “затравку” — щепотку кристаллов нужной формы. Возникший микроочаг упо рядоченности и есть элементарный код: он создает вполне определенный силовой каркас в жидкости, который и будут улавливать молекулы, “созревшие” для кристаллизации, в желательную для человека форму. Некоторые вещества, например вода, способны образовывать различные кристаллические узоры. Именно поэтому природа, впадая в ежегодный зимний сон, ткет для себя столь изысканные покрывала из изменчивых по форме снежинок и кристаллов льда.

Пчеловоды-промышленники, как правило, мало знакомы с успехами современной кристаллохимии, но они эмпирическим путем выявили условия, благоприятствующие кристаллизации. Обретенным знанием они стали пользоваться для удовлетворения утончающихся вкусов потребителей. В некоторых странах (Австралия, США, ФРГ) покупатели склонны приобретать меда, имеющие мелкокристаллическую или салообразную садку. Законы рынка неукоснительны для производителя, и пчеловод, чтобы получить конкурентоспособный продукт, поступает следующим образом: вносит в свежеоткачанный мед до 10 процентов ранее собранного и успевшего закристаллизоваться, после чего образовавшуюся массу тщательно размешивает. Очаги кристаллизации быстро разрастаются. За 4—5 дней они притянут из медовой массы большинство молекул глюкозы, располагая их в стройные порядки твердого тела. Поскольку таких очагов кристаллизации пчеловод создал множество, отдельные кристаллы, конкурируя друг с другом за включение свободных молекул глюкозы в свою решетку, вскоре “обнаруживают” вблизи себя присутствие другого “собирателя” молекул и, таким образом, не успевают разрастись до крупных размеров. Вся масса благодаря этому приобретает желанную для потребителя мелкокристаллическую консистенцию. Можно влиять на раствор, в котором таится вещество, способное выпасть в виде кристаллов, и другими путями: теплом, давлением. Химики, овладев этими

приемами, отнеслись к эстетическим устремлениям представителей микромира вполне рациональным образом, напомнив нам действия садовода по отбору и выращиванию цветов.

Эти кудесники вещества изучили его пристрастия к той или иной форме и, отобрав из них наиболее привлекательные, соревнуются теперь со стихийными формообразующими силами самой природы. В отблески--вающих таинствениыми отсветами растворах, тщательно охраняемых от всякого сотрясения и контакта с окружающим миром, при высоких, либо низких температурах и огромных давлениях они выращивают свои “минеральные цветы” — кристаллы алмаза, рубина, сапфира, граната и множество других драгоценных и полудрагоценных камней. Направляя атомы в один тип кристаллической решетки, они способны получить самого “короля твердости” — алмаз, другой тип решетки дает его антипод — самый мягкий минерал графит. Осуществляя подобные комбинации, человек способен превратить свою “химическую кухню” в истинную “колыбель прекрасного”.

Так, познание законов самоорганизации вещества позволяет нам проникнуть в природу прекрасного и воспользоваться плодами знаний для улучшения и украшения жизни человека. Эти же законы приближают нас к пониманию процессов, происходящих на более высоких и сложных уровнях эволюции — в живой природе.

СЕЗОННАЯ КОСМЕТИКА РАСТЕНИЙ

Похищение цветами пятеричной симметрии. — Вещества, дарящие цвет. — Просто ли быть некрасивым? — Пути адаптации.

И все же, как ни красивы кристаллы минерального мира и чудеса творчества химиков, им нелегко спорить с очарованием живых цветов. Рассматривая лепестковый узор этих колышащихся на ветру “улыбок жизни” глазами уже несколько осведомленного в вопросах гармонии человека, мы без труда обнаруживаем и в них организующую праздничный порядок ось симметрии. Она незримо проходит через центр любого цветка. Пять лепестков шиповника, например, если мы будем вращать цветок вокруг этого центра, одинаковы и равнозамещаемы. Тем же свойством обладают и цветы яблони, вишни, незабудок, огурцов и множества других растений нашей флоры. Напрасно мы будем искать аналогичную симметрию в мире поразивших нас своей красотой минералов: здесь пролегает принципиальная грань различия — пятеричная, или пентаго-нальная, симметрия обнаружена только в живой природе.

Вспомним ту же пятиконечную морскую звезду и одновременно с ней красавицу Севера снежинку, простершую с геометрической строгостью свои шесть хрупких лучей. И мы никогда, как бы ни старались, не встретим снежинку, нарушившую правило, в которой пять лучей. Живым же цветам “не заказано” иметь четыре и тесть лепестков, как у сирени, лотоса, и даже махровый венчик, где число лепестков обычно кратно пяти. К махровым цветам относятся и избранные гости цветочного бала — розы, георгины, пионы, и скромные, но полные прелести луговые ромашки, васильки.

Иоганн Кеплер, уже в XVII веке прикоснувшийся к геометрическим тайнам формотворчества природы, обращал внимание на предпочтительность, оказываемую пятеричной симметрии растительным миром: “...может быть, в этом и кроется различие, состоящее в том, что плоды цветов с пятью лепестками, как у яблонь и груш, сочны или содержат мягкую внутреннюю часть, как у роз и огурцов, в которой скрыты семена... Что же касается цветов с шестью лепестками, то из них не вырастает ничего, кроме семян в сухой оболочке, и плод сидит прямо на цветке”. Он считал, что “производительная сила” в геометрическом воплощении более сочетается с пятиугольной фигурой.

Кристаллографы не скрывают своей убежденности, что именно выход биомолекул на пятеричную симметрию спасает живое от окаменения. Невидимые правила симметричного построения, ограничивающие строительные пристрастия вещества в мире кристаллов, в цветках, где “трудятся” те же вещества, не столь строги, и цветы, как мы видим, предпочитают показываться именно в форме запрещенной в минеральном мире пентагональной симметрии. В чем тут дело?

Чтобы создать закрепленную форму, например выстроить лепестки или листья, сотни и тысячи различных типов молекул, наполняющие растительные клетки, должны “сотрудничать” друг с другом. Законы этого сотрудничества, и позволяют так приладить пристрастия, а точнее стереометрию различных молекул, к тому или иному виду симметричного расположения, что в итоге может родиться новая форма, одолевающая запреты, имеющие силу для отдельного вещества. Кристаллическая индивидуальность утрачивается, но обретается возможность “лепить” самые различные формы. Так жизнь, возникая и строя себя на принципах согласованных отношений отдельных веществ друг с другом — метаболизме, скользнула в царство незнакомой минералам свободы.

Вглядитесь в пятилепестковый орнамент цветов, внемлите идущей от них радости, уловите нежный взгляд незабудок: в них сияет сам символ Жизни и Победы!

У растения, в клетках которого зажжен огонь обмена веществ и трудится освобожденное от власти законов минерального мира вещество, подчиняясь законам более высокого иерархического уровня, симметрично расположены не только лепестки цветов и листья, упорядочены и остальные элементы его внутренней структуры. Они включают и зоны тех тканей, в которых сосредоточились молекулы, дающие ему индивидуальную окраску. К таким веществам растения, его своеобразной палитре, относятся антоцианы, флавоны, кароттюнды и другие красящие пигменты.

Гармоничное сочетание оттенков пигментных зон растений, улавливаемое глазами человека, — косвенное проявление не только упорядоченного их расположения в тканях, но и отражение упорядоченного во времени обмена веществ.

Химические процессы в растениях строго синхронизированы со средой обитания, в частности с особенностями сезона года, и идут с различной скоростью, наиболее высокой в период роста, или вегетации. Укутанное зеленым плащом своих листьев, предельно насыщенных зернами энергонакопителя-хлорофилла, растение — все в созидательной работе. В этот момент нам открыта лишь часть свойственной ему привлекательности: зеленый наряд геометрически безупречен и ласкает взор бархатистой нежностью. Однако настоящие кладовые и цвета и формы растение бережет, как свадебный наряд.

Прошло время, растение завершило свою генетическую программу и выросло до определенных ею размеров. Наступает особенно важный момент в его жизни: растение зацветает. Предельная напряженность метаболических процессов ослабевает, материальные элементы всей структуры цветка словно бы застывают во временном равновесии. И теперь именно он, цветок,— главное действующее лицо. Жизнь растения подчинена ему, п вот цветок, покачиваясь от дуновения ветра, порывы которого смягчены свитой окружающих листьев, даря сияние отраженных лучей, ждет... Время для него остановилось: мы смотрим на него как на чудесный кадр из какой-то не снятой, по фантастически прекрасной фотопленки и видим, что все в нем соразмерно, уравновешенно, симметрично. Цветок ждет, когда явится насекомое, которое принесет желанную и оплодотворяющую “искру” — пыльцу-пылинку, вновь включит Время, и оно снова заставит растение беспрерывно меняться, сбросить свой яркий наряд и готовить семя к будущему циклу жизни.

И еще раз в бурной биохимической деятельности растения наступит передышка, когда придет время расстаться и с зеленой листвой. Растение в целом уже подготовилось к зиме, осталось лишь убрать, “по-хозяйски” переправить из обреченных и ненужных зимой зеленых листьев все те вещества, которые полезны зимующему организму и его частям: почкам, корням и стволам многолетников. И эта “работа” идет последовательно и постепенно: разрушается хлорофилл, расщепляются молекулы пигментов, листья постоянно меняют окраску, пока окончательно не иссохнут и не полетят по ветру, опадая на влажную землю. Там их ждут почвенные грибы и микроорганизмы, они окончательно распорядятся каждой частицей органического вещества организма-созидателя для еще одного “перевоплощения” — на этот раз в тело какого-либо опенка, шампиньона или красавца наших лесов — белого гриба. И вновь “развоплощенные” и затем воссозданные в новом “лике” уже иными организмами-строителями молекулы предстанут перед нами в совершенных формах их конечного расположения.

Однако есть ли польза для растений в наиболее яркой цветочной ярмарке года — поре “золотой осени” и осеннего листопада? Тогда уходящие в небыль листья словно бы соревнуются друг с другом, выплескивая накопленные ими запасы совершенных форм и их расцветок. Окраска цветов растений, обусловленная присутствием определенных соединений, относительно легко поддается селекции. Это дополнительно свидетельствует о том, что она — весьма податливый, да и второстепенный признак: изменения в этой части генетических “предписаний” не влекут за собой слишком серьезных последствий для вида.

Очевидно, можно из отдельных жемчужин сделать некрасивое ожерелье, но организм-строитель, тот же гриб-боровик, растение, придонный моллюск, обволакивающий инородный предмет своим перламутровым покрывалом, не имеют, как мы видим, “права”, да и не умеют делать “плохую биохимическую работу”. Каждый из них со “знанием дела”, запечатленным в его генетическом коде, вновь соберет на молекулярных сборочных площадках — ферментах — из поступивших к ним исходных веществ и длинные упорядоченные нити молекул биополимеров и короткие, но цветоактив-ные молекулы пигментов. Подчиняясь властным законам симметрии и порядка, они вновь вовлекутся в формы, которые не раз поразят человека, направляя его мысль и чувство к истокам совершенного и прекрасного в нашем мире.

Итак, красота цветов и осеннего убранства деревьев, видимо, не имеет для растений какой-либо прямой пользы. Просто нашему взору открывается та внутренняя работа, которая происходит в организме в процессе его жизнедеятельности во всем ее совершенстве.

Но в природе бывают случаи, когда внешняя “отделка” организма, цвет его покровов служат важным фактором выживания. У растений, как мы видели, и форма цветка, и его окраска представляют собой как бы невольное проявление симметричного и высокоорганизованного обмена веществ. Другое дело — животные. Для последних внешность имеет важнейшее значение. Вынужденные постоянно вписываться в причудливые, вечно меняющиеся узоры требований окружающей среды, борясь и конкурируя друг с другом, животные приобретают тот цвет и форму своих покровов, которые наилучшим образом способствуют выполнению •главных жизненных задач их вида. Сюда относится и сезонная линька, и окраска, связанная с возрастными фазами и полом, и поразительные явления мимикрии— |цветомаскировки, когда один вид принимает форму и •'цвет другого, под который выгодно замаскироваться, и множество других подобных фактов. Особенно здесь удивляет мир придонных существ: • водных ящериц — хамелеонов, рыб, моллюсков, способных ужа за считанные минуты приобрести окраску того дна, над которым застыл, скрываясь от преследователей, житель морских глубин. Мимикрия очень широко распространена у насекомых.

Факты этого рода свидетельствуют о наличии у подобных организмов исключительно высокоэффективных анализаторов цвета, способных осуществлять конт-. роль биохимических систем, которые синтезируют нужные пигменты либо так изменяют характеристики среды в зоне их расположения (рН), что приводит к получению нужного “колера”. Одним из первых системы цветорегуляции кожных покровов у рыб (гольяна) исследовал Карл Фриш, прославившийся впоследствии открытием языковых танцев у пчел.

Таким образом, синтез цветоактивных молекул и управление путями их проявления вовне находятся под контролем либо отдельного организма, как у многих представителей животного мира, или популяции в целом, как у растений. В мире флоры каждый организм, как автомобиль на конвейере, получает одну окраску на всю жизнь, но в последующих генерациях могут произойти нужные изменения. Именно этот второй случай “поведения” популяции был в свое время исследован на примере окраски лепестков гороха Грегором Менделем, который, открыв механизм распределения этих признаков в потомстве, заложил основы современной генетики. Пигменты растений, как цветки его лепестков, верпо влекущие пчелу к ыектарной клади, привели и человека в мир фактов, открывших ему фундаментальные законы живого, и он познал многое. Так выяснилось, что при наиболее распространенном

механизме приспособления к окружающей среде каждая особь популяции получает от рождения весьма жесткий набор свойств. Дальнейшую их корректировку осуществляет сама среда (естественный отбор). Особи, выжившие в результате строгой браковки средой, то есть соседями и физическими факторами, передают “код удачливости” своему потомству.

В подобных случаях энергия вида концентрируется на максимально расширенном воспроизводстве и постоянном генетическом или информационном обновлении всей популяции в целом, что и позволяет виду существовать неограниченно долгое время.

В жизни таких видов резко возрастает роль переносчиков генетического материала. Недвижимые растения нуждаются в подвижных помощниках. К их “призывным” пунктам — цветам — и спешат медоносные пчелы, обменивая работу по переносу с пыльцой генных посланий на предмет вознаграждения — нектар.

У самой же специализированной армии легкокрылых работников, как и у других животных, эволюция сложилась по-иному. Каждая особь от рождения получила относительно большую “свободу воли”, то есть возможность поступать тем или иным образом в зависимости от ситуации, благодаря формированию централизованной информационно-управленческой системы — мозга. Он — главный атрибут животного, его шанс на выживание. Посредством мозга и хранимого в нем опыта поведения и ответных реакций — рефлексов, накопленных предыдущими поколениями, животное способно осваивать нестандартные ситуации и обучаться, завоевывая новые области жизни.

Высшим взлетом на этом пути является возникновение теснокоординируемых сообществ животных, в том числе и медоносных пчел, способных еще более эффективно решать возникающие перед видом задачи.


СТРОИТЕЛЬНАЯ ИНДУСТРИЯ РАСТЕНИЙ И ПЧЕЛ

Реванш аморфных веществ. — Кто построил зеленый лист и украсил цветы растений? — Иерархия молекул в клетке. — Невидимые биороботы.

Как было сказано ранее, у медоносных пчел достигнут “потолок” в оптимизации их восковых сооружений. Столь совершенных построек нет ни у пчел-одиночниц, ни у видов, представляющих это многочисленное племя, которые ведут жизнь небольшими группами.


Какова технология этого блистательного опыта?

Мы уже отмечали в случае с глюкозой, “стремящейся” откристаллизоваться от своей вечной спутницы в меде — фруктозы, что склонность чистых веществ к энергетичеекому покою и образованию литых форм в среде обитания живых организмов не несет им блага. Там вещество за исключением, пожалуй, того случая, когда оно включено в опорную скелетную часть организма, находится в постоянном движении и обновлении, и ему приходится “забыть” про уютные и красивые покои кристаллической решетки.

Еще в большей степени эти требования относятся к строительному материалу, привлекается ли он к построению “тела” растения или к созиданию ажурных пчелиных построек.

В каком же состоянии должно быть вещество, чтобы удовлетворить взыскательные требования живого организма в его строительной деятельности? Очевидно, лишь в антиподном кристаллическому — аморфном состоянии. В веществе, пребывающем в таком состоянии, молекулы располагаются в “вольном порядке”, хотя само вещество может и не быть жидким. В природе примерами таких аморфных тел служат янтарь, различные смолы и камеди, образующиеся в виде натеков на стволах деревьев и их почек, вулканическая лава. Важнейшее свойство таких неорганизованных на молекулярном уровне тел — изотропность, то есть одинаковость свойств в любом выбранном направлении, в противоположность анизотропности, свойственной кристаллам.

Вот эта изотропность, или “безразличие” вещества к форме, равноподатливость любому прилагаемому к нему усилию и делает аморфные тела бесценными как строительный материал. Недаром самые распространенные из них, используемые сейчас человеком, и представляют собой аморфные смеси веществ: глина, стекло, бетон, сплавы металлов, различные пластики. Все они в определенный . момент, до придания им окончательной формы, выдерживаются либо в виде расплава, либо незатвердевающей массы.

Овладев этими материалами, человек необычайно расширил и укрепил свою сферу обитания. Чтобы сделать это, он привлек огонь и разжег горн, подавляя силу устремления любого вещества к образованию своей формы, и путем творческого труда придал ему ту форму, образ которой он заранее создал в своем воображении.

Как обстоит дело у других живых существ с поиском и применением веществ в качестве строительного материала? И в первую очередь, у растений, которые обеспечивают живым органическим веществом всех остальных жителей планеты?

За тем, как сооружается восковой град у пчел, можно проследить в наблюдательном улье *, но увидеть, как работают ферменты-сборщики в живой клетке растения, собирая его из отдельных молекул, непосредственно невозможно: наш орган зрения не способен различать столь малые размеры.

Однако наука сумела создать приборы и методы, позволившие понять основные принципы строительной индустрии растений. Мы знаем, что конечные результаты этого “строительства” занесены нами в список естественных эталонов прекрасного и совершенного. Вспомним внешний вид цветущих растений и их ароматные, сочные и привлекательные плоды и ягоды. По плану какого зодчего и силами каких работни-

* Наблюдательный улей заселяют небольшой семейкой пчел. Он представляет собой камеру со стеклянными стенками, через которые можно наблюдать за любым участком гнезда.

ков ведется эта великая стройка? Обо всем этом стало многое известно в последние годы.

Основным отличительным свойством “строительной индустрии') растений является то, что работа ведется на молекулярном уровне и идет она под неукоснительным и строгим генетическим надзором. Уже одно это настраивает нас на ожидание, что молекулы, склонные к созданию гармоничных структур и узоров, в полной мере реализуют свои способности, “работая” и в клетке. Однако “показать им себя” там нелегко: клетка буквально напичкана тысячами различных видов молекул, у каждого из которых свои “строительные пристрастия”. В таком “многоликом” коллективе не могут идти процессы, подобные стихийному росту кристаллов, зато развиваются другие, еще более поразительные в своей согласованности.

В любой клетке выстраивается целая иерархия молекул. Причем одни из них выступают в роли “ведущих”, а другие — “ведомых”. Последним приходится “повиноваться”, подчиняясь молекулам с более сложной структурной и функциональной организацией. Те, в свою очередь, выполняют предписания более высокого иерархического уровня, а именно генетического плана.

Главные среди молекул — дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). Эти молекулы представляют собой очень длинные цепи, сотканные из более простых и повторяющихся звеньев — нуклеотидов. Их последовательность и кодирует всю накопленную в бесчисленных ранее живших поколениях “химическую память” вида, конкретный путь построения и функционирования любой части растения и всего его организма в целом. Они и есть молекулярная основа генов, которые сосредоточены в “мозговом центре” клетки — ее ядре. В процессах воспроизводства эта закодированная на языке нуклеотидов программа “молекулярных строек”, упакованная в закручивающиеся спирали хромосом с >вмонтированными” в них смысловыми участками — генами, и передается от растения к растению с созревшей пыльцой. Микроскопическую пылинку пыльцы — эту изящную капсулу, где в цветной упаковке находятся гены, и переносят на ворсинках своего тела пчелы-труженицы.Однако гены — лишь матрица, они еще не жизнь, а один из ее инструментов. Чтобы считать и исполнить записанную в них информацию, им нужны другие, невидимые для человеческого взгляда помощники и реализаторы. В живом организме их роль выполняют информационные и транспортные рибонуклеиновые кислоты (сокращенно: и- и тРНК). Они сделаны практически из того же материала, что и ДНК, но их нити не столь длинны, да и функции у них менее глобальные. Информационные РНК передают конкретный “план” на место, где ведутся молекулярные работы, в то время как транспортные РНК опознают и выбирают те аминокислоты из внутриклеточного раствора, которые необходимы для построения основной “рабочей силы” клетки — молекул ферментов. Удивительно уже в клетке видеть такую специализацию молекул, которые ведут себя, словно “одушевленные существа”, как назвал их крупнейший французский химик-теоретик Лионель Салем *. В клетке, где организованный микромир вовсю трудится, ученый видит высоко согласованное “поведение” различных типов молекул. В иерархической пирамиде молекул клетки, помимо ДНК и РНК, одно из центральных мест занимают ферменты — клеточные биороботы. Все ' неисчислимое количество функций и “дел”, которые приходится выполнять стремящейся жить клетке, осуществляют эти неутомимые молекулы-труженики. По парадоксальному механизму жизни в конечном счете они строят и собирают самих себя.

* Салем Л. Чудесная молекула. - М.: Мир, 1982.

Молекулы ферментов по сравнению с молекулами таких простых йеществ, как вода, спирт или сахар, — настоящие гиганты. Под стать этому и место ферментов в иерархической лестнице. Каждый фермент собирается из 80—100 и большего числа остатков аминокислот, которые среди органических веществ относятся к соединениям со средней молекулярной массой. Часто ферменты имеют “вставки” от элементов структур других молекул, не являющихся аминокислотами, что придает им особые свойства, например способность улавливать свет, запах.

Такие молекулы — уже истинные очаги живого, они способны скручиваться и раскручиваться, “узнавать”, “запоминать”, останавливать реакции либо их ускорять, ловить кванты света и делать тысячу других дел. Практически ни одно мало-мальски серьезное химическое событие в клетке, да и за ее пределами, если речь идет о целых специализированных объединениях клеток — организмах, не обходится без участия этих всемогущих и универсальных химических работников живой материи. Нельзя не удивиться прозорливости Ф. Энгельса, который задолго до современных великих открытий в химии опознал сверхзначнмость белковых веществ в явлениях жизни. Он определил ее “как способ существования белковых тел”. И время не поколебало точности его формулы.

