– Почему вы выбрали для своих исследований именно пчёл?
– Пчела – удобный объект для микробиологических исследований, а организация ее генома значительно ближе к млекопитающим, чем у других насекомых. Мы изучаем, как формируются, сохраняются и воспроизводятся условные рефлексы у пчёл. Пищевые условные рефлексы активно изучались академиком Павловым у собак. Он вырабатывал условный рефлекс на различные стимулы, например, на звонок. Сначала собаку учили связывать безусловный стимул (пищу) с условным (звонком). Через некоторое время у обученной собаки в ответ на звонок начинала выделяться слюна.
Татьяна Зачепило – кандидат биологических наук, сотрудник лаборатории физиологии генетики высшей нервной деятельности Института физиологии имени Павлова РАН.
Татьяна исследует механизмы обучения и памяти на модельном объекте – медоносной пчеле, а также работала с дрозофилой и крысой.
При работе с пчелой вместо звонка используют запах, а в качестве пищевого подкрепления – сахарный сироп. В опытах на пчелах сигналом о сформированном условном рефлексе служит не слюна, как у собак, а вытягивание хоботка. Когда пчеле одновременно дают что-нибудь вкусное в сочетании с безразличным ей запахом, то она запоминает это.
А потом, если снова дать ей понюхать этот запах, она начнет вытягивать хоботок и искать сироп. Формирование такой условной связи и есть процесс обучения. В лаборатории мы с коллегами изучаем, что изменяется в мозге, какие молекулы и какие гены активируются или, наоборот, выключаются после такого обучения.
– Все знают, что у пчёл матриархат и сложная социальная организация. Какие группы в ней можно выделить?
– В пчелиной семье три типа пчёл: матка (единственная в семье), рабочие пчёлы (их тысячи) и трутни, присутствующие только летом. На первый взгляд, глава семьи – матка. Она постоянно откладывает яйца и регулирует поведение пчёл в семье, без матки пчёлы волнуются и работают гораздо хуже. Но на самом деле все решают рабочие пчёлы. Они оценивают качество матки, и могут решить, например, что нужно ее заменить. В этом случае пчёлы начинают выкармливать новую матку.
Медоносные пчёлы, которых мы изучаем, живут крупными семьями. Но некоторые виды пчёл живут совсем малыми группами – около десяти особей, а есть и совсем одиночки. Чем меньше группа, тем слабее в ней иерархические связи. Чем больше общество, тем сложнее оно устроено. Не у всех насекомых настолько развитая и сложная социальная организация. Медоносные пчёлы формируют одни из наиболее сложно устроенных групп.
Кроме этого, пчёлы разработали свой «язык» – танец, это их врожденное свойство. Птицы начинают сами (без предварительного обучения) петь, а пчёлы – танцевать. Что интересно, танцы медоносных пчёл всегда примерно одинаковы, даже если они живут в абсолютно разных местах. Это говорит о том, что все пчёлы имеют общего предка.
– У всех насекомых такая строгая иерархичность?
– У всех социальных насекомых присутствует иерархичность. Например, у плодовых мушек социальность и иерархия очень слабые. Хотя они и живут группами. Самый яркий пример сложного устройства общества – муравьи. У муравьев может быть много каст, специализирующихся на разной работе. Представители этих каст внешне могут очень различаться — маленький муравей и его собрат в 10 раз больше могут иметь почти одинаковую генетику. У муравьев тоже матриархат, но у некоторых видов в семье может быть не одна матка, а больше. Матки вполне успешно уживаются и могут даже объединяться против общего врага – новой матки, желающей захватить власть.
– Мы выяснили, что у пчёл всем заправляет вовсе не матка, она просто откладывает яйца?
– Матка откладывает яйца и регулирует поведение других пчёл, но она им не приказывает. Правда, если матку убрать из гнезда, то какое-то время пчёлы будут вне себя, потому что ее феромоны успокаивают, объединяют и направляют пчёл. А когда матку убирают, семья первое время взволнована и может даже погибнуть, если не вылупится новая матка. Без матки пчёлы будут жить, некоторое время, но потом семья все равно умрет, потому что пчёлы доживут свой срок. А новым пчёлкам будет неоткуда взяться. Если пчёлам что-то не нравится в матке или что-то не так в семье, пчёлы уходят в роевое состояние. Это может повторяться несколько раз, пока семья не погибнет.
– Как пчёлы выбирают матку?
– Пока это остается загадкой для научного мира. Понятно, что новые маточники закладываются подальше от центра гнезда, где матка откладывает яйца, потому что если в гнезде всё более-менее нормально, матка сильная, то она не позволит новой матке захватить власть и убьёт ее. Поэтому рабочие пчёлы молодых маток держат подальше – берегут.
– Я читала, что у каждой семьи свой запах, по которому члены семьи узнают друг друга. А когда часть улетает, запах у них меняется?