При помощи верных помощников — молекул белка — и идет в растении великая стройка. Каждая фаза строительства доведена до высшей степени совершенства. Ошибки, которые иногда случаются при выполнении генетического плана, тут же немедленно опознаются другими “контролирующими” ферментами и мгновенно устраняются, что исключает в итоге какие-либо серьезные отклонения от плана, могущие привести к уродствам во внешних формах или другим отклонениям. Такие отклонения, или мутации, .столь редки, что экспериментатор, задавшись целью их вызвать,



подвергает живую клетку очень сильному воздействию: бомбардирует ее потоком особых веществ (мутагены), облучает рентгеновскими лучами, помещает в стрессовую ситуацию (низкие и высокие температуры, дефицит влаги и т. д.). Большинство таких вызванных вмешательствами человека изменений нежелательны для клетки и ведут ее к гибели, и только ничтожная часть их может быть использована селекционером для создания жизнестойких мутаций. Однако и эти мутации происходят, как правило, в “разрешенных” самой клеткой участках генома.

Итак, из высшего “оперативного центра” или центров, куда стекается информация от рецепторов о состоянии окружающей, а также внутренней среды и природа которого пока еще недостаточно изучена, на генетические матрицы с записанной на них информацией поступает сигнал-приказ. Его роль исполняют небольшие подвижные молекулы-гормоны. Гормон включает механизм “молекулярной индустрии”. Последовательно вырабатывается весь каскад управляющих и осуществляющих молекул, которые, имея во внутриклеточной среде необходимый строительный материал, возводят структурно-морфологический каркас растения, строят отдельные органы, занимаются цветовой отделкой “лицевых сторон” и осуществляют множество других необходимых построек.

Скелетный каркас растений, на долю которого у древесных пород приходится основная биомасса, строится в основном из двух биополимеров * — целлюлозы и лигнина. Целлюлоза собирается из молекул глюкозы, а лигнин — из молекул кониферилового спирта. Ввиду важности этих молекул в “стройках растении” их формулы приведены:

* Молекула полимера образуется из повторяющихся звеньев более простого строения.



Свойства исходных блоков-молекул, или мономеров, существенно сказываются на конечных результатах ферментативной сборки.

Каждый “молекулярный робот” — фермент — обычно способен на одну, реже две операции, но выполняет их сопредельной точностью. Нить целлюлозы формируется путем сшивания двух соседних участков молекулы глюкозы. Делается это за счет гидрокспльных групп, находящихся в определенном положении (при углеродных атомах 1 и 4). Фермент от этих гидроксильных групп отщепляет элементы воды (Н и ОН), образовавшиеся при этом остатки глюкозы сразу же “склеиваются” в дисахарид. К этому звену точно таким же путем пришивается еще молекула глюкозы. Ферменты действуют очень быстро, в результате чего нить биополимера целлюлозы стремительно растет (см. схему). Как видно из уравнения реакции, в процессе такого “скоростного шитья” выделяется вода, но она, как известно, не только не загрязняет зону строительства, но и снабжает ее очищающей влагой.предмет “небескорыстных” устремлений животных, не способных на со изготовление. Часть из них употребляет целлюлозу в пищу, другие — используют тоже как строительный материал, поэтому растение — вечная приманка множества видов, и как только “строительство” закончено, а иногда и ранее того, бегающие, летающие -и ползающие существа устремляются к растению брать с пего химический оброк.

Основной биополимерный "продукт растения-созидателя — целлюлоза — играет важную роль во всей биосфере, и к этому мы еще возвратимся позднее, сейчас же вновь подчеркнем необычайную “чистоту строительных работ”, ведущихся на внутриклеточном и межклеточном уровнях. На более высоких эволюционных “этажах” биологического мира строительные работы далеко не всегда отличаются такой чистотой и строгостью исполнения. Если в несовершенстве построек мы не можем упрекнуть пчел, то их ближайшие родственники по классу — шмели, как и пчелы питающиеся нектаром п пыльцой, более вольно относятся к своим гнездовым сооружениям.

Шмели, живущие небольшими колониями, для складывания нектара сооружают сосуд, похожий внешними очертаниями на желудь. Такой “кувшин с медом”, не блещущий геометрическим совершенством, шмели используют не только для хранения запасов пищи на время непогоды, но и для выращивания молоди — личинок. Шмели — очень красивые и миролюбивые насекомые, однако их гнездо не поражает ни симметрией, ни порядком: ячейки разного размера хаотич-„ но нагромождены одна возле другой, часть из них разрушена. Шмели не используют дважды одну и ту же ячейку для выращивания молоди. Воздвигать же новые им приходится среди “руин ранее брошенных”. Пчелы здесь далеко ушли вперед: аналогичные проблемы решаются несравненно более изящным и экономным образом,

ТРУДНЫЙ ОРЕШЕК - ЛИГНИН

Основа стойкости — конифериловый спирт. — Обманчивость простоты и чудеса взаимности. — Запасливость почек осины. — Химический огонь клеток.

На второе место после целлюлозы по относительной доле в биомассе растений выходит лигнин. Человек еще не нашел ему применения, поэтому лигнин пока что — нежелательный компонент сырья для предприятий, перерабатывающих десятки миллионов тонн древесины на бумагу, вискозное полотно и множество других очень ценных продуктов, представляющих собой тот или иной вид целлюлозы либо ее модификаций. Практически чистая целлюлоза -т- хлопковая вата. Она широко распространена как в производстве, так и в быту. Однако хлопок — приятное исключение, когда растение дарит нам продукт, практически готовый к немедленному использованию. В основном же источнике целлюлозы — древесипе — ее приходится отделять от химически “цепкого” лигнина. Процесс этот далеко не прост и связан с большим расходом энергии, реактивов и... воды. Поэтому предприятия, вырабатывающие бумагу, и строят вблизи крупных водных источников, решая при этом нелегкие проблемы очистки и воды, и лигнина.

В природе лигнин, конечно, — не лишний продукт и вовлекается в ее нормальные метаболические циклы, однако человек по-настоящему не подобрал к нему ключей и горы его отходов продолжают расти.

“Неподатливость” лигнина для нашего производства — обратная сторона его достоинств для самого растения. Исходный блок, из которого формируется прочная ткань лигнина, — молекула конпферилового спирта. Если посмотреть на ее формулу и перевести взгляд на формулу молекулы глюкозы, столь умело “завязываемой” ферментами в целлюлозу, то мы обнаружим мало общего. Тем не менее, конифериловый спирт “рожден” из глюкозы — первоначального вещества всех биохимических цепей живого, которое варится в котле фотосинтеза зеленых листьев. Превращая глюкозу в конифериловый спирт, растение, однако, работает на себя. Чтобы получить такую молекулу, специализированному множеству ферментов-биороботов приходится провести не одну химическую операцию. Не входя в подробности этой завидной для современного химика магии превращений, идущей с высокой скоростью и без каких-либо вредных отходов, обратим внимание на свойства образующегося вещества. Молекула кониферилового спирта в своей основе имеет ядро бензола, которое соединено с тремя различными группами: гидроксильной (—ОН), метоксильной (—ОСНз) и изопренильной (—СН —СН—СШ—).

Такой состав заместителей и определяет “химический характер” важнейшего исходного блока для построения полимерных молекул в растении — мономера. Гидроксильная группа, связанная с ароматическим ядром, придает молекуле свойства фенола. Ее активность повышается вследствие присутствия в той же молекуле группировки с ненасыщенной двойной связью.

Конифериловый спирт обладает еще одним важным свойством: в его молекуле имеется несколько активных центров привязки при полимеризации или сшивки с подобными же молекулами мономера. Вследствие этого в растущем совместно с тянущимся стеблем биополимере образуются всевозможные боковые сцепки, цементирующие всю структуру лигнина. Это и отличает его решающим образом от нитевидных волокон целлюлозы.

Лигнину древесина обязана своей прочностью, а заодно... и устойчивостью ко многим незванным “пришельцам” из внешнего мира, посягающим на органическое вещество растений. Это уже “проценты с вклада” фенольных “малосъедобных” для живых оргапизмов группировок кониферилового спирта, продолжающих нести охранную службу в образовавшемся полимере.

С лигнином управляются лишь грибы, которые не имеют хлорофилла и не способны синтезировать первичное химическое благо жизни — молекулы сахара. Весь свой “биохимический гений” они направили на выработку именно таких биороботов-ферментов, которые способны справиться и со сверхпрочным биополимером, одновременно обезопасив свои собственные клетки от токсического действия его фенольных групп. Экологическая ниша для грибов, освоивших “химическую целину” массового производства растений — лигнина, оказалась богатейшей. Поэтому, когда под натиском муравьиных полчищ термиты отступили в подземелье, они взяли с собой и этих всесильных помощников. Грибы позволяют многочисленному термитному племени процветать и под не пропускающими света почвенными сводами на столь не удобоваримой для других пище, как лигнин омертвелых растений.

Это и есть пример эффективности биоконверсии — изменения химического состава исходного материала с помощью биохимического аппарата другого организма. Роль ее чрезвычайно велика в природе и начинает все более возрастать в жизни человеческого общества.

Пчел также привлекают утолщенные стволы древесных растений, но с другой целью — поиска дупла, куда можно было бы вселиться целым роем. Дупло — это следствие “прорыва” невидимых полчищ грибного племени на “тело” живого дерева, но все-таки остановленного его защитными силами. Возможности сторон, как свидетельствует этот факт, в итоге оказываются примерно равными. Равновесие начинает, однако, немедленно смещаться в сторону грибов, лишь только древесный ствол от времени или по какой-либо иной причине не рухнет на влажную землю. Не получая подпитывающего животворного тока метаболитов из листьев и корней, из которых возможно создать неожиданные для атакующего организма защитные вещества (фитоалексины), с выключенными часами жизни, поверженное дерево уже не способно остановить высаживающиеся на него все новые отряды потребителей. Молекулярная сеть лигнинового каркаса, к которому не поступает оперативная помощь, начинает быстро рушиться, поскольку среди вновь прибывших всегда окажутся грибы, у которых есть все средства к такого рода разборке лигнина.

Разрезав биополимер на более мелкие “куски”, грибы вовлекут их в свои метаболические циклы, поддерживая жизнестойкость и численность санитарного племени леса, пока и эти фрагменты окончательно не догорят в их клетках до углекислого газа и других простейших веществ. Поступив в окружающую среду, они рано или поздно вновь будут уловлены листьями и - корнями растений для очередного цикла созидательных работ.

Потребность рас'ений в строительном материале для лигнина иногда проявляется в неожиданных формах. С этим мы столкнулись, когда группа ученых, в том чис.ле и автор книги, в Институте биоорганической химии имени М. М. Шемякина АН СССР исследовала почки одного из активных поставщиков прополисных смол — осины.

Почки любого растения — орган особого значения. Если можно говорить об аналогах органов чувств у растений, то они, без сомнения, сосредоточены в переживающих все невзгоды переходных сезонов почках. Почка улавливает и регистрирует сумму положительных температур, чтобы не ошибиться со сроком своего пробуждения и, таким образом, не подвести все растение. Она же ловит через систему фитохромов * и оце-

* Фитохромы - особые молекулы, способные улавливать Свет различной длины волны.

нивает меняющееся соотношение длины дня и ночи, соответственно прилаживаясь к оптимальным для своего вида срокам роста и цветения; своевременно реагирует на избыточную либо недостаточную влажность; на “химические приказы”, поступающие в виде молекул-гормонов от других органов растения.

В ней явно сосредоточен тот “оперативный центр”, который в иерархии “клеточной власти” занимает место выше самих генов. Ввиду первостепенной важности почки обеспечиваются всем необходимым в первую очередь.

Защита их от опасных для выживания вида вредителей бывает не только надежна, но и порой избыточна. В свое время это и было должным образом оценено пчелами, создавшими на основе защитных смол почек сверхнадежную оборону своих построек и их содержимого — знаменитую прополисную защиту.

С таким проявлением “сверхзаботливости” древесных растений о своих почках мы и познакомились, исследуя один из доноров прополиса — осину. Пчелы в летнее время постоянно держат под своим наблюдением это дерево, ловя дни, когда ее почки начнут выделять смолистую массу. Выделения у осиновых почек довольно обильны, хотя и не постоянны по времени. Пчелы с большой охотой используют этот источник для пополнения своей ульевой аптеки.

Изучая этот тип прополиса, мы обнаружили в нем целую группу веществ, которые не были представлены большими молекулами, но все они имели отличительное свойство— содержали фрагменты кониферилового спирта и его предшественника по пути биосинтеза — феруловую кислоту.

Латинское название осины (Populus tremula) буквально означает тополь дрожащий, и мы знаем, что такое наименование имеет смысл: ее листочки вздрагивают и долго трепещут от самого легкого дуновения ”етра. Не все, однако, знают родственные связи осины.А она — законный член весьма обширного семейства тополиных. У нас в стране более известны тополь черный, или осокорь, тополь пирамидальный, белый, лав-ролистный и бальзамический.

Первый вид, а также два последних отличаются смолистыми душистыми почками и листьями. За эту особенность тополя любят горожане, вдыхая воздух, в котором появляется нечто, напоминающее лес и речку — первородные стихии человека. Кроме того, клейкие листья тодолей очищают воздух, непосредственно ? принимая на себя пыль наших городов.

Осина, или тополь дрожащий, никакой клейкостью не отличается, тем не менее и в ее жизни есть ji. фаза, когда запасные почки, спрятанные в пазухах листьев (пазушные), начинают вдруг выделять коричне ватые смолистые капли. Это обычно бывает ближе к ' середине лета, когда солнце в средних широтах обретает свою истинную силу, а фазы наиболее интенсивного : роста растением уже пройдены.

Выделяемую смолистую массу пчелы жадно собирают и, принеся в улей, готовят из нее защитное вещество — прополис. Вот в этом прополисе и были най-л дены вещества с остатками в их молекулах кониферилового спирта и феруловой кислоты п их ближайшими разновидностями, из которых вырабатываются важнейшие “стройматериалы” растений. Все же доля этих веществ в прополисной осиновой смоле, хотя и была значительна, но ни в какое сравнение не шла с той, которая была обнаружена для части этих веществ — фенолышх триглицсридов в почках другого вида топо ля японским и западногерманским исследователями — Асакавой и Волленвебером.

Эти ученые занимались изучением почек вида тополя, произрастающего в Японии (Populus lasiocarpa). Они не ставили целью исследовать ни тайны прополиса, ни строительные патенты высших растений. Тем по менее, ученые установили очень интересный факт: из 4,5 грамма экстракта этих почек 2/3 (более 3,5 грамма) пришлось именно на фенольные триглицериды.Фенольные триглицериды — новый и еще недостаточно изученный класс природных соединений. Обычные триглицериды — очепь широко распространенные соединения, они важнейшая часть липидов, которые иногда называют жирами. Триглицериды, например, составляют основную часть оливкового масла. Молекулы их “собраны” из остатков глицерина и жирных кислот.Главная доля и роль в этих молекулах принадлежат длинным цепям жирных кислот, небольшая молекула глицерина лишь привязывает их к себе, создавая “пучок” очень важного для любого организма запасного вещества.

Это вещество может расходоваться в организме как на энергетические, так и на строительные нужды. Когда поступление пищи извне сокращается, в дело идут ранее скопленные резервы, в том числе липиды, представленные этими связанными глицерином жирными кислотами, а также их свободными формами и спиртами. Жировые отложения у человека и у других млекопитающих как раз и состоят из перечисленных соединений.

Организм в этих случаях с помощью своих биороботов-ферментов (липазы) освобождает жирную кислоту от глицеринового довеска, который также утилизуется, давая определенное количество энергии, после чего следующая разновидность “молекулярных операторов” — ферментов начинает сокрушать “жирные” (то есть максимально насыщенные атомами водорода углеродные связи) хвосты этих молекул. Работы эти ведутся в специальных органеллах клетки — митохондриях. В результате полного цикла окисления образуются углекислый газ и вода. Отдаваемая в процессе окисления химическая энергия накапливается в виде особо удобной для использования всеми типами клеток формы молекулах весьма сложного по строению вещества — аденозинтринатрийфосфата, сокращенно называемого АТФ. Молекулы АТФ легко отдают часть накопленной в них энергии любой другой реагирующей в клетке системе молекул, являясь универсальной энергобатареей всего обмена веществ, его химическим горном.

Жирные кислоты в расчете на каждое звено углеродной цепи (CFb) при окислении дают наибольшее число высокоэнерготизированных молекул АТФ, в то время как энергетический потенциал другого типа молекулярного запаса — углеводов при аналогичном окислении намного меньше.

На фоне этих фактов тем более нас поразило столь необычно высокое содержание фенольных триглицери-дов в почках японского тополя. Что могут высвободить ферменты-“роботы” из такого фенольного жира, когда получат “приказ” из своих “центральных органов” на разборку?

Остаток глицерина? Он слишком мал, чтобы оказать заметное влияние на энергетику организма или отдельной клетки. Большая же часть молекул этих необычных веществ представлена ненасыщенными ароматическими кислотами. Впрочем, сказанного выше о свойствах ароматических веществ, вероятно, достаточно, чтобы догадаться о причинах такой необычной “запасливости” почек этого вида тополя.

Весенний рост . начинается у растений на старых запасах органического вещества: прежде, чем заработает его могучая фотосинтетическая фабрика — хлоро-пласты с зелеными зернами хлорофилла,— должны развиться листья, на которых и будут развернуты его “производственные мощности”. Развернуться же листья должны из почек. Вот здесь скопленный в виде необычных триглицеридов строительный материал и окажется кстати, поставляя “предусмотрительному” виду вещество, которое лишь предстоит синтезировать его различным конкурентам по сфере обитания.

В летнее время, когда взамен зимних, развернувшихся в листья почек, отрастут новые, пчелы возьмут их под наблюдение. В жаркие дни они смогут собрать смолистые капельки, выдавливающиеся через чешуйки, укутавшие колыбельку будущих листьев. Химический анализ содержания этих капелек, проведенный в лаборатории, показал, что и они обогащены фенольными триглицеридами, хотя и не в таком количестве, как запасливые почки японского тополя. Являясь частью этих жадно слизываемых пчелами капелек, они попадают с ними и в прополис. Прополис активен против большинства известных типов вредителей и паразитов, включая и грибы. Он обладает и антиоксидантной активностью, то есть способностью “усмирять” чрезмерную активность молекул кислорода, защищая покрытые им поверхности от . окислительного разрушения.

Активность подобного рода свойственна и феноль-ным триглицеридам. У этих веществ возможны и другие, пока еще не выясненные биологические функции. Они содержатся в зернах пшеницы, что дает основание считать их безвредными и в небольших дозах, возможно, даже полезными для человеческого организма.

Таковы некоторые “химические ветви” лигниновой проблемы у высших растений и пчел, нашедших с ними общую “платформу” по обороне своих; жизненно важных позиций.

СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ПЧЕЛ

Высокие требования пчелиного ГОСТа.
Молекулярная оркестровка воска. —
Совмещение несовместимого.

У растений главные строительные материалы — целлюлоза и лигнин. Оба полимера строятся па 'молекулярной основе по четкому генетическому плану. Так же формируется и тело любого другого организма, в том числе и медоносной пчелы. Однако превратившись во взрослую особь, пчела вновь оказывается вовлеченной в созидательные работы. На этот раз она уже активный, а не пассивный объект, над которым работают силы природы, формируя ее совершенный облик. Пчела, прожив 1—2 недели в улье, превращается в ггчелу-строительницу, способную и выделять строительный материал и возводить из него постройки. Разумеется, пчела уже не может оперировать отдельными молекулами, произошел качественный скачок в масштабах-, да и механизмах действия, и объектом трудовых усилий стала объединенная масса молекул— вещество. Мы уже упоминали, что его свойства резко отличны от свойств самих молекул. Вещество проявляет в некотором роде “стадные”, или популяционные, свойства, столь ярко выражаемые в явлениях кристаллизации. Так, оно уже более инертно, “лениво” и требует поэтому более жестких методов обработки, включая термические, чем подвижные “индивидуальности” — отдельные молекулы.

Каким же требованиям должен удовлетворять строительный материал, вырабатываемый пчелами для их совместных построек?

Ранее мы писали, что у пчел совершенное с геометрической и технологической точек зрения решение строительной проблемы. Об этом уже знал Иоганн Кен-“ лер, исследовавший универсальные проявления формообразующей силы, которая, как он считал, свойственна любому веществу. В применении к постройкам пчел он оказался гениально точен в своих выводах и предвидениях.

Напомним главные из них. Ячеистая ромбическая структура сота по сравнению с другими возможными вариантами оказалась наиболее экономичной по расходу материала, вместимости, прочности при заданных в улье условиях жизни, которые меняются в достаточно широких пределах: температура вблизи сотов “скачет” от десятков градусов ниже нуля в зимнее время до 35—37 градусов в период, когда пчелы приступают к выращиванию личинок и действует “пчелиный кондиционер”.

И все-таки нужен был материал, свойства которого позволяли бы как возводить эти идеальные постройки, так и удерживать выбранную форму при складывающихся в улье условиях.

Очевидно, что это должен быть совершенно необычный материал. Из своей практики мы знаем, что большинство искусственных материалов, используемых нами при возведении домов, изготовлении машин, домашней посуды и других предметов, обретает форму в результате предварительной термической либо химической обработки, причем температура расплавления или размягчения бывает очень высокой, до тысячи градусов. Кристаллическая решетка обрабатываемого металла в этих условиях рушится, и молекулы начинают скользить одна относительно другой, обеспечивая гибкость и податливость всей массы вещества. Еще более высокая температура нужна для выплавки самого металла, получения фарфора, обжига керамики и т. д.

Естественно, что такой термический способ пчелам не подходил. Химический же путь получения прочного строительного материала— не редкость в природе. Так, американские исследователи установили, что живущие в земле одиночные пчелы-коллеты употребляют для закрепления легко обсыпающихся стенок своих жилищ... полиэфирную пластмассу. Отвердевание выделяемой их железами жидкой первоосновы происходит при контакте с кислородом воздуха. Поскольку такой линейный полиэфир в природе обнаружен впервые, исследователи не преминули “бросить камешек” в огород своего вида, заметив, что люди сумели разработать технологию получения этого полимера лишь примерно четверть века тому назад. Изоляция норки коллеты полиэфирным лаком позволяет дольше сохраняться запасам пыльцы и нектара, которые насекомое оставляет вблизи яйца в качестве корма будущей личинке.

Если тайна коллет скрывается под земельным бугорком, то пауки свои строительные достижения демонстрируют открыто: они вырабатывают быстро отвердевающий прочный материал для сооружения гнезд и ловчих сетей.

В принципе все насекомые, личинки которых прядут коконы, способны изготовлять такие прочные биополимеры. За примерами далеко ходить не надо: вся наша шелковая промышленность основана на подобной активности личинок тутового шелкопряда!

Поразительно интересный пример использования отвердевающего материала дают нам муравьи экофил-ла, которые устраивают свои небольшие гнезда в свернутых листьях. Когда лист общими усилиями нескольких муравьев нужным образом скручен и стянут, один из таких “зодчих” отправляется за своим юным собратом, еще пребывающим в стадии личинки, начавшей выделять полимеризующуюся жидкость. Принеся личинку, муравей начинает орудовать ею как челноком, прочно зашивая моментально твердеющей нитью всю зеленую конструкцию.

Прядут коконы и личинки медоносных пчел. Однако такой необратимый затвердевающий биополимер для строительства сот пчелам не подошел бы. Во-первых, он крайне затруднил бы сам процесс возведения ромбического сота, требующий постоянных корректировок и исправлений, и, во-вторых, последующую эксплуатацию отстроенного сота.

Большая часть сооружаемых пчелами ячеек служит
“чанами” для переработки нектара в мед и его хра
нения. На такой “службе” сот может находиться очень
много лет, лишь слегка желтея от времени. Другое
-дело — использование тех же ячеек в качестве колыбе
лек для выращивания личинок. Здесь срок службы со-
та недолог. После вызревания личинки и превращения ее во взрослое насекомое (цикл длится для рабочей пчелы, считая от снесенного маткой яичка, 21 день, а для трутня — 24 дня) на стенках ячейки остается плотно прилегающая к нему тонкая рубашечка кокона. Пчелы, в отличие от шмелей, не “думающих” о будущем, очень тщательно вычищают и вылизывают после отрожденпя очередной пчелы ячейку, а затем стерилизуют ее, нанося тонкий слой вещества, в котором имеется добавка убивающего микробы прополиса и других биологически активных веществ.

Все это хорошо, но остатки рубашечек коконов и наносимые пчелами вещества-стерилизаторы уменьшают просвет ячейки, что чревато измельчанием потомства. Пчелы в таких случаях не терпят компромисса: решительно сгрызают “засклеротированный” отходами “деторождения” сот до основания. Отшлифовав до блеска средостение, они надстраивают его заново, но уже из свежевыделенного воска, соблюдая все строжайшие правила пчелиного “ГОСТа”.

Это старение сота, особенно в центральной части улья, где при температуре 34—35 градусов “горит рас-плодная печка”, происходит довольно быстро: уже за два года такой беспрерывной службы в качестве пчелиного инкубатора сот становится практически черным и не просвечивается, даже если его развернуть плоскостью к лучам солнца. Кроме того, он заметно тяжелеет. Для внимательного к своим пчелам (и доходам) пчеловода это верные знаки к удалению “старика ”-сота из улья.

Понятно, что такую реконструкцию пчелы не могли бы проводить, если бы материал, из которого выстраивался сот, затвердевал наподобие природных или искусственных пластмасс. И это далеко не единственный вид работы, постоянно производимой пчелами в улье, который требует хотя и прочного, но пластичного материала. Можно еще упомянуть и сооружение таких временных построек, как маточники (специальные крупные ячейки для выращивания пчелиных маток), возведение укрепительных восковых перемычек, переделку части сота под более крупные трутневые ячейки, восстановительные работы поеле повреждений, нанесенных проникшими в гнездо во время зимовки вредителями, например мышами, либо вызванных неосторожными действиями пчеловода во время осмотра гнезда. Во всех этих случаях требуется материал, который можно использовать многократно, легко удаляя и снова приращивая в любой части гнезда.

Как совместить, казалось бы, несовместимое — прочность и пластичность, нужные такому веществу? Мы знаем, что у пчел эта проблема решена — таким материалом у них является воск.

Воск у пчел образуется в особых железах, которые находятся на нижней поверхности брюшка, располагаясь попарно на четырех последних члениках тела. Всего таких желез восемь. Образующийся в них воск выделяется через мельчайшие поры, обрамляющие железы восковых зеркалец, наружу, где и застывает в виде ' небольших чешуек. Они почти невесомы, массой 0,25 миллиграмма каждая. Требуется 50 таких чешуек, чтобы соорудить одну пчелиную ячейку, в килограмме же воска их наберется до 4 миллионов. Когда пчела начинает выделять воск, на поверхности ее> брюшка появляются белоснежные края застывающих пластинок. Внешне они чем-то напоминают белую луночку ногтя у нас на пальцах.

Сходство здесь не только внешнее: и воск, и роговидный материал погтя синтезируются особыми клетками на молекулярном уровне. Работы эти ведутся на автономном управлении, без участия высших отделов мозга, загруженных решением других проблем. Такое “невнимание” со стороны “высших органов”, однако, ничуть не сказывается на качестве, которое обеспечивается жестким генетическим надзором и контролем “на местах”. Вывшие отделы пчелиного мозга приступят к выполнению своих прямых обязанностей позже, когда материал будет готов и появится возможность его применением управлять на уровне органов чувств. Им уже придется иметь дело не с отдельными молекулами, а с их массой, поэтому мозг не вмешивается в то, что делают столь совершенно клетки или их ассоциации.

Вот когда молекулярные клеточные” фабрики восковых желез, “ткущие” углеродистые цепи молекул воска, произведут их достаточное количество и избыток вытолкнут наружу, образуя восковую пластинку, тогда пчела-строительница, подхватив ее своими жвалами, продвинется к грозди пчел, занятых очередным сооружением. Там она станет одним из ее многочисленных активных центров и сможет проявить свои “способности” — оценивать и корректировать на макроскопическом уровне воздвигаемую постройку.

Что же за вещества образуют клетки восковых желез?

Всего в воске обнаружено до 300 различных веществ, но большинство из них — в крайне небольших количествах или “следах”, которые мало влияют на его основные свойства. Эти свойства определяются несколькими количественно преобладающими в воске соединениями.

В их число в первую очередь входят сложные эфи-ры высших жирных кислот и одноатомных спиртов. Внутри этой группы преобладает мирициловый эфир пальмитиновой кислоты.

Кроме него, воск содержит десятка полтора и других эфпров. Все они образованы соединениями родственной природы: кислотами, имеющими линейную цепочку углеродных атомов с числом звеньев от 16 до 36. и спиртами. “Длина” последних колеблется в пределах от 24 до 34 СНа-групп в каждой молекуле. В восковых железах, где происходит синтез молекул жирных кислот — первичного материала для образования воска, часть из них подвергается дополнительному превращению: особые ферменты-восстановители (гидрогеназы) “выравнивают” цепь, н'асыщая конечную карбоксильную группу (СООН) атомами водорода". В результате образуются полностью насыщенные углеводороды. Их фракция в готовом воске значительна: около 15 процентов.

Не все образующиеся в клетках восковых желез кислоты связываются ферментами в эфиры или восстанавливаются до углеводородов, существенная их часть — около 12—15 процентов выделяется наружу в свободном состоянии.

Перечисленные группы соединений и формируют основной физико-химический “облик” строительного материала пчел.

Однако “ничто не ново в этом мире”: различные типы воска продуцируют и другие насекомые, а главное, эти вещества — почти непременный компонент покрытий семян, плодов и даже зеленых листьев растений. Соединения, которые образуют воск на листьях и плодах растений, играют защитную роль: предохраняют более мягкие и нежные нижележащие ткани от окисления воздухом, потери влаги либо ее избыточного поступления, а также токсических веществ: пыли, механических повреждений и тому подобных неблагоприятных проявлений со стороны окружающей среды. Особо важная роль этого покрытия — продлевать покой и сохранность генеративных и переживающих органов: плодов, семян, корнеплодов, которые и составляют большую часть запасаемого нами урожая растений.

Когда химики узнали о биологических функциях воскообразных веществ в природе, они стали создавать специальные рецепты для обработки плодов, чтобы как можно дольше сохранить их привлекательность и качество.

Интересна с этой точки зрения история одного из компонентов пчелиного воска — триаконтанола. Несколько лет назад ему было уделено очень много внимания. Этот спирт, а также углеводород гентриаконтан (суммарная формула Сз]Нб4) были обнаружены на листьях люцерны н других растений. Триаконтанол проявлял важное биологическое свойство: нанесенный на растения даже в небольших количествах, он заметно повышал урожай разных видов культур.

О подобном свойстве экстрактов пчелиного воска Знали раньше и пчеловоды, не всегда склонные рекламировать свои секреты. Жидкостью, остающейся после вываривания старых сотов в воде, они поливали црипасечные растения. И всегда наблюдали прекрасный эффект! Возможно, что дело не только в триакон-таноле, но химический анализ подтвердил, что в пчелином воске постоянно содержится значительное количество именно этого “жирного” спирта. Непонятно, однако, почему другие, очень близкие по химической природе спирты, присутствующие в восках, не обладают такими же биологическими свойствами.

Интересно отметить присутствие в воске холестериновых спиртов, а также р-ситостерина. Если молекулы холестерина могут с большим успехом синтезировать и клетки животного организма, что мы опознаем по множащимся случаям заболевания атеросклерозом, то молекулы -ситостерина “изготовляются” лишь в растениях. Присутствие ситостерина в воске, произведенном животным — пчелой, не способным на синтез этого вещества, показывает, что клетки восковых желез, насыщенные липофильпыми * веществами, к которым относится и ситостерип, “отлавливают” его из омывающего их “питательного раствора” гемолимфы. Сам ситостерин неизбежно попадает в кроветок насекомого при потреблении и переваривании пыльцы, очень богатой веществами подобного типа.

Так, растение оказывается прямо иричастно к тем 300 соединениям, которые формируют “химический букет” воска. Очевидно, что в незначительных деталях он будет каждый раз в чем-то неповторим, так как “стол” пчелы изменчив, а флора и погода непостоянны.

Итак, соединения того типа, что встречаются в воске, могут синтезировать и другие организмы. Отличие пчелы в том, что у нее сформировались специальные высокопродуктивные железы, производящие оптимальную по соотношению компонентов смесь для нужд семьи.

В воске преобладает лишь 3—4 типа основных соединений, но их сопровождает большая “бахрома” других. Поскольку каждая клетка “химически всесильна”, трудно предположить, что железы пчелы не обладали ресурсом “доспециализироваться” до производства бо-

* Лнпофидышй — поглощающий жиры; склонный к накоплению жиров.

лее узкой по составу смеси. В этом случае, однако, мог бы неблагоприятно проявиться изначальный “характер” молекул, который воспрепятствовал бы достижению важнейшего качества воска — его . пластичности. Действительно, если бы воск был представлен двумя-тремя соединениями, как, например, мед, то рано или поздно молекулы этих веществ, обнаруживая друг друга, стали бы образовывать кристаллические узоры. Там, где появляются кристаллы, кончается всякая пластичность, а это не только не добавило бы красоты пчелиному строению, но и разрушило бы его.

Пчелиный воск, конечно, обретает хрупкость при пониженных температурах, когда движение молекул замедляется и они проявляют склонность “сцепливать-ся” одна с другой. Однако эти же молекулы, имея длинные “жирные” хвосты, начинают легко “плыть” при повышенных температурах, смещаясь относительно друг друга, грозя превратить ажурное пчелиное строение в бесформенную массу.

Пчелы, безусловно, осведомлены о свойствах своего строительного материала. Являясь прекрасными “специалистами” по кондиционированию среды обитания, они не только не идут навстречу этим устремлениям “дышащего” различными наклонностями в их материале микромира, но и решительно препятствуют им, выдерживая температуру в ульях в строго заданных параметрах, и принимают другие нужные меры предосторожности.

“ЗОЛОТОЙ ФОНД” ПАСЕК

Заочное соревнование по сопромату. — Экономика воскового производства. — Медосбор и восковой конвейер.

Общий “абрис” расположения воздвигаемых двусторонних ромбических сотов в гнезде таков, что пчелы могут занять наиболее удобное и энергетически выгодное положение в неактивный период — зимой, а летом наилучшим образом “упаковать” свои запасы вокруг пчелиного инкубатора — расплода. С изобретением рамочного улья пчел стали вынуждать строить восковые кельи по заданным плоскостям их деревянного обрамления — рамок. Пчеловоды пере-I пробовали бессчетное множество различных вариантов рамок, но пришли к самому разумному: ограничили свои фантазии двумя-тремя разменами, приняв их за стандарт, после чего стали “допекать” пчел изобретениями в других областях. Что касается пчелиных рамок, то мировой пчеловодческий фврум склонился к выводу, что наиболее удобна рамка, имеющая внутренний размер 44X20 сантиметров (рамка Лангстрота — Рута). Такая рамка при полном заполнении вмещает 3—3,5 килограмма меда. Восковой каркас, удерживающий эту массу, весит всего 110—120 граммов, поэтому тревоги людей, приобретающих сотовый мед, что они “покупают воск, а не мед”, безосновательны: общая доля воска в купленном пищевом продукте не превышает 3—4 процентов.

У людей со свойствами воска ассоциируются оба его качества — пластичность и некоторая хрупкость. Такие свойства как будто не благоприятствуют созданию слишком прочной конструкции. Тем более неожиданно узнать, сколь ничтожны затраты материала на создание, строения, удерживающего в 30 раз большее по массе количество продукта.

Можно сравнить: для перевозки откачанного (центробежного) меда пчеловоды предпочитают использовать металлические фляги под молоко, вмещающие 36 литров. Поскольку каждый литр меда почти в 1,5 раза тяжелее молока, в полностью заполненной фляге оказывается несколько более 50 килограммов. Сама же фляга тоже не из легких — весит целых 8 килограммов, хотя и сделана из прочного и тонкого металла. Соотношение материал : мед здесь примерно

1 : 6. Те же 50 килограммов меда пчелы хранят всего в 14—15 сотах, общая масса воска в них не превышает 2 килограммов.

Соотношение материал : мед, как мы видим, 1 : 25, или в четыре раза меньше.

Домашние хозяйки покупают и хранят мед обычно в более мелкой таре. Широко используемая для этих целей трехлитровая стеклянная банка вмещает около 4,5 килограмма меда. Она, конечно, очень удобна и вместительна, но сама весит тоже почти килограмм. Это же количество меда пчелы умудряются надежно упаковать и подвесить в своей ячеистой конструкции, потратив всего чуть более 100 граммов воска! Мед в такой восковой упаковке способен храниться без порчи десятилетиями, и его можно перевозить на далекие расстояния.

Похоже, что сравнительно недавнее изобретение нашей химии — прлиэтиленовые пакеты окажутся поэкономичнее и железных, и стеклянных емкостей, но и они вряд ли смогут выиграть заочное соревнование с упаковкой, изготовленной пчелами: натуральный пчелиный мед можно жевать прямо с его упаковкой, принося своему организму немалую пользу от содержащихся в нем биологически активных веществ. Такого благотворною воздействия на наш организм от полиэтиленовых пакетов пока мы не ждем.

Есть еще одна процедура, свидетельствующая о прочности ромбических шестигранных ячеек, из которых “монтируется” сот, — это откачка меда. Срезав ножом восковые крышечки с запечатанных ячеек со зрелым медом, пчеловод вставляет истекающий сладостью сот в кассеты медогонки и подвергает его испытанию на “излом” действием центробежной силы. Если не переусердствовать в слишком быстром вращении кассет, то сот выдержит и эту столь любимую пчеловодами операцию и, отдав свои 3—4 килограмма меда в пользу хозяина, вновь возвратится в улей для по-втордого наполнения. Увлеченные же взятком пчелы,похоже, и не обратят внимания на убыль. Они тщательно слижут с опустошенного сота остатки меда, •подправят стенки ячеек и примутся вновь его заполонять янтарным продуктом. Пчеловод не нарадуетсява таких работниц.

Пчелы, как мы видим, очень экономно расходуют свой строительный материал. Однако к потребителям • .воска, помимо самих обитателей улья, относятся еще 30—40 различных отраслей народного хозяйства.

На чем же основана восковая экономика улья, способна ли она выдержать такую двойную нагрузку?

Для биосинтеза воска, ведущегося в железах пчелы, ей нужен единственный исходный продукт — сахар, в конечном счете — мед. Процесс на молекулярном уровне идет путем окисления молекул глюкозы или фруктозы — основного содержимого меда до ацетилкоэнзи-ма А, являющегося универсальным строительным блоком молекул липидов в организме. Именно из него и строится далее весь “спектр” соединений воска.

Разумеется, при переработке углеводов в воск “биохимическому гению” организма пчелы приходится производить и постоянно обновлять “ферментативный парк”, осуществляющий последовательное превращение молекул глюкозы или фруктозы — основных компонентов меда — в многочисленные компоненты воска. В период интенсивного восковыделения пчелы нуждаются в некотором количестве белковой пищи, необходимой для поддержания ферментативной силы восковых желез. Внешним источником белка для пчел слу-• жит пыльца растений, внутренним — запасы собственного тела.

Собственными запасами белка, депонированными в главной “копилке организма” — жировом теле — пчела вынуждена пользоваться, в частности, во время роения. Бывает, что рой “прибыл” на место, когда установилась безлетная дождливая погода и пчелы-фуражиры не могут пополнить быстро исчезающие взятые с собой запасы корма. Строительство гнезда тогда ведется исключительно за счет наличных и крайне напряженных запасов: меда, который пчелы прихватили с собой из материнского гнезда, а его самое большее — несколько сотен граммов, и “живого” белка, который имеется в их теле.

Не все пчелы выделяют воск. Эта функция у них тесно связана с возрастом: более молодые особи заняты преимущественно изготовлением молочка и кормлением личинок. Пчелы постарше, начиная с 12-дневного возраста, переходят к другим работам, главным образом — на приемку и переработку нектара. Именно в это время у них и достигают наибольшего развития восковые железы.

Такая биохимическая специализация ульевых пчел имеет свою логику: более молодые, потребляя усиленно высокобелковый корм — пыльцу, перерабатывают ее в специальный вид пищи — пчелиное молочко. Тогда же максимально развиваются и основные потребители и продуценты белковой пищи — глоточные железы.

Работы по превращению нектара в мед связаны с резким повышением концентрации Сахаров в крови. Поскольку у пчелы все еще продолжается внутриулье-вое затворничество и “пчелиный бензин” — углеводы не сгорают для поддержания подъемной силы летящего за взятком насекомого, пробуждаются к активной деятельности восковые железы. Омывающая их клетки гемолимфа столь насыщена углеводами (до 3 процентов против 0,5 процента в человеческой крови), что железы начинают усиленно “отлавливать” эти вещества для производства белых пластинок воска.

Когда пчела, вылетев из улья, устремится,за полевой данью, у восковых желез появится сильный конкурент — мышечные волокна, для поддержания активности которых (шутка ли — до 400 взмахов крыльями в секунду!) потребуется "и первоочередное обеспечение содержащимися в гемолимфе углеводами. Восковой конвейер у пчел начинает свертываться, не ставя “подножку” выполнению сопряженной с наибольшим риском для пчелы и особо важной для семьи медособирательной деятельности.

Таким образом, возрастные фазы в распределении обязанностей, режим питания и выделение воска в семье пчел оказываются хорошо согласованными друг с другом.

О потребности семьи в воске и эффективности ее строительной индустрии говорят следующие цифры. Для размещения 100 килограммов меда в сотах семье необходимо лишь 4 килограмма воска. Однако если мы вспомним рой, то он, обладая ограниченным контингентом работниц, такого количества на новом месте запасти не может.

Материнская семья, отпустившая рой, уже имеет устроенное гнездо. Рою обычно приходится выстраивать сотовые хранилища на 12—20 килограммов меда и еще создавать определенный их запас для размещения пыльцы, выращивания личинок и прочих надобностей. Всего на это уходит примерно килограмм воска. Столько за год в среднем продуцирует одна семья. Разумеется, сильная колония при хорошем поступлении нектара в улей может произвести воска в несколько раз больше.

Каков расход меда на производство воска? Теоретически — в пределах 4 килограммов на килограмм воска. Реально — несколько больше. Однако все дело, можно сказать, в динамической экологии: если пчел вынудить строить соты, целиком лишив их гнезда и скармливая мед или сахар, то расход углеводов резко возрастет. Здесь скажется перенапряжение и истощение восковых желез вследствие вынужденного включения в работу пчел, у которых “фабрики воска” уже износились и работают с низким к. п. д.

В естественных условиях, когда припое нектара в улей значителен, ульевые пчелы, занятые его перера-
боткой в мед, поневоле усиленно питаются углеводистой тшщей и расходы на восковыделение как бы “смазываются”, делаются незаметными.

В самом деле, из общего гигантского количества — 100 килограммов меда, потребляемых пчелами за год только на свои нужды, не считая “отчислений” в доход пасечнику, практически половина уходит на выработку “химического топлива”, которое питает летательный аппарат пчелы-сборщицы во время ее рейсов за взятком.

В период главного взятка колебания в приносе нектара по дням столь значительны, что расходы на превращение его части в строительный материал пчел практического значения не имеют.

Другое дело —отвлечение дефицитной рабочей силы на тотальные строительные работы. Здесь потери меда могут быть очень серьезными, но не вследствие затрат на биоконверсию — превращение одного вещества с неизбежными биохимическими потерями в другое, а в результате снятия работниц с наиболее ударного в этот момент фронта на другой.

Как развиваются события на реальной пасеке?

Пчеловод внимательно следит, когда начнется интенсивная побелка сотов. Вот по этому знаку, означающему, что гемолимфа пчелы предельно насыщена углеводами и включились на максимальную мощность восковые тйелезы, а также тяжелеющему улью и ряду других признаков, пчеловод безошибочно определяет начало наиболее для себя радостного, но и ответственного периода — главного медосбора.

Отягченные нектарной ношей пчелы-фуражиры непрерывным потоком подлетают к улью и спадают на прилетную доску с характерным глуховатым звуком. Поступлений от этого “медового дождя” с избытком хватает не только на текущие потребности и обеспечение широкого фронта строительных работ, но и для скопления запаса на зиму. Пчеловод делает все возможное, чтобы запасы постоянно росли: именно с них он получит свой желанный оброк. И хотя в это время пчелы обильно выделяют воск, слишком отвлекать их на строительные работы, как показала практика, невыгодно. Время здесь, становится решающим фактором: погода в любой момент может ухудшиться, медоносы, не дождавшись сборщиц, увянут и улей, полный рабочей силы и “отмобилизованный”, как говорят пчеловоды, на взяток, останется прискорбно легким.

Опытный мастер медового дела своевременно загружает пчел строительством сотов, выбирая для этого время с незначительным, хотя и превышающим расход поступлением нектара в улей. Такие “окна” не-г большого взятка всегда случаются в преддверии главного медосбора и не приводят к решительной перестройке всей трудовой структуры семьи. Пчеловод их максимально использует, загружая пчел строительств вом и отбирая готовые соты, которые пчелы пока не могут заполнить медом. Позже, когда принос нектара в улей резко возрастет, хозяин снова возвратит соты в улей, “расшивая” одно из самых узких мест в использовании взятка.