– Каждая новая матка имеет в своем запахе определенный компонент и через какое-то время пчёлы, которые улетели с новой маткой, будут иметь ее запах.
– А если пчёлы из двух разных ульев встретятся, то они не будут воевать?
– Если они встретятся вне улья, то нет. Но если посторонняя пчела полезет в чужой улей, то в лучшем случае ее выгонят, а если она будет настойчива – могут и убить.
– На этот вопрос пока нет ответа, так как процесс спаривания в естественных условиях происходит высоко в небе. Матка летит на запах феромонов трутней и выбирает лучших трутней для спаривания. Если в пчеловодных хозяйствах хотят получить чистопородных маток, забирают сперму у трутня и оплодотворяют матку искусственно.
– Насколько развит интеллект у пчёл?
– Пчёлы обладают высоким уровнем интеллекта. Скорее всего это связано с их общественным образом жизни. Ведь существует закономерность – обычно социальные животные значительно умнее одиночных. Пчёлы прекрасно ориентируются в пространстве, имеют свой язык – танцы, и могут рассказать друг другу, куда необходимо лететь за пищей. Пчёлы умеют считать от 0 до 4. Хотя понимание ноля до недавних пор считалось уникальной чертой человека.
Также понятие ноля было отмечено у знаменитого серого попугая Алекса и отдельных высших обезьян. Пчёл можно научить собирать нектар с определенного цветущего растения, а также различать стили живописи. Исследования интеллекта пчёл активно ведутся в Европе, Америке и Австралии. В России ведущим специалистом в этой области является профессор Нина Георгиевна Лопатина. Я думаю, в ближайшие годы мы узнаем новые интригующие факты о мозге и интеллекте пчёл, а также других насекомых.
– Что пчёлы делают зимой?
– Греются внутри своего гнезда. Они образуют клубок, в середине которого сидит матка, ее греют и кормят, и у нее есть несколько месяцев покоя. Ближе к концу холодного сезона она начинает откладывать яйца. Это происходит, если в местности, где они живут, есть смена сезонов. Если местность без смены сезонов, то тогда яйца откладываются круглый год.
– Обычные медоносные пчёлы живут 2-3 месяца, если они вылупились весной и летом. Те, которые вылупились осенью, могут жить около полугода, в зависимости от местности. Матка может прожить до пяти лет. Пчёлы, которые вылупляются осенью, живут дольше, потому что на нашей широте длинная зима. Когда начинается тёплый сезон, они первое время летают, работают, и обучают молодое поколение. Молодые пчёлки первый раз вылетают из гнезда где-то на 7-8-е сутки после вылупления, а в качестве сборщиц нектара начинают работать только через две недели.
Трутни живут меньше, их выгоняют из улья к концу лета, чтобы не кормить. Они нужны главным образом для размножения. Иногда семьи уходят в зиму с небольшим количеством трутней, тогда и для них находят работу – вентилировать воздух. Но в большинстве пчелиных семей трутней выгоняют. Они какое-то время живут снаружи (пытаясь попасть обратно в гнездо, но их не пускают), а потом умирают от голода, так как не умеют добывать еду.
– Расскажите, пожалуйста, как пчела изготавливает мёд?
– Мёд – это ферментированный нектар. Пчела-сборщица собирает нектар в специальный зобик. В улье она передает его пчеле-приемщице. Та добавляет к нектару некоторые ферменты и переносит его в ячейку сот. Через 3-5 дней мёд созревает и пчёлы заделывают соты восковыми крышечками. Для получения одного килограмма мёда нужно около 19 миллионов полетов за нектаром.
– Мёд для пчёл – еда?
– Да, для них это корм. Сначала пчёл кормят особым секретом, а потом молодые пчёлы начинают есть мёд. Мёд, перга и пыльца – повседневная пища пчелы. Когда человек забирает мёд, пчёлам приходится работать усерднее. Пока в улье есть определенное количество мёда, пчёлы спокойны. Если его становится меньше, пчёлы начинают беспокоиться и могут начать роиться.
– Как пчёлы собирают разные виды мёда? Например, есть липовый мёд. Как его собрать?
– Люди привозят пчёл к тем культурам, которые цветут и мёд от которых нравится человеку. Обычно пчёлы собирают мёд со всех цветущих растений. Конечно, какие-то медоносы им больше нравятся, какие-то меньше, клевер и бобовые культуры, например, пчёлы любят особенно. Пчёлы выбирают наиболее продуктивные растения, а люди выбирают те, которые являются самыми вкусными. Учитывается и польза для сельского хозяйства – большинство сельскохозяйственных культур опыляются именно пчёлами.
– Я слышала, учёные бьют тревогу, что пчёлы пропадают, выдвигаются разные версии. Какой придерживаетесь вы?