В страдный период в улье складывается напряженная ситуация. Принос нектара за день нередко достигает 5—7 и более килограммов. Если бы это количество было представлено только зрелым медом, то и тогда для его размещения потребовалось бы два стандартных сота. На их постройку семье придется выделить за сутки примерно 250 граммов воска, или 1 миллион восковых пластинок. Если пчела снимала бы восковой урожай со своих желез 2—3 раза за сутки, то и тогда потребовалось участие в “выпотевании” воска до тысяч работниц. Это равно всему населению улья, которое вынуждено было бы целиком посвятить себя решению строительных проблем. Разумеется, отпали бы ваботы и о размещении прибывающего нектара, порскольку приносить его и перерабатывать уже было бы некому.

О том, сколько времени и энергии отнимают строительные работы в семье и “делание” воска, видно в естественной ситуации, когда рой вселяется в новое жилище. Если туда заботливый пчеловод заблаговременно не поставил отстроенных рамок, то рой первую неделю, как говорят пчеловоды, “сидит”, целиком посвящая себя воздвижению построек. Редко вылетающие в это время пчелы-фуражиры приносят лишь самое необходимое с поля: немного пыльцы, свежего нектара и воды. Лишь через 5—7 дней, когда восковые языки сотов опустятся достаточно глубоко вниз и появится возможность постадийной переработки нектара в мед, резко усиливаются фуражировочные полеты пчел. Одновременно, конечно, снижается и интенсивность общественных построек.

Именно по этим причинам отстроенные соты составляют “золотой фонд” пасеки. Количество отстроенных рамок, приходящихся на каждую семью, — прямой “свидетель” уровня ее благополучия и квалификации присматривающего за ней пчеловода.

На что же могут в таком случае рассчитывать десятки отраслей народного хозяйства, которые не нашли равноценной замены продукту восковых желез пчелы?

Если пасека стабилизирована по численности семей и каждая семья обеспечена необходимым “золотым фондом” сотов, то с семьи безболезненно для ее дальнейшего благополучия можно отбирать в год до полукилограмма, а иногда и более товарного воска. При улучшении медосборных условий и общей культуры ведения хозяйства выход воска может быть и выше.

В самой технике пчеловождения есть значительные резервы: заполнение безвзяточных периодов кочевкой на медосбор, широкое использование так называемых “строительных радоок” и другие приемы. Пчелиный воск — редкостный, хотя и возобновимый дар природы. Разумное и рачительное его использование человеком — еще один путь удовлетворения в нем потребностей и медицины, и техники, и многих других областей народного хозяйства.

ТАЙНЫ СОТОВОГО МЕДА

Затруднения пчелы-трамбовщицы. Топленый мед предков. — Великие изобретения пчеловодства и проблемы взаимопонимания.

В отличие от более древних видов общественных насекомых — термитов и муравьев, в семьях которых выращивается несколько типов особей с различными функциями и внешним видом (касты), у медоносной пчелы фенотипическая дифференциация не зашла так далеко. В полном своем “триедином лике” семья пчел предстает перед нами в летнее время. В ней есть матка, несколько сотен или тысяч трутней и десятки тысяч рабочих пчел. Все эти типы особей резко различаются друг от друга не только физиологически, но и внешне — в основном размерами, поэтому для личинок каждого типа требуется соответствующее помещение.

Наибольшее количество восковых “комнат” — ячеек отводится рабочей касте, или собственно пчелам. Их в гнезде сильной и благополучной семьи 100— 300 тысяч и более. Эти ячейки пчелы строят сплошными участками и используют не только для выращивания личинок рабочих особей, но и для складывания провианта — меда и пыльцы.

Второй тип ячеек предназначен для выращивания мужских особей семьи — трутней. Это значительно более крупные существа, чем рабочие пчелы. Если у пчелы в семьях среднерусской популяции длина тела в среднем равна 12—14 миллиметрам, а масса составляет 100 миллиграммов, то трутень оказывается тяжелее

более чем в 2 раза (250—260 миллиграммов), длиннее и значительно толще своей сестры. Соответственно размерам и восковая келья: диаметр ее составит около 7 миллиметров, что в 1,3 раза больше, чем для пчел. Трутневые ячейки пчелы тоже строят сплошными участками, но значительно меньшей протяженности, чем “жилплощадь” для своих работниц.

Сот из таких ячеек пчелы используют лишь для двух целей — выращивания личинок и складывания меда. Пыльцу — свой белковый корм — пчелы сюда не складывают. Готовя ее к долгому хранению, пчела утрамбовывает принесеннный с поля материал своей головкой, упираясь при этом задними ножками в стенки ячеек. После таких занятий пчелы-трамбовщицы обретают забавный вид: на их головках остается тонкий диск налипшей пыльцы. Цвет ее — разный, в зависимости от источника сбора. Глядя на цветастые головки прилежных тружениц, можно сказать, пыльца каких растений обеспечивает в это время белковый стол семьи.

Трутневые ячейки — более вместительные, но как хранилища пыльцы никогда не используются. “Трам-бовщицам” не удается в этой просторной келье так упереться ножками в стенки, чтобы спрессовать рыхловатые комочки принесенной добычи.

Эти особенности эксплуатации пчелами своих “производственно-жилых” помещений давно заметили пчеловоды и постарались извлечь из них выгоду при производстве высокоценимой у потребителя продукции — сотового меда. Пристрастие к нему у большинства людей объясняется чисто эстетической причиной: мед в своей естественной упаковке выглядит исключительно привлекательно. Знатоков натуральных продуктов влечет к сотовому меду не только эстетика, но и нечто более существенное. В сотовом меде есть вещества, которым не суждено попасть в откачанный, или центробежный, мед. Недаром столько волнений вызвало сообщение аме риканского врача Джарвиса о содержании в восковых крышечках сотового меда (забрус) веществ с антиаллергическим действием. Восковой пластинкой пчелы закрывают ячейку лишь с полностью созревшим медом. Он отвечает всем требованиям стандарта пчелиной. семьи, выработанного за десятки миллионов лет жизненной практики, так что пчелиный знак качества — крышечка забруса — имеет немалую ценность.

Джарвис утверждает, что именно в этот вид воска пчелы добавляют вещества, прерывающие течение многих болезней, докучающих людям (сенная лихорадка, аллергический насморк, воспаление гайморовых полостей, астма и т. д.). Действительно, если пожевать подольше восковую жвачку, остающуюся от куска сотового меда, то можно испытать на себе прямо-таки чудодейственный эффект в случае обострения указанных выше недомоганий.

Сотовый мед ценен не только антиаллергенами, химическая природа которых еще совершенно неясна, но и другими биологически активными веществами, правда, содержащимися в небольшом количестве. Здесь обнаружен прополис, используемый пчелами для наведения тонкой стерилизующей пленки на ячейки, попавшие в “инкубаторный режим”, а также перга — пыльца растений, законсервированная в ячейках по особому методу. Этих веществ больше в темных сотах, многократно подвергавшихся восстановительному ремонту

и дезинфекции.

Таким образом, сотовый мед не только удивительно привлекателен внешне, но и более содержателен в прямом смысле слова: в нем представлены вещества, которые из-за людского изобретения — медогонки — не

* Джарвис Д. С. Мед и другие естественные продукты.— Бухарест; “Апимондия”, 1981.

стали попадать в наиболее употребляемый в настоящее время центробежный мед.

Раньше человек, лакомившийся продуктами “биохимического творчества” пчел, получал все целебные вещества в более полном объеме. Все дело в методах взимания дани. Пчел держали в неразборных ульях — дуплянках, колодах, сапетках и т. д., отбирали мед и у дикоселящихся роев в дуплах и иных подходящих местах. Способы взимания накопленного отнюдь не для человека корма отличались единообразием. Ворвавшись с помощью обильных струй дыма в гнездо обескураженных насекомых, человек опустошал его верхнюю медовую часть. Выламываемые соты могли быть светлыми, недавней постройки, либо темными, прослужившими семье не один год. И те, и другие содержали весь необходимый комплекс защитных веществ-присадок и ценных продуктов-“спутников”: пыльцы и прополиса.

В таком виде мед обычно и попадал к человеку на стол, причем зачастую в комбинации с другой пищей, например, с хлебными лепешками. Небольшая доля воска, неминуемо при этом поступавшая в желудочно-кишечный тракт, никакого вреда организму не приносила. Это, конечно, знает любой пчеловод, химия же может добавить, что воск, обладающий свойствами ли-пофильпости, “отцеживает” не только из крови пчелы (гемолимфы) ряд блуждающих в ней веществ с близкой физико-химической природой (например, ситосте-рин), но и аналогичным образом извлекает подобные вещества (а среди них и вредные для организма), оказавшиеся в первичном метаболическом “котле” — желудке и кишечнике человека. Иными словами, воск действует очищающим образом наподобие размолотого березового угля, который принимают при различных пищевых отравлениях.

Жидкий мед в те, уже отдалившиеся от нас времена, получали следующим образом. Горшок обвязывали редкой мешковиной, в нее загружали наломанные куски сотов и ставили в теплую печь. Стекающий в горшок мед экстрагировал весь букет соединений “биохимической кухни” пчелы: вещества прополиса, вкрапленного в верхнюю и боковые части выломанных сотов, которым пчелы прикрепляли их к стенкам дупла; соединения из восковых крышечек-забруса, “прокладок”, стерилизующих темные соты, перги. Большая часть из них до сих пор избежала острого взгляда современного химика. Если в сотах, оказавшихся в печи, была небольшая доля личинок, то топленый мед получал и некоторую добавку знаменитого пчелиного молочка. Выходит, что варварская по отношению к пчелам “методология” наших предков имела и явно положительную сторону для их здоровья.

Так или иначе, современные пчеловоды, идя навстречу возродившейся тяге людей к натуральным продуктам, стали всячески понуждать пчел строить эстетически более привлекательные крупноячеистые соты. Впрочем, в летнее благодатное время, когда обилен принос нектара в ульи, к этому нет нужды прилагать специальные усилия: пчелы и сами предпочитают воздвигать для стремительно прибывающей пищи более крупные и быстро сооружаемые постройки, лепя контуры трутневых ячеек.

Сейчас пчеловодам стала оказывать помощь промышленность, наладившая выпуск воскового средостения пчелиных и трутневых сотов — вощины. Ее изготовляют целиком из чистого пчелиного воска. Для этого через специальные вальцы прокатывают ленту размягченного пчелиного воска примерно 2-миллпметро-вой толщины, выдавливая на ней узор оснований шестигранных ячеек. Имея два типа вощины — трутневую и пчелиную, пчеловод менее скован в своих действиях и может пойти навстречу утончающимся вкусам любителей натуральных продуктов.

Вощина, изготовленная машинным способом, наряду с разборным ульем и медогонкой — великое изобретение человека в его отношениях с медоносными пчелами. Владея этой техникой, человек стал все более одомашнивать своих новых партнеров по добыче изысканной пищи и лекарств, а пасечник получил возможность внедряться в лх гнездо не только с грабительскими целями. Теперь он смог в какой-то степени регулировать план гнездовых построек, вводя рамку с искусственной вощиной — начатый, но недостроенный сот.

Пчелы, обнаружив в улье восковое средостение странного происхождения, в растерянность не впадают, быстро достраивают стенки ячеек до стандартной высоты. Воск у них “под рукой”: толщина средостения в вощине больше, чем у натурального сота. Утолщение вызвано чисто технологическими причинами, но пчелы используют вынужденную человеческую щедрость, соскребая избыток воска и используя его для надстройки стенок ячеек.

Все это хорошо при условии, если лента вощины изготовлена из чистого пчелиного воска. Попытки заменить дорогостоящий натуральный воск на другую воскоподобную смесь либо более прочный материал, который не ломался бы при откачке меда и транспортировке семей, ни к чему не привели: пчелы немедленно опознают подделку, начинают грызть подсунутый суррогат и выбрасывать его по кускам, либо перемещают зону строительства в другую часть улья. Пчел удается обмануть, если тонкое средостение, изготовленное из особых материалов, покрыть сверху достаточно толстым слоем натурального воска.

Это не очень дешево и совершенно неприемлемо для изготовления сотового меда, но для получения центробежного использовать такую трехслойную конструкцию вполне допустимо. В некоторых странах (США, Канада) ее стали производить в значительных количествах. Интересно, что пчелы, которым во время хорошего медосбора для складывания продукции выгоднее строить более крупные ячейки, все-таки не позволяют себе выйти за рамки некоторого оптимума в их соотношении с пчелиными. Это связано с полифуикционально-стью использования пчелами основных “средств производства” — сотов.

Излишнее количество трутневых ячеек может оказаться некстати следующей весной, когда время массового вывода трутней еще не наступит. Пчелам при-˜ дется избегать непредусмотрительно построенного сота, что будет нарушать компактность гнезда. Трутневые соты поэтому обычно воздвигаются по краям гнезда, которые семья достигает, лишь развив значительную силу.

Если пчелы “терпят” трутневые соты, то это не , относится к третьему виду сооружаемых ячеек, а именно к маточникам — восковым колыбелькам для выращивания “главы семьи” — матки. Однако, когда матка, наконец, отродится из перламутровой “пены” маточного желе — молочка, ставший никчемным восковой желудь не будет долго терпим в улье: пчелы сгрызают построенное с восковыми “излишествами” сооружение, которому они не могут найти иного применения в напряженной жизни своего сообщества.

И снова мы видим проявление одного из общих свойств любого организма: все ненужное либо отслужившее немедленно уничтожается, перестраивается или изгоняется.

Помимо реставрационно-ремонтных работ “материально-технической базы” — омоложения старых сотов, к этому же ряду явлений относится и удаление восковой оболочки маточной колыбели. Сюда можно добавить полные трагизма картины осеннего изгнания трутней, которые перестали быть нужными пчелиному роду, затем — столь же решительную и безжалостную замену старых износившихся маток на молодых, изгнание пчелами особей уродцев и калек, выбрасывание отставших в росте или заболевших личинок.

Семья очень активно противостоит всяческим отклонениям от нормы в любых проявлениях, придерживаясь отлаженной в миллионах ранее прожитых лет технологии пчелиной жизни. Эта неукоснительность следования проверенному и статистически достоверному в жизни вида, принявшая черты безусловности, и воспринимается нами как инстинктивное поведение. Отдельной семье или пчеле, попавшей в нетипичную ситуацию, чрезмерная запрограммированность и обусловленность поведения могут оказаться не на пользу, и она будет восприниматься человеком-экспериментатором как “тупая” и “малосообразительная”. Были проведены специальные эксперименты (см. “Наука и жизнь”, 1980, № 1, с. 67), прояснившие, сколь велика способность пчел обучаться. Но когда задача становится слишком сложной, пчела “бунтует” и отказывается ее выполнять, как бы “стирая” из своей памяти благоприобретенную и оказавшуюся ненужной информацию. “Я не знаю ничего!” — так можно охарактеризовать реакцию пчелы, когда от нее требуют слишком многого. Такое стирание оказавшейся бесполезной для пчелы информации имеет смысл; оно позволяет ей наиболее рационально использовать адаптивные возможности своего небольшого мозга.

Действительно, беды от такой “неумности” отдельного индивидуума для популяции меньше, чем от слишком легкого “дрейфа” поведения, отработанного для характерных ситуаций в жизни вида многочисленными предыдущими поколениями. Программа поведения, полученная каждой пчелой при появлении на свет, своеобразный “банк рефлексов”, хранящихся в ячейках памяти ее мозга, надежно ведут пчелу по ее недолгой, но богатой событиями жизни.

Вид представлен статистически большим числом особей, каждая из которых воплощает лишь часть поведенческого и генетического ресурса вида. Ему выгоднее, чтобы это большинство использовало “наезженную” технологию жизни сообщества, предоставляя искать “счастье” на путях нетрадиционного поведения и “новаторства” лишь небольшому числу особей с “исследовательской жилкой”. Таких пчел в семье немного, на долю разведчиц приходится обычно не более 2— 3 процентов всего летного отряда семьи.

Экспериментатор, имея дело с колонией, обычно в интересах получения стабильных и воспроизводимых результатов бракует выпадающие из общей картины нетипичные ответы подобных пчел. Престиж отдельных особей в глазах экспериментатора несколько падает, но семье такая “умная биороботность” главного отряда ее пчел-строительниц позволяет оберегать чистоту своих “патентов” и возводить, в частности, безукоризненные восковые постройки.

ВОСК И КУЛЬТУРНОЕ НАСЛЕДИЕ

Апеллес энкауст — огненная живопись прошлого. — Вызов времени. — Поклонение кумирам и проза промышленности.

Пчелиный воск трудно поддается имитации. Химическая палитра, обусловливающая его свойства, слишком сложна и изменчива. Именно поэтому во многих сферах человеческой деятельности не удается обойтись без натурального продукта.

В древности из-за ограниченности пластических материалов значение воска было еще больше, и он являлся важным элементом общей вещественной культуры человека. Использовался воск в самых различных областях деятельности. В Древней Греции и Риме воском скрепляли отдельные изделия, обрабатывали нити тканей, приготовляли специальные дощечки для письма, изготовляли печати. Многие секреты технологии” связанных с воском, которые использовали древние народы и цивилизации, оказались, к сожалению, утерянными.

Такая участь постигла, в частности, энкаустические краски, которыми пользовались древние живописцы. Произведения, написанные этими красками, до сих пор сохраняют первозданную свежесть тонов. Знаменитые фаюмские портреты (из Египта) смотрятся так, словно они были написаны совсем недавно, а между тем миновали тысячелетия. Внутри египетских пирамид на красочных панно до сих пор по синему морю плывут ярко-желтые и зеленые лодки, исполненные энкаустическими красками. Хранит загадочное очарование и дыхание своего великого времени Венера Милосская. Она также покрыта лаком ганозис, родным братом энкаустических красок.

По оценкам исследователей энкаустики, человек владел ее секретами уже более пяти тысяч лет назад. Это была истинно огненная живопись. Под многими произведениями искусства и материальной культуры тех эпох можно прочесть надпись: “Апеллес энка-уст”— “Он вжег”. Древние мастера писали свои картины горячими восковыми красками, после чего оплавляли огнем для вечного закрепления. Воск лежал и в основе лака ганозис, которым, судя по записям Плиния (23—79), покрывали корабли греки. В свое время и Акрополь был обработан защитным восковым лаком ганозис.

Однако секрет этого лака утратили уже ко II веку нашей эры, а к XII — и рецепты приготовления энкаустических красок. Последствия для живописи оказались трагичными. Наступила эпоха Возрождения — невиданного взлета искусства, но над трудами великих живописцев нависла смертельная угроза: краски, лишенные эликсира вечной свежести, темнели, старели, безвозвратно утрачивая первоначально созданный мастером колорит. Сам Леонардо да Винчи, писавший, что “живопись — это немая поэзия”, способная донести свои конечные результаты через века грядущим поколениям, делал попытки восстановить секрет энкаустики, но оказался бессильным.

Удача пришла к советскому художнику Василию Вениаминовичу Хвостенко, который к 1935 году после многочисленных опытов сумел восстановить рецепт древних мастеров. Плата за открытие оказалась чрезмерно высокой: составляя рецептуру энкаустической красной киновари, художник отравился парами ртути и умер.

И все же живая нить энкаустики, сохранившая нетленными следы ушедших цивилизаций, властно звала в путь. По стопам В. В. Хвостенко пошла его дочь — тоже художник Татьяна Васильевна. Именно ей знаменитый Тур Хейердал впоследствии напишет письмо, где будут слова: “...вы затронули проблемы, до сих пор не изученные научными работниками и, безусловно, представляющие большой интерес в деле исследования и воссоздания прошлого человечества”.

Следы этой вечной живописи Татьяна Васильевна обнаружила в Причерноморье и Узбекистане, в других странах и частях света. Оказалось, что ею широко пользовались и древние мастера Южной Америки — Перу, Мексики, хранящего многие тайны острова Пасхи.

Откуда они добывали воск в Западном полушарии, лишенном медоносных пчел? Или использовали его аналог, имеющий примесь растительных смол и вырабатываемый безжальными “аборигенами” — мелипона-ми, или был другой заменитель? А может быть, привозили воск пока еще не установленными путями из стран Старого Света? Ответы на эти вопросы еще предстоит найти ученым.

Как всегда, одна загадка влечет за собой другую, и восстановить их еле прослеживающуюся связующую нить помогает пчелиный воск. Он надежно стоит на охране наиболее ценных памятников человеческой культуры, сберегая людям животворную связь поколений.

Недаром караваны судов из разных стран шли и шли ранее в Древнюю Русь, загружаясь щедрыми дарами обитавших в ее краях пчел — воском и медом, закрепляя устойчивым материалом первые созидательные шаги человеческой цивилизации.

Косвенно столкнулся с защитными свойствами продуктов на восковой основе и автор этих строк. В институт, где он работал (Институт биоорганической химии имени М. М. Шемякина АН СССР), пришли за советом и помощью работники одной научно-исследовательской лаборатории. Задача лаборатории состояла в поиске методов, надежно оберегающих ценные му-&ейные экспонаты, редкие коллекции семян, натуральных кож и других дорогих материалов на природной основе от всеядных жуков-кожеедов. Эти жуки включили в свое “меню” многие воплощенные в материал достижения нашей цивилизации, и необходимо было срочно изыскать средства, которые умерили бы их аппетит.

Несколько осведомленные о защитных силах пчелиной семьи, мои коллеги и я пришли к выводу, что наступление вредителей может приостановить вещество, содержащее целый набор “молекулярных воинов”, нацеленных на разномастных по происхождению и вкусовым пристрастиям жуков и других вредителей. Вещество это в химическом отношении было нами изучено весьма исчерпывающим образом. Речь идет о прополисе, основу которого, помимо пчелиного воска, составляют и защитные вещества, собираемые пчелами с почек таких древесных растений, как береза, тополь и осина. Почки этих видов, как правило, не подвергаются безжалостным наскокам жуков, родственных комнатным и амбарным кожеедам, и, следовательно, содержат для них чем-то неприятные и опасные соединения. Действительно, проведенные опыты показали, что ткани, пропитанные даже малоконцентрированным раствором прополиса, проявляют выраженное антифи-
дантное действие и отвращают жуков от потребления
материалов, имеющих более высокое назначение. Эти
опыты и послужили основой для разработки надежных
охранных рецептур от “кожеедной агрессии”

Создается впечатление, что пчелы вообще владеют ключами, позволяющими им противостоять различным
видам атак, которые шлют волны бегущего Времени.
Следует вспомнить и о чудодейственной охранной силе другого лака, до сих пор сберегающего нам непревзойденное звучание скрипок знаменитого итальянского мастера из Кремоны Антонио Страдивари (1644—1737). А ведь им тоже более трехсот лет! И этот мастер пользовался лаком, изготовленным на основе смол растений и пчелиного воска

А что сказать про основной пищевой продукт пчел — мед? И он мало подвластен времени: сосуды с медом, наряду с энкаустическими красками, обнаружены в древнеегипетских пирамидах. Какой бы другой известный нам вид законсервированной пищи смог бы устоять, не будучи замороженным, за миновавшие тысячелетия?

Следует упомянуть и про использование пчелиных продуктов в ритуальных действиях, особенно широко распространенных в прежнее время. На расплавленном воске, образующем при застывании неповторимые и причудливые узоры, любили гадать, на его основе готовили особые мази и благовония, мед добавляли в специальные культовые снадобья. Восковые свечи служили не только источником света в богатых домах. Источая тонкий аромат, они способствовали созданию особого уюта и настроения, уводя людей от забот повседневности. Этим его свойством издревле пользовались жрецы и служители культов. Жертвоприношения, распространенные в Древнем Египте, сопровождались Окуриванием, где всегда поджигались смеси, содержащие воск пчел. Вся обстановка христианского храма неотделима от запаха ладана и восковых свечей.

Расходы воска на эти цели в дореволюционной России были очень велики. Страна не обходилась собственным воском, хотя сборы его были значительными, и десятками тысяч пудов дозакупала его за рубежом.

Сейчас ситуация изменилась, но страйным образом: человек перестал поклоняться отвлеченным кумирам, а центром внимания сделал самого себя, и первое место среди потребителей воска заняла... косметическая промышленность, или служба красоты. Впитавший в себя аромат растений, отдавших улью спои лучшие дары — нектар, пыльцу и охранную смолу своих почек, воск оказался незаменимым* в кремах и мазях, накладываемых на лицо.

Воск для этих целей специально отбеливают. После такой обработки его вводят в состав всех холодных кремов, придавая им особый жемчужно-белый цвет, и также многих ценных видов помад, румян и т. д.

Близко с этим смыкается использование воска в медицине, в частности, в зубоврачебной практике.

Современная промышленность, требования которой к качеству материалов беспрерывно растут, готова использовать пчелиный воск на тысячи различных целей. Среди них можно упомянуть его применение для получения особо точных форм при литье металла, для изготовления изоляционных составов, особо ценных мастик, политур, кремов, в высокосортной полиграфии.

Задумываясь над тем, почему столь многообразны сферы применения пчелиного воска, поневоле обращаешь внимание на то, что температурный “коридор”, в котором протекает жизнь медоносной пчелы и человека, примерно один и тот же. Температура гнезда, где находятся сами пчелы, как правило, не опускается ниже 12—14 градусов тепла и не поднимается выше 35— 36 градусов.

f В жилище человека температура удерживается в | пределах 20 градусов. При ней воск еще достаточно тверд, но требуется повысить температуру лишь на , несколько градусов, чтобы он обрел податливость и принял придаваемую ему форму.

Воск удивительно сочетает мягкость и твердость, пластичность и хрупкость, он горит и в то же время прекрасно изолирует тепло, источает ароматические вещества и впитывает их. Обладая, казалось бы, одновременно противоположными свойствами, воск чудесным образом вписывается во все новые области человеческой деятельности и служит примером вещества, которое приемлет и кожа, и глаз, к обоняние человека. Он — истинный материал жизни, образец того вещества, которое еще предстоит создать нашим химикам и технологам.


ВРЕДИТЕЛИ ВОСКОВЫХ ПОСТРОЕК

“Ничто не вечно под луною”. — Химический патент восковой моли. — Наказание за небрежность.

Восковые соты миллионы лет надежно служат медоносным пчелам, являясь и домом, и складом пищевых продуктов, и колыбелью их личинок и куколок. В нашем понимании воск не относится к пище, ведь мы, впрочем, как и пчелы, не способны его усваивать. Однако воск как источник энергии даже превосходит по калорийности пищевые жиры. О его высокой энергоемкости говорит- нам пламя свечи, создаваемое окислением богатых химической энергией молекул воска.

Пчелы выделяют такое жироподобное вещество, которое сами не могут съесть, в довольно больших количествах. Летом семья пчел, весящая 5 килограммов, способна за 1—1,5 месяца выделить до килограмма воска. По метаболической нагрузке на семью это эквинавалентно накоплению человеком (с учетом его массы) примерно 14—15 килограммов жира в течение того же срока. Еще один случай удостовериться, сколь интенсивен обмен веществ у насекомых вообще и у медоносных пчел в частности!

По химическому строению основных компонентов воск и жировые вещества, накапливаемые в качестве запасного материала в клетках растений и животных, либо специальных тканях, достаточно близки. Главное различие состоит в “привязывающей” основе, которая удерживает длинные “хвосты” жирных кислот (а у воска и спиртов), формирующих энергетический скелет этих продуктов. У обычных жиров основа представлена остатком молекулы глицерина и его основные компоненты имеют общую формулу RCOOCH2— CH(OCOR)—CH2—OCOR, где R — остатки жирных кислот. Формула показывает, что в молекуле такого триглпцерида имеется три эфирные связи (—RCOO—).

Основные компоненты пчелиного воска — тоже эфи-ры жирных кислот, но они соединены лишь с одной молекулой спирта. И этот спирт — “жирный” с большим числом углеводородных СН2-звеньев. Общая формула восковых жиров —R—COO—ri, где R и ri — остатки соответственно жирной кислоты и спирта.

Это различие имеет принципиальное значение для химической судьбы обоих типов молекул. Компоненты запасного жира — триглицериды — довольно легко подвергаются “разборке” ферментами с последующим окислением и образованием нужных организму веществ и энергии. С веществами воска дело обстоит несколько сложнее.

“Зацепочная” точка для прикрепления к молекуле | фермента-разборщика в эфирах воска (связь —СОО—) прикрыта, или, как говорят химики, экранирована двумя подвижными и длинными ветвями углеродистых це- | пей от спиртового и кислотного остатка (R и ri), no- | этому те ферменты, которые легко “атакуют” и окисляют растительные или животные жиры, ничего но могут сделать с компонентами пчелиного воска.

Казалось бы, ничто не угрожает воску и его изделиям со стороны живых существ. И все же и пчелам, и пчеловоду приходится быть начеку: в природе, где все съедается и потребляется, нашелся-таки организм, который сумел подобрать “ключи” и к трудно уязвимому воску. Это восковая моль — небольшая серая бабочка семейства огневок. Гусеница восковой моли вырабатывает ферменты, способные расщеплять и утилизовать основное содержимое воска. Эффективность этих процессов очень высока. Восковая моль способна в считанные дни превратить в неопрятную переплетенную паутиной труху любое гнездо пчел или склад рамок, оставленных без присмотра в теплое время года.

Огромна репродуцирующая способность бабочки моли: одна самка за две недели может отложить несколько тысяч яиц. Армия вылупившихся гусениц, если ничто им не помешает, уничтожит в кратчайший срок не одно гнездо пчел и целые склады рамок.

Восковая моль, у которой различают две формы — большую и малую, — истинный бич пчеловодства в теплых странах. Гнездо, покинутое пчелами (зачастую не без содействия моли), быстро исчезает вовсе. Только в свежевыстроенном гнезде, где соты еще не содержат белковых загрязнений, аминокислоты которых необходимы гусеницам для создания их собственных ферментов и мышц довольно-таки подвижного тела, бабочкам моли и ее прожорливому потомству нет большой поживы. “Молевая угроза” — одна из причин, заставляющих пчел в тропических районах часто менять свои гнезда.

Вредитель восковых сотов стал очень досаждать п пчеловодам пасек, размещаемых в теплицах, где в малых масштабах воссоздаются условия жизни южных пчел.

В более холодных странах сама моль и ее яйца гибнут уже при первых небольших морозах, что указывает на южные “корни” происхождения этого вредителя, а заодно — и самих пчел. Шанс ей уцелеть зимой — лишь забраться куда-либо поближе к теплому клубу зимующих насекомых.

Моль чаще всего хоронится в складках верхнего утепления, где задерживается тепло дышащего населения улья. Есть у моли и “генетическое приспособление”: ее яички наклевываются в личинки далеко не единовременно. Если пчеловод вынет осенью из улья медовые рамки и, внеся их в дом, забудет вновь просмотреть через 1—2 месяца, то его медовый запас может сильно уменьшиться: соты начнут подтекать, изъеденные как будто невесть откуда взявшимися гусеницами моли. На самом же деле все объясняется просто: выклюнулись личинки из “стратегического запаса” вида — яиц, которым было “предназначено” пережить долгую зиму или другое неблагоприятное время.

Летом у пчел идет беспрерывная война с молью. Маленькие работницы постоянно “патрулируют” необ-сшкиваемые ими соты, которые могут оказаться в просторных старых гнездах, и немедленно выбрасывают любую появившуюся на свет личинку. Лишь брошенные гнезда да оставленные небрежным пчеловодом соты — обильная пожива для вездесущей моли.

Уникальная способность восковой моли — расщеплять и усваивать эфиры воска и другие его “неудобоваримые” компоненты заинтересовала ученых, которые стремятся выделить из тела гусеницы ферменты, ответственные за расщепление этих веществ. Цель исследований — найти новое средство для борьбы с туберкулезной палочкой, которая имеет плотную воскообразную оболочку, трудно преодолимую для большинства лекарств и антител человека. Так, враг, вредитель может неожиданно подсказать верный ход в борьбе с Для самих же пчел неизвестно, что лучше: неунич-
тожь моль их старые гнезда или гнезда больных, слабых семей, они стали бы пристанищем других, быть
может, еще более стойких и опасных вредителей, и извечный цикл и ответ на вопрос “кто кого ест?” об
рос бы именами многих участников. Образовались вновь две извечно враждующие “ противоборствующие

- стороны: виды-производители, или “созидатели”, и их антиподы — “разрушители”, возвращающие “кирпичики” жизни — те или иные соединения — в новые фазы обновляющейся природы.

Разрушают соты не только гусеницы моли, но и другие организмы, например мыши. Если для моли соты — единственная пища и без них насекомое жить не может, то для мышей пчелиные гнезда не являются экологической нишей и появление в улье длиннохвостых пришельцев совершенно “противозаконно”. Пчелы, когда активность семьи не подавлена внешним холодом, безжалостны к мышам. Зажаливши вторженца насмерть, они не жалеют толстого слоя прополиса и замуровывают его так, чтобы ни одна молекула мышиных испарений не проникла в их гнезда.

Пчелы не переносят запаха мышей. И все же каждый год с наступлением морозов грызуны дерзают найти свое “счастье” в ульях.

Сам автор этих строк, почти три с половиной десятилетия пытающийся каждое лето склонить колеблющиеся чаши весов природы в сторону процветания собственных подопечных — семей пчел — и их обильных взятков, не раз бывал наказан за свои ошибки этими грызунами.


Коченеющая уже при 10 градусах тепла стража улья с каждым новым осенним днем все дальше отступает в глубины гнезда, пока, наконец, после очередных схваченных инеем морозных ночей и пепро-гретых солнцем дней не покидает охраняемую зону, присоединившись к теплому уютному клубу семьи.

Если бы семье не докучали излишними осмотрами, всяческими перетрясками и переформированиями, не пересаживали бы ее в другие, “более совершенные ульи” и пчеловод не выскребал бы все наросты прополиса, максимально увеличивая свой доход, а затем, собрав и мед, не забывал бы надеть на леток специальный заградитель, то семье нечего было бы опасаться визита юрких четвероногих.

Леток такой “незамученной” человеческой активностью семьи бывает настолько сужен толстыми перемычками прополиса, что мышам трудно проделать себе удобный лаз, их острые зубы вязнут в этом веществе, и они предпочитают искать пищу и приют в другом месте.

Однако современному пчеловоду почему-то трудно удержаться от соблазна внести “коренные улучшения” в приемы содержания пчел, и зимние визиты мышей одними из первых подвергают испытанию на качество техническую сторону этих усовершенствований.

Улей, стоящий близко к земле, мышь “штурмует” через леток, но, не одолев его, может прогрызть подопревшую стенку сбоку. Если на летках нет специальных заградителей, она влезет через летковую щель. В улей, поставленный на зимовку в омшаник или утепленное помещение и не защищенный с потолка сеткой либо плотной крышкой, мыши проникают сверху.

Зимой грызуны находят в ульях самые благоприятные условия: там тепло, умеренно сухо, из утепления можно устроить уютные гнезда на зависть соплеменницам, вынужденным обходиться холодными земельными норками. Пищи в достатке: можно поедать падающих и застывающих на дне улья пчел. Мыши не усваивают воск сотов, но в сотах встречается очень желанный для них корм — пыльца растений, богатая белком и витаминами. Утрамбованная и сдобренная медом, она хранится разноцветными ароматными столбиками в тех же сотах. В поисках перги и меда мыши не только сильно изгрызают соты, но и разрушают свежевыстроенпыо белые соты, заведомо для них бесполезные.

К моменту весеннего освобождения пчел от многомесячного затворничества улей, подвергшийся нападу или вселению мышей, представляет собой печальное зрелище. Большинство семей вообще погибают, обеспокоенные возней и запахом мышиной пары и ее потомства.

Наиболее сильные семьи могут и выжить, но во что превратится их прежде изящное строение! Полведра восковой трухи, перемешанной с остатками утепления, мышиной шерстью, их калом, обглоданными трупиками пчел, придется удалить пчеловоду, чтобы дать семье шанс восстановить свои порядки.

Мыши забираются не только в ульи, где пережидают зиму и размножаются, но и в склад инвентаря. Они могут лишить пчеловода всего его воскового запаса, если проникнут в хранилище сотовых рамок.

С мышами и у пчеловода, и у пчел идет вечная и бескомпромиссная война. Жалобы же отдельных пчеловодов на ущерб, наносимый пасеке мышами, не делают ям чести: предотвратить разрушительные рейды грызунов вполне по силам грамотному и своевременно заботящемуся о своих пчелах хозяину.

ЗИМНЯЯ УПАКОВКА ПЧЕЛИНОГО РОЯ

Просчет начинающего пчеловода. — Куда “плыть” пчелиному клубу? — Ошибка службы информации. — Почему молчит центр? — Пчеловод в роли капитана. Рассказывая о воске, его свойствах и опасностях, подстерегающих восковые постройки улья, нельзя не упомянуть еще об одной важной функции сотов, ведь они помогают пчелам противостоять зимним холодам.

Начинающий пчеловод, оставляя своих подопечных зимовать на летних стоянках, обычно очень их жалеет. Он тщательно укутывает ульи ватой, паклей, мхом, предельно сужает летки, конопатит каждую трещину. Весной же бывает совершенно обескуражен, вскрыв безжизненное гнездо, все в подтеках влаги и пятнах плесени.

Пчелам такая заботливость пчеловода, оказывается, вовсе не нужна. Более того, именно она зачастую ведет семью к гибели. У зимующих пчел совсем иной принцип защиты от холода, чем у человека. Будучи холоднокровными животными, они крайне экономно расходуют энергию, вырабатываемую в их теле. Обогревать зимой все внутреннее пространство улья, как поступает человек в своем жилище, — непозволительная, да и ненужная роскошь для семьи. У пчел очень жесткий лимит расходования корма: около 0,5 грамма меда на каждую особь на всю зиму. Превышение его грозит опасным переполнением неусвоенными остатками толстой кишки и болезнями.

Пчелы, когда температура внешнего воздуха понизится ниже 10—12 градусов, теряют активность, сжимаются в плотный клуб, заползая в пустые ячейки сотов и пространство между рамками, то есть оказываются в ситуации, которую еще 300 лет тому назад остроумно проанализировал Иоганн Кеплер. Действительно, заполнив все ячейки и свободные места между соседними сотами, пчелы как бы упаковываются в гигантскую кристаллическую решетку, правда, общий вид такого “кристалла” имеет сферические очертания. Одно из свойств подобного рода пространственной упаковки, как мы уже видели на примере молекул, — максимальная защищенность заключенного в нее вещества от воздействий агрессивной внешней среды.

Однако аналогия здесь очень относительная: внутри живая кристаллоподобная структура разрыхлена, в ней всегда сохраняется зона с повышенной (около 25 градусов) температурой, и лишь в самом центре ее есть участок с еще более высокой — в пределах 35 градусов, то есть летней температурой.

Этот тепловой центр зимующего- клуба имеет совершенно особое значение в жизни семьи. Причем другой ее “центр” — генетический (матка) совершенно но обязательно совпадает с первым. Матка может находиться в течение всей зимовки как в прогретой зоне, так и в некотором отдалении от нее, однако ближе к окончанию пассивного зимнего периода матка всегда оказывается в наиболее прогретой зоне.

Пчелы зимующего клуба понемногу выедают близлежащие ячейки с кормом. Пустота ячеек вынуждает насекомых смещаться в сторону следующего ряда медового пояса. Таким образом, клуб зимующих пчел представляет собой подвижное сплюснутое в ту или иную сторону шарообразное тело, которое медленно скользит по медовым сотам по мере того, как они освобождаются, от летних запасов.

Для успеха зимовки необходима правильная организация внутриульевого пространства, чтобы “скольжение” шло в направлении наибольших складов меда. Немаловажное значение имеет также система отвода выдыхаемых пчелами паров воды и, разумеется, защита улья от чрезмерного переохлаждения.

Из-за неправильного расположения медовых запасов клуб пчел, всегда перемещающийся в сторону теплого места, может сместиться в безмедную часть улья и погибнуть от холода, хотя*в другом конце гнезда и находилась целая кладовая меда.

Такая гибель, к сожалению, нередко случается на наших северных пасеках, но именно она представляется особенно странной.

Почему семья пчел зимой может делать такие роковые ошибки? Ведь если в ней действительно кончаются запасы, но как-то удается “дотянуть” до первого весеннего тепла, проблема с поиском резерва немедлеп-

но отпадает: пчелы не только обнаружат медовый сот у себя в гнезде, но и проявят поразительную активность вне улья, выискивая любой спасительный источник сладкого.

Оповещение происходит практически мгновенно, и вот уже пчелы-фуражиры с завидной прилежностью нагружают себя тяжелыми ношами, заполняя кормом близлежащие к месту расположения клуба ячейки сотов. Зимой же семья порой “тупо” движется навстречу своей гибели, оставляя в противоположной стороне улья спасительный медовый остров. В этом есть что-то пугающее, как будто бы “интеллект” семьи временно покидает ее.

И это близко к истине. Зимой семья вынуждена жить как бы в полусне, используя “холод против холода” и “примораживая” с его помощью многие важнейшие функции, но оставляет включенным тот стереотип поведения, который позволяет ей выжить при минимальных затратах корма. Что же касается ее “интеллекта”, или способности принимать и перерабатывать информацию, сообразуясь с видовыми программами, то он “свернут” практически до нуля.

Небольшой блуждающий очаг с повышенной температурой, где пчелы сохраняют активность, своеобразная “главная ставка”, не питается оперативной информацией, поступающей с периферии. Семья как бы распадается на множество автономных центров, где каждый — отдельная особь. Тем не менее, единство сохраняется под действием безусловного регулятора — тепла. Добыть же тепло в нужном количестве пчела не может в одиночку. И эта полная зависимость от других в обеспечении жизнеспасительным теплом и обусловливает стройную логику ее поведения в морозное время.

Почему же в таком случае возникают ошибки? Ведь вся активность семьи летом так или иначе направлена на подготовку к успешному одолению самого трудного периода для семьи — зимовки. Именно плоды этой заботлнвости попадают к нам па стол в виде ячеистых коврижек пчелиных сотов с медом и “хлебиной” — пергой. Неужто в семье возможны такие стратегические просчеты?

К сожалению, здесь, как и в случае многих других природных бедствий, приходится вспомнить человека, помогающего ошибаться природе, после чего он винит свои же жертвы в недостатке сообразительности.

Изобретя для собственного удобства улей, позволяющий ему, как заметил французский исследователь Реми Шовен, “вернее эксплуатировать пчел”, человек был вынужден взять на себя и роль... капитана зимнего плавания пчелиного клуба! Это.т новоиспеченный капитан, однако, то и дело разбивает медовый корабль пчелы о льдистые скалы зимовки.

Если мы обратимся к прежним рекомендациям, которые давались пчеловодам, еще не перешедшим на разборные ульи, и сравним с теперешними, то увидим большую разницу. Для успешного перезимовывают семьи в дуплянке, колоде и других естественно устроенных жилищах считалось достаточным меда 30—35 фунтов, или примерно 12—14 килограммов*. Сейчас это количество практически удвоено. И дело не только в том, что современный пчеловод окончательно осознал: большие запасы корма — величайшее благо для семьи, но и в том, что зимовка в естественно организованном медовом ложе надежнее.

Обычное жилище наших северных пчел, у которых особенно много забот с зимовкой, — дупло — всегда было удлиненным. Свои медовые запасы пчелы складывали только в верхней части гнезда, и зимой, когда клуб всей своей массой двигался снизу вверх, основные скопления корма оказывались иа его пути. Хотя и не-

* См., в частности, в книге одного из основателей русского рационального пчеловодства А. М. Бутлерова “Пчела, ее Жизнь и главные правила толкового пчеловоде п;а>, СПб, 1887.

значительное выделяемое семьей тепло также сочилось вверх, ведя за собой медленно смещающихся пчел и прогревая контактирующие с надвигающимся валом насекомых ряды медовых ячеек. Все это надежно гарантировало бесперебойное снабжение кормом.

Таким образом, “интеллект” семьи на зимний период словно бы отпечатывался в максимально “продуманном” механизме, алгоритмах, учитывающих все тонкости и опасности в периоды, когда семья уже не будет в состоянии оперативно корректировать свои действия. Не так ли работает и “умная машина”, в которой запечатлены знания и воля создавшего ее человека?

Об особенностях летнего поведения пчел, к сожалению для них, прекрасно осведомлен современный пчеловод. К концу медосбора он уверенно вскрывает верхнюю часть улья и находит там то, что искал — медовые запасы. Здесь уже на “летний интеллект” семьи накладывается воля и интеллект взявшего над ней опеку человека. Судьба запаса приобретает проблематичный характер: пчеловод не обнаруживает в себе желания оставлять слишком много продукции тем, кто ее изготовил. Если даже владелец пчел и преодолеет соблазн отобрать чрезмерно большую долю меда, он несет полную ответственность за дезорганизацию кормовых запасов. Теперь ему придется самому формировать зимнее ложе семьи.

Это проще и надежнее сделать в вертикальном улье, схожем с естественным жилищем пчел, и труднее — в продольном, или лежаке. Выручает наблюдение: если каждая рамка стандартных по ширине размеров, оставляемая в гнезде, будет иметь не менее 2 килограммов меда, то в любом месте при смещении клуба пчелы найдут себе достаточно корма на все зимнее время. Расчет основан на том, что в каждой улочке — пространстве между рамками — находится около 3 тысяч пчел, которые могут съесть за зиму лишь 1,5—2 килограмма меда (3000X0,5).

ТРОЙСТВЕННЫЕ УРАВНЕНИЯ ЗИМУЮЩЕЙ СЕМЬИ

Удивление жителей деревни Комаров-ки. — “Сухая” и “мокрая” печатка меда. — Эффект зимовки на воле.