– Несколько лет назад у нас в институте по непонятным причинам улетели две семьи. Мы уже подготовили ульи в зиму, а зимой оказалось, что пчёл в них нет — они просто улетели. Почему – непонятно. Есть несколько ведущих теорий: кто-то говорит, что виноваты ядохимикаты, кто-то — электромагнитные излучения, кто-то обвиняет в пропаже пчёл клещей варроа и вирусы. Я придерживаюсь мнения, что пчёлы в большей степени гибнут от ядохимикатов, которыми обрабатываются поля. К электромагнитным полям малой интенсивности пчёлы в какой-то степени научились приспосабливаться.
– Что будет, если пчёлы вымрут?
– Если они вымрут завтра, то лет через пять нам просто нечего будет есть. У других насекомых нет настолько больших колоний, чтобы они могли опылять такие огромные площади, другие насекомые не способны заменить пчёл. Их деятельности хватит только чтобы опылять какие-то лесные растения, а сельхозкультуры – нет. Шмели могут, но их семьи значительно меньше – 50-60 шмелей в семье. Уже сейчас во многих теплицах происходит опыление за счет шмелей, но, к сожалению, шмели тоже вымирают.
– Как объяснить то, что пасечников пчёлы не жалят? Как вообще сделать так, чтобы тебя не ужалила пчела, если, к примеру, ты по каким-то причинам оказался рядом с местом их обитания?
– Это заблуждение, пасечников пчёлы тоже жалят. Но пчеловоды соблюдают меры безопасности. Например, на пасеке нельзя душиться и использовать сильно пахнущие вещества. Это вызывает агрессию со стороны пчёл. Также нельзя бегать, махать руками, делать резкие движения, шуметь. Работать нужно размеренно и аккуратно. Если все-таки спровоцировали нападение, то нужно быстро уходить за какие-нибудь кусты и деревья. Если вы случайно оказались у улья, посмотрите в каком направлении летают пчёлы и аккуратно, без резких движений и криков отходите в сторону, лучше за кусты и деревья.
А вообще укусы фатальны для пчелы, потому что жало этого насекомого — с зазубринами в отличие, например, от ос, у которых оно гладкое. Если пчела воткнула жало в кожу, то она его уже не вытащит. Но ради защиты улья пчела готова пойти на самоубийство. Жало есть только у рабочих пчёл, у трутней его нет.
– В чем отличие пчёл от ос?
– Пчёлы произошли от ос. Но осы – группа разнообразная: есть осы, которые ведут социальный образ жизни, как пчёлы, а есть осы-одиночки. Бывают также хищные осы и осы-охотники, которые промышляют охотой на других насекомых. Такая оса может, к примеру, ужалить муху, та обездвиживается и оса ее съедает или несет своему потомству в гнездо.
Существует большое число паразитических ос. Они обычно паразитируют на личинках других насекомых, но есть и те, кто паразитирует на растениях. Например, фиговые осы, чья жизнь тесно связана с растением инжир (фига). Чтобы плод инжира завязался — его должна опылить такая оса. Сначала оса заползает в мужской цветок инжира, на нее попадает пыльца, затем оса перелетает на другое растение, где происходит опыление женских цветков. Оса откладывает яйца в женские цветки, после чего там развиваются личинки и питаются за счет ресурсов растения. Видимо, изначально осы паразитировали на инжире, но он сумел приспособиться и использовать ос для более эффективного размножения.
– Осы тоже производят мёд?
– Некоторые осы собирают пыльцу и нектар и хранят собранное, но у них другие ферменты, поэтому в мёд в привычном для нас смысле это не превращается.
– Что такое маточное молочко? Это действительно волшебное средство для всего на свете или только маркетинг?
– Маточное молочко вырабатывается рабочими пчёлами-кормилицами, чтобы кормить будущую матку. Чтобы получить маточное молочко, из семьи на время изымают матку, чтобы рабочие пчелы начали выкармливать новую. Пчёлы очень много тратят сил для выработки молочка, поэтому оно всегда было ценным.
Оно является очень сильным стимулятором, например, если употребить нативное маточное молочко в дозировке, равной по размеру двум спичечным головкам, то можно не спать 1-2 ночи. Однако при добавлении во многие косметические средства, например, в шампунь, оно абсолютно не работает. А вот от аптечных мазей с маточным молочком польза есть.
– Каковы перспективы работы с пчёлами?
– Сейчас мы единственная группа нейробиологов, которая работает с пчёлами в России. Подобные исследования проводятся также в Германии и в США. Некоторые интересные и значимые результаты исследований мозга пчёл могут быть перенесены на более высших животных, в том числе, и на человека. Но с другой стороны очень интересно найти у пчёл какую-то специфичность – то, чего больше ни у кого нет. Наличие специфических особенностей у разных видов – это основа эволюции и жизни.