Как бы то ни было, зима выводит пчеловоду объективную оценку за уровень его стратегического я оперативного искусства. Пока эти оценки еще далеки от наивысших. Известный американский исследователь К. Фаррар писал, что только пчеловодство с его громадной репродуцирующей способностью может преодолевать такие потери, наносимые зимовкой, которые не вынесли- бы любые другие области животноводства (гибель 10 и более процентов наличного состава), правда, экономический ущерб от этого не становится меньшим.

Предоставленная сама себе семья, находящаяся в сравнительно благоприятных условиях по сбору корма, может до минимума свернуть службу информации на время зимних холодов и благополучно в своем “пчелином полусне” -миновать самое тяжелое для себя время. Пчеловоду же, состязающемуся за качество зимовки с вольноживущими пчелами, приходится со всей тщательностью осваивать роль кормчего многомесячного зимнего плавания пчелиной ладьи по застывшим от мороза медовым сотам.

И у меня, несмотря на немалый стаж пчеловодной практики, начатой с 10-летнего возраста, почти каждый год одна-две семьи не одолевают с моей квалифицированной “помощью” полугодовое испытание холодом.

Правда, семьи зимуют на местах своих летних стоянок, подвластные всем превратностям становящейся с каждым годом вс"е более неустойчивой и малопредсказуемой погоды. Но дело не только в холоде mm n не менее опасных “сиротских” зимах. Анализ причин потерь показывает, что они почти всегда оказываются так или иначе связанными с конструктивными осооен-ностями современного улья.

Хотя пчеловоды и заметили, что пчелы лучше зимуют в вертикальных, так называемых многокорпусных ульях, более других приближающихся к естественному жилищу, но от неудач в зимовке не гарантируют и они: движущийся клуб пчел в этих случаях может разбиться, как корабль на рифах, достигнув просветов и пропусков между рамками, сгруппированными в разных корпусах. Действительно, семья, которая хорошо подготовлена к зпме, должна размещаться как минимум в двух стандартных корпусах, каждый из которых вмещает по 10 рамок. А что это значит? Если клуб пчел с осени расположился (“сел”) в нижней части улья, а ход зимовки сложился так, что в семье рано началось выращивание расплода, то пчелы, создав возле своих “колыбелек” очаг высокой температуры, уже не покинут их и не смогут одолеть безмедовый просвет между нижним и верхним корпусами, который равен примерно 3 сантиметрам. Сплошь и рядом гибнут семьи, оказавшиеся в таком положении, хотя верхний (или, наоборот, нижний) корпус при этом бывает полон меда.

Американские пчеловоды, разводящие у себя пчел ю/кного происхождения — итальянских, которые как раз склонны к такому раннему возобновлению яйцекладки маток, выработали по рекомендации уже упоминавшегося К. Фаррара для предотвращения зимних потерь вовсе невиданную операцию. Они делают контрольный просмотр зимующих на воле семей в... середине зимы, несмотря на порой 15—20-градусные морозы! Смысл работы, ведущейся быстро, заключается в перестановке ряда центральных рамок гнезда, где сформировалась зона расплода, в верхний медовый корпус, из центра которого предварительно удаляют 2—4 сота. После такой операции часть клуба, семья, окруженная со всех сторон толстым медовым ложем, благополучно дозимовывает до весны.

Решившись в одну из тревожных зим на такую операцию со своими пчелами, я привлек внимание всех деревенских пчеловодов. Действительно, было чему дивиться: при морозе более 25 градусов пчелиные семьи подверглись хотя и быстрой, но основательной разборке.

Решительные действия вызвала не только необходимость в коррекции медового ложа, но и в изгнании... мышей, сумевших пробуравить ходы в 30-миллиметровых досках улья, оказавшегося вблизи земли (вина пчеловода — ульи надо ставить выше). Несколько десятков насекомых, неосторожно взлетевших по направлению к экспериментатору, быстро превратились в чернеющие точки на белоснежной скатерти наметанных вокруг ульев сугробов. Основная же часть семьи благоразумно держалась кучкой и после ревизии воссоединилась в одно целое, благодаря чему и дожила без потерь до весеннего тепла и вольницы.

Русские пасечники, хорошо изучив характер своей “матушки-зимы”, все же склонялись к проведению зимовки пчел в специально приспособленных помещениях — зимовниках, или, как их ранее называли, омшаниках. Обычно зимовники делали заглубленными в землю, вследствие чего в них удерживалась положительная температура (1—4 градуса). В этих условиях в гнездах не конденсировалась льдистая влага, а главное, был несколько активнее “интеллект” семьи, или служба информации; более высокая температура внутри улья создавала возможность оперативного оповещения одних пчел другими о складывающейся ситуации с медовыми запасами и даже — рейдами за ними, если клуб уже “сел” на “якорь” образовавшегося очага расплода.

В такой улей опаснее было вторгаться и мышам. Сильная семья уже могла постоять за себя, зажалив животное, не отличающееся уважением к чужим границам.

В омшаниках (зимовниках) облегчено решение и другой важной проблемы зимовки: Сведения к минимуму -теилопотерь и расхода корма. Хотя семья способна выдерживать очень сильные морозы, доходящие до минус 45 градусов, зимовка на воле, безусловно, связана с повышенным расходом корма, увеличением физиологической нагрузки на организм пчелы и, следовательно, большим риском. В конечном счете, она требует более высокой квалификации пчеловода.

Конструкция плавающего пчелиного клуба, маршруты его движения и схема поведения по оптимальному учету всего комплекса требований чем-то напоминают нам идеальное “решение” пчелами задачи о наилучшей форме ячейки и ее компоновке в двусторонний сот.

В самом деле, отдельная пчела коченеет уже при плюс 8—10 градусах, зимующий же клуб ничем не укутан и не покрыт и, следовательно, есть пчелы, которые долишы находиться в зоне гораздо более низких температур. Как этому наружному слою, который окружен воздухом, охлажденным на несколько десятков градусов ниже 0, удается выжить? Задача, хотя и с обратным знаком, прямо-таки сродни тайне болгарских огнеходцев (нестинары), способных ходить босиком без вреда для себя по раскаленным углям.

Правда, у специально подготовленных людей контакт с материалом, резко отличающимся по температуре от тела, короток. Пчелиный же клуб может неделями и месяцами висеть, можно сказать “голым”, без вреда для себя в столь охлажденной среде.

Анализ теплопотерь зимующего клуба указал на интересные детали. До 2/з потерь связаны с излучением, значительно меньше тепла теряется в результате теплопроводности, то есть при его отводе через окружающий клуб воздух и прилегающие к нему материалы утепления. Вот эти два потока дышащего теплом клуба и обогревают пчел “прифронтовой зоны”. Холод словно бы висит в некотором отдалении от живых пчел, не в силах преодолеть охранный коридор спасения.

И еще есть путь, по которому тепло уходит от клуба. Хотя он регулируемый, но его шлюзы порой могут оказать решающее воздействие на ход зимовки. Это конвекция, активное перемешивание теплых и холодных слоев вследствие их разной плотности. Доля ее в общих потерях тепла становится большой при неумело устроенной вентиляции и расположении пасеки в месте, не защищенном от ветров.

Вот в этих “трех соснах” потерь и путается начинающий пчеловод, преисполненный заботы о своих подопечных. Он тщательно убирает с крдев гнезда пустые, не обсиживаемые пчелами рамки. Эти боковые рамки почти всегда белые, что имеет важное значение. Темные соты сконцентрированы в середине гнезда, они потемнели от вывода в них личинок и, хотя стали менее красивы на вид, обрели очень важное свойство — стали лучше адсорбировать тепло, выделяемое плотно обсиживающими их пчелами. Убрав пустые рамки сбоку гнезда, пчеловод вместо них пододвигает вплотную к клубу утеплительный материал — подушки из ваты, пакли, мха, соломенные маты и т. д.

Все эти действия пчеловода при холодной зимовке на воле ставят пчел в трудное положение. Белые пустые соты крайних рамок уменьшали потери тепла по его главному каналу — через излучение: черное тело максимально адсорбирует тепло, но и максимально отдает его и, наоборот, белая поверхность меньше получает тепла и меньше его расходует.

С этим, вероятно, связана и выработанная у северных пчел способность закрывать созревший мед “сухой” печаткой, то есть так пристраивать восковую крышечку забруса над ячейкой с медом, чтобы сохранить небольшое пустое пространство между ней и содержимым ячейки. Полностью запечатанный таким путем мед удивительно красив, он весь белеет, поскольку крышечки делаются из свежевыделенного воска. Так отбеливается поверхность даже старых темных сотов.

Южным пчелам свойственна “мокрая” печатка меда. Восковая крышечка у них наращивается вплотную к столбику меда в ячейке, весь сот в этом случае выглядит как бы слегка подмоченным, объясняя название, данное этому виду упаковки (“мокрая” печатка, в отличие от “сухой” северных пчел).

Нетрудно во всем этом усмотреть и отражение целесообразности, повсюду свойственной столь оптимизированному сообществу. Белизна сотов северных пчел под стать белоснежному нательному белью человека уменьшает потери на излучение, повышая шанс на преодоление препятствий, воздвигаемых уж слишком серьезной экзаменаторшей — нашей зимой. Внутри же медового ложа кстати оказывается, наоборот, темный сот.

Итак, пчеловод, затемнив гнездо путем манипуляций с крайними рамками, придвинул к дышащему не только теплом, но и влагой клубу пчел пористый утеплительный материал. К чему это привело? Утеплитель быстро пропитывается парами влаги, которая конденсируется в нем, поскольку внешняя сторона холрднее внутренней. Теплопроводность воздуха, сосредоточенного вблизи клуба, от насыщения его парами воды резко возрастает. Чтобы скомпенсировать теплопотери, пчелы начинают потреблять больше меда и, естественно, больше выделять паров воды. Избыток этой влаги, которую уже не может вобрать утеплитель, смерзается, возникает наледь, создавая настоящую морозильную камеру внутри самого улья.

Таким образом, пчеловод, борясь с морозом, свил ему удобное гнездо в непосредственной близости от застывших в недвижности своих питомцев. Специальные заботы по сбережению тепла достигли обратного результата.

Спасти такой переутепленный улей может лишь усиленная вентиляция, отводящая избыток выдыхаемых пчелами паров воды. Однако усиление вентиляции, убирая одно зло — избыточную влагу, вскармливает другое — увеличивает потери на упоминавшуюся нами конвекцию. Потери тепла могут быть очень большими, если в улье возможны сквозняки и он сам подвергается действию ветров.

В итоге важным оказывается не утепление как таковое, а защита клуба от сквозняков и ветра, поэтому при прочих равных условиях тщательно закутанный, но с хорошей вентиляцией улей, может оказаться в лучшем положении, чем неутепленный, если последний открыт ветру и в нем простор сквозным потокам.

Вот такие “тройственные” уравнения и приходится каждый год решать пчелам и их владельцам перед лицом беспристрастного судьи — нашей белоснежной и строгой красавицы-зимы. Пчелы в естественных условиях без вмешательства в их жизнь человека обычно прекрасно “решают” эти уравнения и зимуют в своих никем не утепляемых гнездах с самым минимальным расходом кормов и потерями в “живой силе”.

Несмотря на опасности, зимовка пчел на воле в созданных человеком рамочных ульях манит пчеловода надеждами на особое укрепление силы семей. Опытные пчеловоды знают, что семьи, успешно пережившие все превратности очередной зимы, каждый раз обнаруживающей новые грани своего “характера”, оказываются более прилежными и работоспособными, чем “изнежившиеся” в теплых омшаниках, и в итоге с лихвой компенсируют зимний перерасход меда. Возможно, и здесь сказываются еще плохо нами изученные эффекты накопления информации со.мьеп пчел и в результате ее более четкое вписывание в биоритмы окружающей среды.

ВЫБОР ЖИЛИЩА

Удача стареющего дерева. — “Рассказы” танцовщиц и “размышления” под сенью листьев. — Плюсы и минусы естественного роения.

Есть еще один, критический момент в жизни пчелиной семьи, который во многом определяет ее бу-дущность. Речь идет о выборе нового жилища в период роения. Хотя пчелы могут заново отстроить свое сотовое хозяйство, общая форма гнезда, его вместимость и механическая прочность, дающая защиту от непогоды и вредителей, не подвластны их искусству, и рой ищет уже готовую полость для основания своего ячеистого “града”.

Для пчел более благоприятно вытянутое вверх гнездо, которое облегчает им зимнее передвижение за съе-даемым постепенно медом в сторону более теплой и обильной запасами зоны — верхних сотов. Если есть выбор, пчелы всегда предпочтут дупла толстых деревь-ев, причем не погибших, а живых. Это гарантирует пчелам долгожительство, а открытую “рану” растения— дупло — они “подлечат”, обмуровав ее изнутри прополисом и тщательно удалив весь мусор — корм для всяких грибов, древоточцев и короедов.

Живое дерево облегчает пчелам существование в зимнее время, активно адсорбируя избыточную влагу через стенки дупла. Такое сожительство оказывается исключительно выгодным дереву еще и по другой, неожиданно выявленной причине. Семья пчел потребляет до 100 килограммов в год углеводистой и 20—25 килограммов белковой пищи. Как подсчитал сотрудник ВНИИ пчеловодства А. И. Гареев, при переваривании ее пчелами образуется до 20 килограммов кадовых масс. В большинстве случаев пчелы сбрасывают их недалеко от улья, практически в пределах корневой системы большого дерева. Не это ли одна из причин, почему вокруг пасеки формируется столь процветающий биоценоз? Пчелы не только опыляют растущие рядом цветковые растения, но и удобряют под ними почву, возвращая растениям часть органического вещества, а также минеральных солей, собранных с нектаром и пыльцой на гораздо большей территории. Здесь работницы улья в малом масштабе осуществляют тот перенос вещества, который впоследствии станет характернейшей чертой деятельности человека.

Так взаимовыгодно замыкается цепь химических отношений между пчелами и соседствующими с ними растениями, одно из которых дает им приют в недрах собственного тела.

Семья, где “вызревает” рой, еще задолго до его выхода начинает попеки нового жилища. Пчелы-разведчицы, отряженные для этой цели, обнаружив подходящее место, немедленно устанавливают там стражу и “организуют” рабочую группу, которая начинает заниматься посильной очисткой будущего жилища.

Когда рой, наконец, покинет материнское гнездо, он не сразу улетит с пасеки, а покрутившись гудящим темным облаком над ее территорией, привьется свисающей гроздью где-либо на суку дерева, если, конечно, не угодит в заблаговременно поставленную пчелоедом роевню.

.До двух часов, а порой и значительно дольше, рой “решает.”, куда ему лететь. Проблем не возникает, когда разведчицы обнаружат лишь одну подходящую . для пчелиного жилья “квартиру”: повисев положенные 1,5—2 часа на ветви, рой снимается с места и спешит занять найденное жилье. Если разведчицы, несмотря на все старания, не обнаружат ничего достойного внимания, рой может отложить свой вылет до следующего Дня, заночевав под открытым небом в таком подвешенном состоянии. Если “разведслужба” и на следующий день не добьется успеха, значит, жилищные ресурсы местности на “нуле” и рою следует “откочевать” в соседний район, что он и делает. Пролетев определенное расстояние, рой вновь повисает плотной гроздью на какой-либо ветке кустарника, дерева или просто высокой траве, бурьяне, предоставляя разведчицам оценить новую территорию. В степной местности “сбежавшему” с пасеки рою “везет” редко, и он в поисках жилища превращается, как говорят пчеловоды, в “бродячий рой”. Запасы меда, взятые с собой при вылете из-материнского улья, вскоре кончаются, и рою на его временных стоянках приходится отряжать в поле не только разведчиц, пытающихся найти постоянную крышу над головой, но и обычных фуражиров для пополнения походного медового запаса. Знающие беды степных роев пчеловоды-любители порой идут им навстречу, но не в ущерб своим интересам: они выставляют на привлекательных для разведчиц местах (на высоких деревьях, вблизи чердачных перекрытий домов и т. д.) специальные ульи-ловушки в надежде вновь одомаш> нить заблудшие пчелиные семейства.

Проблемы совсем иного рода возникают в более “обустроенной” для пчел лесной и лесостепной местности. Здесь пчелы-разведчицы могут отличиться, сразу обнаружив несколько вполне приличных “квартир”. Как быть в таком случае? Разделиться соответственно полученным от разведчиц “ордерам” и малыми группами занять каждую? Но такие действия не свойственны медоносным пчелам, тяготеющим к коллективной жизни. Есть и еще одна “деталь”: в обычном рое — лишь одна матка, поэтому исключено образование нескольких жизнеспособных групп. Правда, в рое может оказаться и несколько маток. Это случается с повторными роями — “втораками” и “третьяками”, а также со свалочными роями, возникающими в период так называемой роевой горячки, когда на всей пасеке резко обостряется инстинкт размножения. Рои одновременно выходят из нескольких ульев и, влекомые неодолимым 134 .

коллективизмом, прививаясь вместе, стягиваются в гигантские гроздья. Образуется свалочный рой с несколькими матками. Несмотря на избыточную “живую силу” и наличие нескольких “глав” семейств, свалочный рой тоже предпочитает сохранять единство и долгое время “размышляет” о будущем маршруте. Имея несколько-“адресов”, рой будет висеть до тех пор, пока в нем не сформируется единое “мнение” о наилучшем варианте.

Как это происходит?

.Каждая пчела-разведчица ведет свой поиск в одиночку. Обнаружив подходящую для устройства гнезда полость, она спешит к рою передать полученные ею сведения. Соплеменницы, терпеливо висящие темной конусообразной гроздью под сенью зеленого дерева, с большим вниманием воспринимают передаваемую им информацию, читая “язык” ее... вихревого танца. О нем мы уже писали, когда рассказывали, как разведчицы ориентируют других сборщиц на найденный источник пищи. Ситуация здесь похожая, но объект поиска иной.

Итак, в “танце-рассказе” удачливой разведчицы точно указывается направление и расстояние до заслуживающего внимания места. Те пчелы, которых беспокоит будущее зародившейся семьи, получив “адрес”, желают убедиться в качестве жилища сами и Немедленно отправляются по указанному маршруту. В другом секторе повисшей роевой грозди пчелы могут “вниг мать рассказу” очередной разведчицы, на языке танца “расхваливающей” найденный ею дом.

И вот пчелы, увлекаемые “рассказами” первооткры-вательниц, то и дело отправляются на “дообследование” предлагаемых вариантов, поскольку любой рассказ, как бы он ни был выразителен, может передать лишь часть конкретных деталей, А именно они-то и определяют качество “коробки” для гнезда. Требования к нему у пчел многообразны. Гнездо должно находиться на хорошо проветриваемом месте, но не на сквозняке, умеренно освещаться солнцем, располагаться повыше от земли и не иметь неприятных запахов. Для пчел желательно, чтобы поблизости был источник воды, а будущий пчелиный дом размещался бы в стороне от крупных муравейников и других докучающих соседств, а в наш индустриальный век, возможно, подальше и от крупных промышленных предприятий.

И все это бездомной семье необходимо учесть и поскорее сделать свой выбор. Выручает пчел их “общественная психология”: у танцующих разведчиц нет “сверхубежденности” в том, что найденное ими место — наилучшее, они легко могут плениться рассказами других удачливых знатоков окрестностей. В таком случае “заколебавшаяся” пчела отвлечется от рекламы найденной ею “квартиры” и заинтересуется качествами другой. Если “квартира-претендент” произведет на нее лучшее впечатление, она изменит первоначальную “точку зрения” и по возвращении сама начнет указывать координаты нового жилища. Так постепенно рассасываются группы пчел, привлеченные к менее удачным вариантам, и когда все танцующие пчелы будут указывать лишь одно направление, “борьба мнений” в рое, можно считать, счастливо завершилась, выбран устраивающий всех вариант. Рой, предводительствуемый десятками и сотнями своих сведущих работниц, взмывает в воздух и “ложится на крыло”. Он еще покружит над пасекой, дожидаясь, когда все “св/ш” присоединятся к прощальным кругам, но затем враз растянется мерцающей темными точками полосой, по кратчайшему пути устремляясь к выбранному на своем демократичном “форуме” жилищу.

Это может быть дупло, брошенный незаселенный улей, ловушка, хитро пристроенная пчеловодом на разлапистых ветвях старого дерева, пустота чердачного перекрытия, расщелина скалы и т. д. — все зависит от “жилищных условий” местности.

Прибыв к месту назначения и облепив стенки нового жилья, пчелы за считанные минуты войдут в него, где вскоре сформируют параллельные грозди. Подняв нужную для восковыделения температуру (чуть выше 35 градусов), они вскоре застроят гнездо сотами, выкинут сор, проконопатят трещины прополисом и им же сократят до обычных размеров входное отверстие, которое после этого уже станет летком — пчелиными воротами в создаваемое ими восковое царство.

Пчелиный дом готов. Выставив чуткую стражу для охраны его от незваных гостей, семья готова отдать всю свою энергию для решения других очередных задач, которые ставит перед ней быстро меняющаяся обстановка в окружающей среде, и главная среди них — своевременная подготовка к надвигающейся зиме.

Как пчеловод относится к роению?

Для самих пчел роение — праздничная пора, волнующие мгновения торжества их вида, посылающего в “жизнь” еще один сбалансированный, полный энергии отряд своего стойкого и инициативного племени. Человеку же, поставившему целью извлечь из жизнедеятельности этих насекомых как можно больше пользы, приходится жертвовать красотой стихии. Карл Фриш, знаменитый “языковед” пчел, по этому поводу с грустью заметил: “Человеку, действительно, есть чему поучиться у пчел. Но вместо того, чтобы посмотреть, как они, к всеобщему удовольствию, согласовывают различные мнения, он собирает рой в роевню, разрушая в своих интересах естественный ход событий”.

И все же Фриш коснулся далеко не худшего для пчел варианта: пчеловод позволил семье отроиться, пройдя все этапы естествендого процесса, он не стал ее насильственно делить с целью так называемого искусственного роения, к которому вынужден прибегать пчеловод крупной промышленной пасеки, и его можно понять: нагрузка здесь на пчеловода очень велика — от одной до 2—3 и более сотен ульев. Уследить в этих

137

условиях за выскакивающими одновременно из многих ульев роями, собирать и вселять их в новые жилища — ульи, проверять, чтобы каждая семья не роилась вторично, объединять изроенные семьи к медосбору и т. д. — невозможно. Кроме того, методы использования роевой свободы, хотя среди них есть очень эффективные, требуют индивидуального подхода к семьям, что неосуществимо на крупных пасеках.

И все же пчеловод, вынужденный жестко контролировать роение, позволяет части семей, причем лучшей, пережить все фазы роевого состояния. Причина, как мы уже можем догадаться, опять-таки сугубо прагматическая: вывести высококачественных маток. В роевую пору пчелы не скупятся ни на личиночный корм— маточное молочко, ни на внимание к тем, из которых “разовьются” главы вновь образуемых и обновляемых семейств, ибо высокояйценоская матка — основа благополучия любой семьи.

Меда на современных пасеках, где применяют рациональную технологию, конечно, стало больше, но ушло и очарование былой пчелиной свободы. Истинный пчеловод поэтому не скроет радости, если какая-либо семья ускользнет из цепких оков промышленной технологии и рой с победоносным звенящим ликованием устремится к желанной свободе. Пчеловод не будет спешить, он даст рою спокойно усесться на-облюбован-ном им месте и позволит какое-то время “поразмышлять”^ будущем, решая “квартирные проблемы”. А потом, выждав безопасный срок, он явится к пчелам с наиболее деловым, но и окончательным предложением — переселиться в прекрасно оборудованный, снабженный всем необходимым улей. Пчелы, понимая толк в жилище, не станут противиться, когда хозяин ссыплет живую гроздь с роевни или прямо с ветви дерева в столь продуманно устроенное помещение, и тут же примутся за работу — строить ft очищать соты и наводить порядок в других своих неотложных делах.



ПИЩА ПЧЕЛ

ДИАЛЕКТИКА МЕДОСБОРА

Щедрость нектарного поля. — Арифметика пчелиного полета. — Капризы нектарников и тайна гормонов меда.

Человек, в повседневной жизни далекий от пчеловодства, пожалуй, и представить себе не сможет, сколь значительна материальная база, связывающая пчел с их кормильцами-растениями.

Пищевые потребности семья обеспечивает за счет пыльцы и нектара. Учет ее расходов показывает, что лишь на свои нужды она затрачивает за сезон до 80 килограммов меда и около 20 килограммов пыльцы, по старому счету — 6 пудов самой высококачественной пищи! Причем в этот реестр не входят те 18—20 килограммов меда, что семья припасает на время зимних холодов и “отдает” (не меньшее количество) пчеловоду, жаждущему вознаграждения за свои труды.

Способна ли местность дать пчелам такое количество дефицитной продукции? Ведь на одном участке иногда скапливаются сотни ульев, а пчелы-сборщицы находят “неэкономичным” летать на расстояние более 2—3 километров. Кроме того, нам нельзя не учитывать и интересы других насекомых: нектар и пыльца служат пищей еще не менее чем 20 тысячам видов.

Экспериментальные оценки нектаропродуктивности растений-медоносов дают неожиданно внушительные цифры (табл. 1). Поскольку пчелы относятся к живот-

I. Медопродуктивность основных нектароносных растений

(килограммов с 1 гектара)

Люцерна (без полива) 25—50
Люцерна (на поливе) 200—300
Малина лесная 150—200

Бахчевые 20—40

Подсолнечник 30—60

Фацелия 500—1000

Хлопчатник 50—80

Шалфей - 400—600

Эспарцет .100—500

Яблоня 20—30

Нектар, доступный пчелам.

ным, оценим продуктивность пчелиных угодий, как принято в животноводстве, в расчете на 100 гектаров пашни. Если использовать эту землю для производства основного вида мяса — говядины, то в хороших хозяйствах можно получить 35—45 тоны продукции, а в расчете па содержание полезных веществ (белок и жир) — 10—12 тонн. Однако те же 100 гектаров пашни, засеянных такими растениями-нектароносами, как белый донник, эспарцет или фацелия, могут выделить 50 тонн и более сладкой продукции, в которой сухого вещества будет около 25 тонн! И это не считая пыльцы, а ее с той же площади можно получить 2—3 тонны.

Если • не углубляться в химические различия продуктов (мясо — преимущественно белок, нектар — углеводы), можно видеть, сколь значителен в живой природе поток вещества, участвующего в обмене между растениями и насекомыми.

Причем те пять и более центнеров нектара, которые выделяет гектар фацелии или донника, по содержанию органического вещества превосходят всю семенную часть их урожая. Солидная доля от созидаемой расте% нием биомассы приходится на нектар и у других энто-мофильных растений: клевера, люцерны, гречихи, хлоп-' чатника, кориандра и т. д.

Мы привыкли видеть в природе лишь целесообразные связи и поэтому можем предположить, что растение не зря столь щедро оплачивает работу насекомых-опылителей. Действительно, полет пчел от улья к растениям-медоносам, постоянные их взлеты и посадки требуют очень больших расходов энергии. Растение, прямо заинтересованное в опылении, эти расходы вынуждено брать на себя. Каковы цифры -таких отношений? Пчела, транспортируя свою медовую ношу по воздуху, вынуждена совершать до 400 взмахов крыльями ежесекундно. Чтобы обеспечить энергией столь интенсивно работающий летательный аппарат, насекомое расходует на километр полета около 2 миллиграммов меда. Обычный некгарный рейс полевой труженицы Длится около часа, а рабочий радиус ее полета равен в среднем 2 километрам. Если она за это время налетает 5 километров, то расход меда составит, следовательно, около 10 миллиграммов. Средняя загрузка зобика пчелы, возвращающейся со взятка, равна 25—30 миллиграммов. Получается, что “пчелиный бензин”, то есть тот же нектар либо готовый продукт — мед, “съедает” значительную часть извлекаемой пчелой “дотации” на опыление, и эти расходы составляют почти половину той сотни килограммов, которые пчелиная семья ежегодно высасывает с нектарных раздолий. Следовательно, растение, выделяющее мало нектара, пчелам в союзники не подойдет: внутренняя “экономика” улья не позволит его фуражирам посещать цветы “прижимистого” растения, и оно лишится всех эволюционных благ перекрестного опыления.

И растения приспособились к запросам своих маленьких партнеров — опылителей. Щедра и избыточна цветочная флора, в благодатный летний день насыщающая воздух ароматом переполненных нектарников и рассыпавшихся на тычинках разноцветных зернышек пыльцы.

Пчелы не довольствуются пассивной ролью “дары принимающих”. Наблюдательные пчеловоды приметили, что в некоторые годы их подопечные способны собрать много меда и с относительно небольшой площади медоносов, например, зарослей глухой крапивы либо пустырника. Экспериментальные же данные показывают, что нектаропродуктивность каждого растения колеблется в ограниченных пределах и не может обеспечить такие взятки. Здесь важно отметить, что исследователи получали нектар искусственными методами: при помощи тонких стеклянных трубочек-капилляров или смыва нектарной капли большим количеством воды. Факты практической медособирательной деятельности пчел говорят, однако, о том, что нежный и чуткий орган растения — цветок — более отзывчив на хоботок насекомого.

Опыты члена-корреспондента АН СССР А. Н. Мельниченко, проведенные еще в 30-е годы, показали, что при многократном посещении пчелами одних и тех же растений их нектаропродуктивность увеличивается в

1,5—2 раза и более. Получается своего рода эффект “живого колодца” — чем больше вычерпываешь, тем больше прибывает.

Нектарная щедрость растений становится особенно зримой, когда сталкиваешься с фактами содержания очень большого числа семей на одном “точке” (месте, где находится пасека). Описаны случаи, когда пасечники сосредоточивали на одном участке по 500 и более семей. Американский пчеловод Александер, ставший в начале века широко известным благодаря изобретенному им методу пчеловождения, держал свою пасеку из 750 ульев на одной площадке. Еще большие пасеки имели русские пасечники, занимавшиеся промышленной добычей меда и воска в средней полосе. Кажется невероятным, что окружающая местность может прокормить такое количество “едоков” меда, ведь каждые 10 семей должны выдоить для поддержания своей жизни из растений, находящихся в пределах 2—3 километров, не менее тонны меда!

У того же Александера один гектар окружающих пасеку угодий, а всего примерно 1200 гектаров, должен был давать более 60 килограммов чистого меда, а нектара, следовательно, из-за содержащейся в нем влаги — почти в 2 раза больше. На этой же территории кормились нектаром и тысячи других видов насекомых, часть его вообще пропадала зря, например из-за плохой погоды.

Дать же с учетом этих неизбежных потерь с одного гектара 150 п более килограммов нектара не всегда но/! силу и хорошему медоносу. Яблоневые и вишневые сады выделяют этой сладости раз в 5 меньше, если довериться сведениям, полученным при помощи стеклянной капиллярной трубки. Где уж тут быть доходной пасеке? Человек-то не отводит всю землю под посев медоносов-рекордистов и большую часть ее занимает совсем другими культурами. И тем не менее доходы у пасечников были. По сообщению Александера, он отбирал более 40 килограммов товарного меда с каждого улья, следовательно, одна семья собирала не менее 2,5 центнера нектара.

Мы, конечно, должны принять во внимание, что на угодьях, посещаемых пчелами за период активного сезона, последовательно цветут несколько медоносов, которые и дадут им возможность выполнить свой “план” — собрать нужный центнер Сахаров.

Однако и это обстоятельство не объясняет расхождения между теорией и практикой, поскольку естественным лугам, где мог бы установиться такой медовый конвейер, вообще дают цвести до скашивания лишь несколько дней, а на пашне выращивается за сезон самое большее две культуры и уж одна из них, а обычно обе, всегда оказываются немедоносными. Сорняки же, часто щедрые на нектар, человек тщательно удаляет гербицидами и пропахиванием.

В таком случае нам ничего не остается, как пересмотреть два основных параметра, которые легли в основу наших расчетов при оценке кормовой базы пчел. Придется допустить, что радиус полета пчел-фуражиров значительно больше принятого, либо потенциал нектарной мощи медоносов сильно занижен.

Пчела, конечно, может летать намного дольше 2— 3 километров, но при условии... постоянного ее обеспечения “топливом”, то есть сахаром из расчета примерно 2 миллиграмма на каждый километр пути. Если пчела вынуждена взять курс за взятком, расположенным за 4 километра, то ей с собой придется прихватить как минимум 8—10 миллиграммов его эквивалента — меда, причем при условии, что на обратный путь она “дозаправится” нектаром на месте. Никто этого не гарантирует, так как у растений-медоносов “характер” не очень ровный и они сплошь и рядом резко прекращают выделение нектара и не всегда по понятным, по-видимому, и для пчел причинам. Пчела, взявшая меда

“в обрез”, поэтому рискует не возвратиться с поля. Таким образом, ее страховочный фонд при 4-километровом полете — 20 миллиграммов, но это и средняя загрузка медового зобика. Выходит, “за морем телушка— полушка, да рубль — перевоз”. При 4-километровых рейсах в один конец пчела летает уже “вхолостую”: сколько забирает, столько и вносит, не считая конечно, издержек на собственную амортизацию. Известно, что у семей, которых не отличающийся щедростью пчеловод держит на голодном пайке, отход пчел по этой причине бывает весьма значительным. Семьи, хорошо обеспеченные медом, спокойно дожидаются благоприятной погоды и цветения близко расположенных медоносов. Пчелы же обездоленных вниманием пчеловода семей вынуждены совершать рискованныет рейсы, метя своими замершими телами дальние пути поисков корма.

Реальная загрузка зобика, с которой пчела-фура-жир из нормальной, обеспеченной кормом семьи устремляется в поле, обычно составляет 10 миллиграммов.; При таком запасе “топлива” она сравнительно безопасно “накручивает” свой километраж и, возвратившись с 20—30 миллиграммами нектара, оправдывает расходы на полет..

Ситуация, однако, может резко измениться, если
пчелы-разведчицы обнаружат хотя и далекий, но
обильный источник взятка. В этом случае пчела на-
гружается больше — берет в обратный путь 40—50 и
более миллиграммов нектара. Расчетная экономическая
основа здесь прежняя: взлет тяжелеющей от цветка к
цветку пчелы должен быть энергетически оправдан,
а свою работу ей необходимо выполнить в критические
сроки, отведенные на каждый рейс (около одного ча-
са.) Миниатюрный живой нектаровоз — пчела — спра-

i вится с задачей, если нектарники цветка достаточно
Щедры, а доля Сахаров в их каплях высока. Вот и по
лучается, чю масса зобика у возвращающейся со взят
ком пчелы почти прямо пропорциональна интенсивности нектаровыделения. Опытный пчеловод довольно уверенно определит силу взятка “на глазок” — по степени наклона возвращающихся сборщиц перед пх посадкой на прилетную доску и по более ориентированной на удачное приземление траектории полета.

На практике, особенно в местности с открытым рельефом, где пчелы летают подальше, медосбор с отдаленных от пасеки участков — довольно обычное явление, но при условии, что те угодья резко превосходят по продуктивности близкорасположенные.

С таким случаем автор, например, столкнулся в 1975 году. На редкость жаркое и сухое лето иссушило тогда цветы медоносов, запасы меда, оставленные в ульях, быстро таяли, а надежд на медосбор, хотя близился конец июня, становилось все меньше. Вот тут и выручила большая сила семей и отлично налаженная в них служба информации: в один из дней с 2— 3 часов пополудни пчелы начали возвращаться в “утяжеленной позе” и “волнами” — верный признак приноса нектара с отдаленных участков. Подлетая к улью, они словно бы зависали перед передней стенкой, а потом, обессиленные, падали на прилетные доски. Вечерами пчелы-вентиляторщицы, выстроившись в стройные ряды, поднимали глухой шум, оповещая пчеловода, что начался долгожданный период медовой горячки.

Подождав 2—3 дня (беспокоить пчел следует как можно реже), я открыл ульи: все верхние соты “забелели” от свежевыделенного воска, а рамки резко потяжелели. Тревога пчеловода рассеялась: маленькие разведчицы и на этот раз нашли обильную медовую кладь, подтвердив свою “высокую квалификацию”. Что это было за растение, где оно находилось и почему сумело противостоять губительной сухости?

Я решил проследить за географией полета фуражиров. Выявить секрет оказалось совсем не трудно: в направлении полета пчел за 4 километра от пасеки в 100 гектарах расположился массив озимой пшеницы. Ее вечный спутник — степной красавец василек, не очень угнетая “хозяина поля”, сумел выдержать натиск суховеев и обильно снабжал медосборщиц чудесным золотистым нектаром: каждая семья сумела собрать по- 30 килограммов товарного меда и по 25 килограммов было оставлено на зиму.

Описанный случай, когда пасека воспользовалась источником, принадлежащим территории “соседей”, может, однако, не сработать, если вся местность плотно насыщена пчелами. И тем не менее многие крупные пасеки, сосредоточившись в одном месте, вполне благоденствуют.

Приходится признать, что мы недооцениваем растение, и его возможности заметно выше того уровня, который позволяют определить разработанные к настоящему времени методы.

Все они инструментальные, механические, а мы уже упоминали опыты А. Н. Мельниченко, показавшего, что для нектарников растения небезразлично, кто, чем., и как его “доит”. В случае же “правильного” подхода он превращается в своего рода “живой колодец”, беспрерывно восполняемый нектаром по мере того, как его опустошает очередная сборщица сладкой подати. Есть основания думать, что пчелы владеют этим “правильным подходом”.

Но в чем же заключается таинство мимолетного контакта насекомого с растением?

При проведении исследований меда в Институте биоорганической химии имени М. М. Шемякина АН СССР мне и моим коллегам удалось обнаружить факты, которые, кажется, приоткрывают “химическую дверь” в эту тайну. Мы идентифицировали в меде значительное количество ауксина — одного из гормонов высших растений.

Ауксина в меде оказалось гораздо больше, чем орычно содержат растительные ткани. Возникла мысль, а не добавляют ли его в нектарник пчелы, стимулируя нектаровыделение?

Такого рода факты украшают “биографию” общественных насекомых, и мы еще встретимся с ними, когда коснемся проблемы организации питания в семьях этих сообществ. Так, муравьи-листорезы из рода атта добавляют тот же ауксин в грядки культивируемых ими... грибов, на которых основано все их питание. Так они существенно повышают продуктивность своих плантаций.

Тем не менее, в такой интерпретации описанных фактов проглядывает излишний химиоцентризм, то есть сведение сложного механизма регуляции биологической системы на уровень действия отдельного ве- : щества. Вещество, конечно, — непременный участник < этих процессов, но в качестве носителя конкретной активности оно может появляться лишь во втором акте | разворачивающихся событий, в то время как в первом преобладает информационный контакт. Контакт, разу- i меется, также осуществляется через вещество — раз- ' личные формы его колебаний и реакций, но в этом случае оно действует не индивидуально — в форме одного типа молекул, а кооперативно — через сложные ансамбли разных молекул, организованных в структуру .ре- ' цептора, воспринимающего и передающего информацию.

Итак, растение, зафиксировав через систему подобных рецепторов визит нужного насекомого, закрепляет ' его поведенческую реакцию, включая систему дополнительного нектаровыделения, то есть ведет себя не хуже, чем опытный дрессировщик животных. Вот тогда п появляются различные химические посыльные — гормоны, в том числе и найденный нами ауксин.

Очень сложны и многообразны реакции растений на внешнюю сред^ и, соответственно, пути восприятия • и переработки ими идущей из нее информации. Изучены они еще в очень малой степени.

РАСТЕНИЯ ПРИНИМАЮТ ВЫЗОВ

“Семь кругов ада” для бегающих и прыгающих. — “Благородный” шалфей и “безнравственная” орхидея.

Растение мы привыкли видеть в жертвенной роли, однако в ряде случаев оно способно поспорить с животным на его территории, то есть на поведенческом уровне. Упомянем лишь несколько фактов. Среди сотен тысяч видов флоры есть необычная группа растений, которые ведут такой же паразитический образ жизни, как и животные, но отличаются от них тем, что употребляют в пищу не себе подобных, а... животных!

Как действуют эти нарушители общего порядк*а, растения — ловцы животных?

Рассказы о дереве-людоеде, растущем на Мадагаскаре, оказались лишенными всякого основания, эти молчаливые хищники выбирают своими жертвами более мелкие создания: насекомых, некрупных земноводных, червей. Они не гонятся за ними: животные сами попадают в хитроумные ловушки. Методы заманивания и “фиксации” пойманного — самые разнообразные. Чарлз Дарвин одним из первых описал образ жизни такого “монстра” природы — хищной тропической росянки.

Листья росянки усеяны липкими щупальцами. На кончиках этих волосков висят бесцветные капельки-бисеринки, влекущие насекомых желанным ароматом нектара. Насекомому неизвестно, что его ждет химическая западня — лишь только оно коснется этих предательских капелек, как тут же намертво приклеивается. К попавшему в химические “объятия” смол телу начинают тянуться другие щупальца, которые его окончательно придавливают к листу. К обездвиженному и убитому насекомому вскоре начинают прибывать, как мы уже можем догадаться, “специалисты” по разборке макррорганизма на молекулярном уровне —“биороботы”-ферменты. Они организуют четко функционирущий химический конвейер, разбирая высокоорганизованный организм па составляющие его части: аминокислоты, молекулы жирных кислот, азотистых оснований и т. д. После того, как он сведен на уровень молекул-“кирпичиков”, организм-хозяин, имея такой набор всех элементов живого, может вылепить химический узор своих растущих либо обновляемых тканей. Часть молекул при этом вообще “пускается на ветер”, то есть окисляется при помощи кислорода воздуха и перментных систем до углекислого газа и воды, снабжая организм хищного растения энергией для продолжения подобной практики.

Чарлз Дарвин нашел, что росянка не отказывается и от других видов животной пищи — кусочков мяса и яичного белка, в полной мере обнаруживая свой хищнический потребительский нрав. “Изобретенную” росянкой еще задолго до того, как человек придумал липкую бумагу, ловушку для мелкой живности использует местное население тех районов, где распространено растение-хищник (Португалия, Марокко). Природная “липучка” хорошо очищает жилые помещения от назойливых мух.

Житель болот, бедных питательными веществами, — жирянка — тоже ловит насекомых выделениями листовых желез, но затем свертывает лист, закатывая в него сбою жертву. Остальное, как говорится, “дело техники” и идет по единому для всех организмов сценарию пищеварения.

Обитательница влажных районов Западного полушария— сараценея имеет уловительную “урну”, которая образуется из оснований ее листьев. Уловительный сосуд заполнен водянистой жидкостью, назначение которой для любого неосторожного насекомого — самое угрожающее. Волоски листьев, имеющие обратное направление, не позволяют попавшей в урну жертве выбраться обратно. Совсем “нечестный” механизм улавливания доверчивых лтелких животных у тропических лиан из рода непентес, обитающих в Африке. У этих лиан изогнувшиеся в красивые кувшинчики листья висят вдоль ветвей. У входа в западню расположены выделяющие .нектар железы. Не ведающее о подвохе насекомое устремляется к заманчивому веществу и взбирается на край листа. С этого и начинается трагедия: насекомое легко теряет равновесие и оказывается на дне ловчей ямы. При попытке выбраться ему суждено пройти “семь кругов ада”: сначала зону, где насекомое ждут “ощетинившиеся” своими “активными центрами” пищеварительные ферменты, а дальше — отполированную скользкую поверхность. Если насекомое вновь устремится к иллюзорной свободе, то встретит у выхода зубчатые края ловушки, преодолеть которые не остается ни сил, ни “технических” возможностей.

Насекомоядная венерина мухоловка родом из Америки превратила розетку -своих листьев в род капкана, который быстро складывается посредине, “припечатывая” к поверхности листьев угодившее на эту предательскую площадку насекомое. Венерина мухоловка — “хитрейшее” растение, различающее живые объекты от неживых. Поло/ките что-либо похожее по размерам на муху в центр ее “капкана” — мелкие палочки, кусочки камешков — растение ничем не выдаст себя. Лист не складывается до тех пор, пока следящие волоски-раз-личители не пошевелят дважды, свидетельствуя о •появлении живого и перемещающегося предмета.

Наиболее выдающимся механизмом ловли обладает водная пузырьчатка, которая имеет красивые голубые или желтые цветки. “Родственный круг” этих растений, заселяющих водоемы, широк: более 275 видов. На видоизмененных подводных листьях пузырьчаток выступает множество небольших сферических капсул — ловчих пузырьков. Диаметром они всего по ">3—0,5 миллиметра и имеют на одной из сторон входное отверстие с плотно закрывающейся дверцей. Дверца водонепроницаема, что обеспечивается- специальным по-рожком, кроме того, она имеет шарнирное устройство, позволяющее ей стремительно открываться и тут же закрываться вновь. Благодаря герметичности конструкции в пузырьке создается вакуум, рто достигается путем откачивания примерно половины первоначально его заполнявшей жидкости. Пузырек с виду совершенно безобиден, но лишь только мелкий обитатель водной стихии — личинка комара или другого насекомого — коснется имеющегося на дверце волоска, мгновенно включается весь механизм: дверка раскрывается, вакуум тут же всасывает жертву вовнутрь, и столь же стремительно дверка захлопывается. Процесс осуществляет-ся с фантастической скоростью, невооруженным глазом заметить ничего нельзя. Когда же ботаник Ллойд применил скоростную кинокамеру, он удивился: дверца открывается за Vieo секунды, а закрывается — за '/40 секунды.

Естествоиспытатель Бюсгэн подвел “физиологическую базу” под образ жизни этих хищников: оказалось, что растения, использующие животную пищу, развиваются в два раза быстрее, чем все остальные, добывающие пищу путем фотосинтеза.

Растения-хищники демонстрируют свою “поведенческую силу” довольно-таки жестоким, хотя и убедительным образом, беря часть жертвенного оброка со вскормленной флорой фауны. В мире флоры, однако, есть и другие примеры, показывающие, на что способны безмолвные и неподвижные растения. Речь пойдет о прекрасном тропическом цветке орхидее. Но прежде чем рассказать о ней, обратим внимание на то, как оборудован для встречи насекомого-опылителя похожий на нее цветок шалфея.

Шалфеи — очень щедрые на нектар растения, способные обеспечить пчел сильным и продолжительным взятком. Таким был в Рязанской и других областях Центральной зоны Европейской части нашей страны 1982 год, когда в отдельные дни семьи вносили в улей по 5—7 килограммов светлого и нежного нектара, собранного с одной из разновидностей этого растения.

“Экипировка” цветка шалфея для встречи “дорогого гостя” .выполнена на “высоком техническом уровне”. Механизм действия этого природного технического устройства удалось понять благодаря кинокадрам, заснятым сверхтерпеливыми натуралистами.

Пчела, прекрасно осведомленная о щедрости шалфея, добраться до обильной капли нектара, залегающего в глубине цветка, может, лишь отодвинув мешающую ей “заслонку” — плечо тычинки, длинный конец которой вместе с пыльцевидным мешочком (пыльника-1 ми) висит над входом в цветок. Это и есть шалфейный “патент” на гарантированное опыление: вся тычинка выполнена в виде неравноплечого рычага. Отодвигая рычажок-заслонку, пчела тут же приводит в действие весь механизм и получает легкий удар по спине: опустившиеся пыльники тычинки немедленно раскрываются и обсыпают посетителя своей цветочной пудрой.

Получая щедрое вознаграждение нектаром, пчела без видимого беспокойства переносит такое “дружеское похлопывание” и вся обсыпанная шалфейными генами в цветастой обертке летит к очередному цветку. Насекомому никогда не удается наполнить свой медовый зобик только с одного цветка. Если бы растение “организовало” пчеле такой обильный стол, то жестоко бы просчиталось, не вынудив ее переносить пыльцу с цветка на цветок. Вот сборщица и мечется от одного источника к другому, наполняя нектаром свой зобик и одновременно делая нужную растениям работу.

Забравшись после первого визита на шалфей в оче
редной цветок со зрелыми рыльцами пестика, свисаю
щими с верхней губы цветка, пчела неизбежно коснет
ся его своей спинкой и передаст тем самым бесценный,
хотя и ничего не весящий груз генов,
Итак, растение использует типичный прием животного — целенаправленное движение, причем заставляет двигать нужное приспособление само животное.

Несколько схож с шалфеем по своему устройству цветок орхидеи. Утолщенные его лепестки созданы словно из нежной мягкой кожи, их даже хочется потрогать руками. Из центра цветка выступает массивный губовидный выступ. Вспомнив, что шалфеи относятся к семейству губоцветных, мы получаем объяснение уловленному ранее сходству.

Это сходство ничего доброго насекомым не сулит, конечно, не всем, а лишь самцам одиночных пчел видов— Eucera, Andrena, Corytes и др. Этих насекомых влекут к зацветшим орхидеям и запах, и форма центральной части цветка, где расположен пестик.

Вся структура и форма цветка уподоблены строению влагалищной части самок одиночных пчел. Обманутый явным сходством самец пытается безуспешно спариться и производит в конечном счете оплодотворение, но не самки, а... цветка орхидеи пыльцой, которую он принес после таких же попыток от другого растения.

Шведские химики во главе с Куллеыбергом и Берг-стрюмом (1973) исследовали вещества, выделяемые цветками орхидеи, и обнаружили, что эти соединения химически подобны пахучим веществам самок пчел, у которых цветы “отбивают” их законных “кавалеров”,

Выходит, что самцы оказываются обманутыми растением дважды: его “химическими лабораториями” и “строителями-отделочниками”, ответственными за морфологию и внешнюю отделку цветка. На какие показания своих “приборов”-рецепторов им рассчитывать? Или, признав свое поражение от растения не только на химической арене, но и на арене поведенческих рефлексов, стоит решительно обновить “репертуар” своих собственных, не поддаваясь более на столь блистательные со стороны растения, но совсем не нужные для животного уловки?



ОБОРОННАЯ СТРАТЕГИЯ РАСТЕНИЙ

ЗЕЛЕНЫЕ МИСТИФИКАТОРЫ И ДЕЗИНФОРМАТОРЫ

“Бермудский треугольник” дикого картофеля. — Прополисное чудо улья. — Ароматные смерчи.

Растение — первичный хозяин создаваемого органического вещества, с которого начинается вся цепь живого на планете, и обладатель неисчерпаемых химических возможностей широко их использует для сдерживания своих отношений с животными. Как мы только что

видели, оно вполне владеет и приемами химической дезинформации. Растение использует тот факт, что у животных определенные вещества кодируют важную для выживания их популяций информацию. Такими веществами-знаками помечены у животных принадлежность к полу (половые феромоны), состояние тревоги и опасности, фуражировочные трассы и многое другое. Высшее развитие подобного рода химический язык получает у общественных насекомых. Он помогает им существовать, хотя порой превращается в “точку уязвимости”, которой пользуются. другие виды, способные “изобрести” аналогичные символы тайного информационного кода. Такими возможностями, оказывается, обладают и растения.

Вспомним проблему охраны нашего “второго хлеба” — картофеля. Кто не наслышан об опустошениях, чинимых на его плантациях колорадскими жуками, различными тлями и клещами? Человек всеми доступными ему средствами защищает полюбившуюся культуру, но расходует на это массу сил, дорогостоящих веществ, загрязняя ими и сферу обитания растения, и свою собственную.

Разумеется, если бы дикая форма картофеля столь же нуждалась в покровительстве человека, она не сохранилась бы до наших дней, а мы бы оказались без нашего “второго хлеба”. Неудивительно поэтому, что ученые, занявшись вопросом организации “обороны” у дикого штамма, обнаружили странную ситуацию: тот как бы и не замечает всех этих вредителей. В чем же стратегия и тактика такой обороны?

Английские ученые Гибсон и Пикетнт исследовали причину устойчивости “дикаря”, листья которого густо опушены волосками, к поражению тлями. Оказалось, что эти волоски вырабатывают вещество (фарпесен), которое идентично по своей структуре сигналу тревоги, используемому тлями как крик об опасности и оповещения своих сородичей в минуту гибели. Вещество легко летучее и распространяется по воздуху, где молекулам с небольшой массой полная свобода. Такой “летной формой” и обладают молекулы феромона.

Вот пример создания неодолимой преграды для неискушенных тлей: встретив растение, которое потоками исходящих от него молекул кричит на языке тлей “караул!”, они спешат поскорее убраться от подозрительного объекта, принятого было за соблазнительный источник съестного.

Выявляется, что растения — не только химические кудесники живого мира, но и величайшие дезинформаторы и мистификаторы. Ранее нам это продемонстрировала орхидея, а теперь и “волосатый предок” нашего картофеля. Таких фактов сейчас наука накопила множество. Причем большинство веществ-сигналов относятся к низкомолекулярным и летучим соединениям, которые неизощренное человеческое обоняние может воспринимать как неопределенный либо приятный запах.

Однако то ароматное облако, которое висит над любым и особенно зацветшим растением, на самом деле представляет собой целую зону химической маскировки и ложных следов. Растение зачастую выделяет ничтожное количество вещества, исследованием которого ранее пренебрегали химики, но его оказывается достаточно, чтобы сбить животное с верного следа.

Эти тонкости взаимоотношений растений и интересующихся ими насекомых объясняют тот найденный на практике закон, что хороший уход за растением порой лучше его защищает от вредителей, чем прямая война с ними дымом, ядом пли мыльной пеной. Если потребности растения максимально удовлетворены, оно способно осуществлять синтез всех необходимых ему защитных веществ по максимальной генетической программе. Когда же мы своим невниманием вынуждаем растение взять курс “на экономию”, оно начинает сворачивать часть наиболее дорогостоящих биохимических “производств”, к которым относится синтез нетипичных для общего метаболизма защитных веществ. Защитное войско слабеет, в его рядах становится меньше и веществ-дезинформаторов.

Результат — слабые места в обороне, куда и устремляются проворные существа — мелкие животные, а также и невидимые, но не менее опасные потребители: микробы, вирусы, споры грибов.

Венцом химической защищенности растения "от различных типов вредителей, пожалуй, служат те растещия, которые избраны пчелами как поставщики особо важной для них смолы. Той, которая идет на приготовление прославленного и среди людей прополиса.

Пчелы хорошо осведомлены об оборонительной стратегии растений и различают среди них наиболее защищенные, с которых можно собрать избыток их охранного материала. Первые три места среди избранных пчелиным вниманием растений заняли береза, тополь и осина. Центр химической защиты у них сосредоточен на переживающем органе — пазушных почках.

Автор со своими сотрудниками подробно исследовал это вещество, в котором было идентифицировано более 50 различных соединений — главное “наполнение” прополиса в количественном смысле. Выделенные вещества оказались носителями самой различной активности: антимикробной, антигрибной, антпоксндантной (способность противостоять химическим атакам кислорода) и т. д. Однако исследованием остались мало затронуты вещества-дезинформаторы, сбивающие вредителей с верного пути. На их содержание в прополисе нам достаточно ясно указали жуки-кожееды, старательно обходившие кусочки тканей, пропитанные раствором прополиса. Причем наибольшей “отталкивающей активностью”*" для вредителей обладали фракции, содержащие повышенную концентрацию изопреноидов, в частности, а-ацетоксибетуленола и соответствующего спирта, то есть веществ — типичных имитаторов химических сигналов насекомых и других паразитов.

Пришелся не по вкусу прополисный дым и клещу варроа, все еще терзающему наши пасеки. И в этом случае очевиден эффект присутствия в ульевой смоле, поступившей с растения, веществ, вынуждающих паразита покинуть поле действия.

Состав этой части биосинтетической продукции березы, связанной с “обманной химией”,— наиболее изменчив, хотя на ее долю в количественном отношении приходится всего 5—7 процентов. Мы можем, однако, предположить, что действенность информации далеко не всегда определяется массой ее носителей.

Вообще надо сказать, что для химиков, изучающих мир природы, вещественные отношения между растениями и другими видами живых существ — особо пленительная область исследований. Нападающие и обороняющиеся постоянно меняются местами. Не способное к перемещению растение неожиданно предстает как вооруженный “до зубов” гладиатор, который, отбиваясь, не только использует прямое химическое оружие — яды, отпугивающие вещества — антифиданты и репелленты, но и создает вокруг себя целые информационные смерчи, своего рода “бермудские треугольники”, где сбиваются показания “приборов” летающих и ползающих добытчиков съестного, спешно уводя животных из опасной зоны.

О многих неожиданных выводах, к которым ведет “химический срез” многофакторных отношений растений и среды, я рассказывал в своей книге “Защитные вещества медоносных пчел” (1982) и в обзоре многолетних исследований красного клевера (“Прикладная биохимия и микробиология”, 1984, № 6). С ними и может ознакомиться более глубоко заинтересовавшийся Этими проблемами читатель.

Большая устойчивость “дикарей” к действию неблагоприятных факторов среды, которую мы ставим в пример селекционерам, имеет и обратную сторону: при отчуждении веществ и энергии из общего для организма .“метаболического котла” на синтез сложных и энергоемких защитных веществ, растениям трудно отличиться в деле наращивания своей биомассы, то есть в урожайности. Причина в том, что селекционер, “выдавливая” из растения все большую продуктивность, может это сделать лишь за счет чего-то. В это “что-то” и попадают в первую очередь защитные программы растения, причем те, которые ведут к синтезу веществ, ограждающих растение от вредителей, не докучающих ему в настоящий момент. Здесь-то и кроется опасность: в настоящий момент не докучают, а после селекции, приведшей к еще одному чудо-сорту, вполне может быть, что и будут.

Вот и идет великая гонка селекционеров и спешащей за ними армии вредителей, словно бы заведомо знающих, что им будет чем поживиться. Селекционеры, удрученные этим бесконечным марафоном, подсчитали, что гриб “бежит за их устойчивыми сортами с дистанцией всего в 5—7 лет”. Другого выхода у селекционера нет: лишь “демилитаризовав” растение, то есть удалив с его генома участки, ответственные за производство избыточного количества защитных веществ и устойчивости, или заблокировав их, можно высвободившиеся химические силы направить на построение первичных продуктов метаболизма — белков, углеводов, жиров, именно тех соединений, которые составляют основу урожая и используются нами в качестве пищевого материала.

Защиту же человеку приходится брать на себя. Круг замыкается: убрав пестицидную химию из ведения “министерства обороны” растения, мы вынуждены создавать аналогичное ведомство у себя. Теперь лишь практика рассудит, какой путь эффективнее.

САМООЧИЩЕНИЕ БИОЦЕНОЗА

Паразиты и кибернетика. — Стойкость популяций. — Парадокс Агаджаняна, или как сшить смирительную рубашку для агрессора.

' Антагонистические отношения с животными, казалось бы, несут растениям лишь один вред — разве можно говорить о “пользе быть съеденным”?

Сама такая постановка вопроса представляется совершенно бессмысленной и заведомо предполагает отрицательный ответ. Однако если посмотреть на события глазами “логики популяций”, то картина меняется: едоков, оказывается, тоже следует различать.

Любое растение рано или поздно погибает, причем не только от болезни и “преклонного” возраста, но и по физической причине: удара молнии, затопления, сильных морозов, урагана, засухи, повреждения животным, человеком и т. п. Погибшие великаны, если это древесные растения, быстро превратят в унылое кладбище любой ранее украшенный их зелеными кронами участок суши и юным растениям того же вида не останется “места под солнцем”, если не будет оказана нарушенному ландшафту помощь со стороны... орга* низмов-разрушителей. Не лучшее положение ждалс бы и ласкающие наш взор и обоняние цветущие поля и луга.

Непростая химическая работа — съесть и мертвое дерево, которое всей своей химической силой оборонялось от врагов. Его кора и древесина напичканы малосъедобными, а то и токсическими веществами для большинства видов “древопоедателей”. Тем не менее> отживший ствол, не говоря уже про ветви и листья, постепенно превращается в труху и, рассыпаясь мелкими частицами, вновь возвращается во взметнувшую его ранее вверх почву.

Следовательно, съедают и его. Как это происходит? Возле упавшего дерева быстро формируется специфическая экологическая ниша, где погибший великан притягивает целый сонм лесных пришельцев. Среди них преобладают “специалисты” по усвоению именно этого материала, главным образом грибы-дереворазру-шители. Они способны переваривать самые трудноусвояемые пищевые композиции или, как говорят ученые, субстраты. Грибы обычно дополняются микробами, личинками различных насекомых, многие из которых “путешествуют” от одного выбывшего из жизни растения к другому целым специализированным “войском”, или “санотрядом”. Совместная обработка неживого растения идет эффективнее и она, конечно, совершенно необходима для поддержания “здоровья” биоценоза и любого представленного в нем вида.

Таким образом, результат “работы” организмов-разрушителей здесь явно положительный, они — природные чистильщики биосферы от всего отжившего.

Однако есть и другие едоки, которые предпочитают питаться живыми растениями. Это уже “чистые” вредители, и необходимость их присутствия в разноплеменном сообществе всех видов не столь очевидна.

Не обнаруживая этой очевидности, и ведет с ними тотальную войну человек всеми доступными ему средствами. Сила и эффективность их сопротивления показывают нам, однако, что позиции этих “источников зла” очень прочны. Они словно бы питаются самой этой борьбой с ними, превращая направленную на них энергию уничтожения в силу собственного созидания и процветания. Смысл этого парадокса недавно объяснил кибернетик И. Агаджанян (1983).

Он рассмотрел популяцию как известную кибернетическую модель “черного ящика”, который имеет на выходе убыль ее особей, а на входе — их восполнение “внутренними средствами”. Из фундаментальных положений кибернетики следует, что такая система будет устойчива лишь при условии обратной отрицательной внешней связи. Это означает, что любая попытка извне сократить ее численность будет неизменно стимулировать размноженческие инстинкты системы изнутри, что и известно в практике как “вспышка возрождения”. Самки при этом становятся более плодовитыми, самцы активнее, увеличивается число приспособительных мутаций.и т. д., вся популяция резко активизируется, включая свои “стратегические ресурсы”. Объявив вредителям тотальную химическую войну, человек стал бороться с ними не самым перспективным методом: уровень биологической организации структуры вида оказался выше уровня применяемого против него оружия.

Л нельзя ли таких паразитов ограничить как-то по-иному, используя не примитивные “химические кулаки” пестпцидной химии, а стратегию “бермудского треугольника”, столь успешно применяемую “волосатым предком” картофеля, или методы сверхзащиты почек — предтечу прополиса, или изощренность орхидеи? Иными словами — подтянуть оружие химической защиты под уровень биологической контрзащиты.

Оказалось, что это возможно, поскольку в списке растений — кормильцев человека — лишь сравнительно небольшое число видов. Можно надеяться, что поколения химиков не устанут в соревновательном марафоне человек — враги “его” растений и смогут обеспечивать все более квалифицированную и надежную индивидуальную защиту каждого. Успешные примеры новой тактики уже есть. Особую эффективность показали приемы химической дезинформации по “методу” прекрасных орхидей.

Смысл приемов заключается в том, что химик, установив строение полового феромона — вещества, несущего код о половой принадлежности особи (самки), снабжает им специальные ловушки. Их вывешивают на участках, подлежащих охране от вредителей в период массового размножения. Влекомые природным запа-

хом, самцы массами набиваются в ловушки, где их ждет, однако, не желанная особь, а наш не потерявший еще токсической силы пестицид или вещество-стерилизатор, лишающее самца возможности выполнить свое предназначение. Половые феромоны все более широко используются в борьбе с вредителями сельского хозяйства и охране лесов.

В любом случае ясно одно: без содействия химиков высокой урожайности растений добиться невозможно. “Работая” на два фронта — наращивая свою биомассу (продуктивность) и строя надежную защиту, растение всегда скрывает от нас свои истинные возможности, которые оно может проявить лишь на фоне “мирного сосуществования” с другими видами.

Такие отношения и объединяют нектароносные рас--тения с насекомыми-опылителями. Однако не только с насекомыми. В таких же отношениях находится с некоторыми растениями и сам человек.

“ГАЛАНТНОСТЬ” РАСТЕНИЙ

Биохимические уловки зрелых плодов и ягод. — Активы и пассивы селекции. — Совращение гомо сапиенса и его “родственников”.

Почти единственной сладостью, известной человеку до выделения из тростника и сахарной свеклы чистого сахара, был пчелиный мед. Но не мед вскормил человека, и свои потребности в сладкой углеводистой пище он удовлетворял за счет других источников. С незапа-


мятных времен человек имел в своем распоряжении в общем-то немало прекрасных по своим качествам продуктов, произведенных растениями. Это и сладкие овощи (арбузы, дыни), и фрукты (яблоки, груши, персики, абрикосы, сливы), и, наконец, ягоды (малина, ежевика, земляника, виноград). Вкус многих из них столь хорош, что мы уже с детства начинаем его принимать за некий эталон вкусовых свойств сладких продуктов.

Если мы исследуем, сколько в этих природных дарах человеку содержится наиболее сладкого сахара — плодового, или фруктозы, то увидим полный разнобой: у винограда, например, оно равно 7,7, у абрикоса и персика — 6, у вишни и черники — всего по 0,3— 0,6 процента. И при помощи данных о содержании глюкозы, или декстрозы (виноградный сахар), мы не найдем “никакого химического порядка” в излюбленных нами творениях природы.

Еще один наиболее распространенный природный углевод — сахароза, или собственно сахар, представляет собой связку остатков двух молекул глюкозы и фруктозы. Его содержание в некоторых плодах значительно, например в яблоках, грушах и дынях — от 5 до 6 процентов. Однако тот же виноград, малина и крыжовник содержат сахарозы не более, чем по 0,6 процента. Тем не менее и они имеют несравненный вкус и сладость.

Перебирая эти цифры, я обратил внимание на то, что ситуация проясняется, если оперировать сразу всем семейством сладких компонентов, а не смотреть на углеводный мир каждого фрукта или овоща через призму содержания одного из них. Причем решил сделать еще одну операцию. В природной пище встречается лишь ограниченное количество углеводов, и все они имеют различные коэффициенты сладости (табл.2). По сравнению с тростниковым или свекловичным сахаром — сахарозой, у которой интенсивность вызываемо-



го ею ощущения сладкого вкуса условно принята за единицу, плодовый сахар, или фруктоза, более чем в 1,7 раза слаще, а глюкоза имеет коэффициент этой сладости, или сладкости, лишь 0,74.

У других углеводов, встречающихся в природе, эти показатели равны: у лактозы — 0,16, галактозы — 0,3, мальтозы — 0,33. Анализ этих цифр объясняет, почему столь сладок мед. Содержание фруктозы у него выше, чем концентрация глюкозы, которая в относительной шкале “сладких коэффициентов” уступает тростниковому сахару, фруктоза же в 1,73 раза превосходит его. В итоге общий баланс испытываемого нами приятного ощущения существенно смещается в пользу меда.

Вооружившись полученными данными, я решил по-иному оценить “биохимические уловки” растений, снабжающих нас вкусными плодами. И вот тут вещество позволило увидеть столь искусно скрываемую тайну!

Взгляните на таблицу 3, и вы увидите, что вся ярмарка спелых ягод, плодов и овощей словно бы состязается в следовании неписаному, но неукоснительному к исполнению закону, который повелевает удерживать сладость, оцениваемую по человеческим рецепторам (!), в пределах 9—11 процентов. Лишь виноград, где явно видно влияние селекции (культурные формы резко отличаются от диких), заметно выходит вперед — до 16 процентов.

Это уже кое-что значило, и я тогда вспомнил, сколько мы кладем сахара в стакан чая. Даже при современном изобилии сахарного песка мы ограничиваемся, как правило, двумя чайными ложками. Редко кто довольствуется одной или добавит третью. Да и в местах общественного питания, если вы закажете стакан чая или кофе и не оговорите свои особые пристрастия, вам положат два кусочка сахара. Такова норма, возникшая под влиянием спроса.

2. Содержание углеводов* в нектаре, меде, Ару
сладких овощах (%) F<T
Глю- Саха-коза роза
Общее Приве-Фрук- содер- денная тоза жание сла-сахаров дость***

Нектар**:


малины 15,9 3,3
18,4 37,6 46 9

акации 4,5 31,5 шалфея 2,6 35,2
13,9 49,9 58У 12,2 50,0 57 8

стр. 1
(всего 2)

СОДЕРЖАНИЕ

>>