II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

В первых числах июня поместили четырех рамочный пакет пчел среднерусской породы в улей, в котором в прошлом году находилось три нуклеуса. В этом улье двенадцати рамочный корпус был разделен двумя перегородками на три отсека, в одном из которых помещалось три стандартные рамки, а в двух других — по четыре. Соответственно в нижней части улья было три летка — по одному в каждой из трех сторон. Ширина летков — 4 см. Улей на пасеке был установлен так, что летки находились с восточной, южной и западной стороны. Семья бурно развивалась, и пришлось вынуть одну перегородку в корпусе и расширить гнездо пчел до восьми рамок. Не сразу, но пчелы освоили южный леток и стали летать через два летка. К этому времени с восточной стороны улья разросся куст смородины и ветками закрыли прилетную доску. Но пчелы активно летали сквозь листву и ветки, и их число было примерно таким же, как и летающих через леток с южной стороны. В первых числах июля пришлось убрать и вторую перегородку из корпуса и расширить гнездо до двенадцати рамок. Опять не сразу, а через несколько дней пчелы освоили леток и с западной стороны. К этому времени начался главный взяток, и на корпус пришлось поставить магазин. Пчелы активно летали через все три летка, но бóльшая часть все же отдавала предпочтение южному. Примерно с 10 июля установилась очень теплая погода. Все летки в ульях основных семей были полностью открыты, и можно было наблюдать за пчелами в нуклеусном улье — потому что в этом улье не было конструктивной возможности для расширения летков. Но пчелы усиленно вентилировали гнездо и не проявляли беспокойства, значит, пока им удавалось поддерживать микроклимат в гнезде своими силами. День 23 июля выдался особенно жарким, к полудню температура воздуха в тени достигла 31°С. Все семьи резко усилили вентиляцию — на прилетных досках сидели десятки пчел-вентиляторщиц. Адекватно отреагировала на жару и семья в нуклеусном улье — на всех трех прилетных досках усиленно работали крыльями пчелы. При осмотре бросилось в глаза что-то необычное в поведении пчел, но что именно, было непонятно. Вентилирующие пчелы представляли живописное зрелище, и решили сделать несколько снимков. При настройке фотоаппарата и поиске наилучшего ракурса обнаружили то необычное, что привлекло внимание. Леток и прилетная доска с восточной стороны были закрыты ветками и оказались недоступными для фотографирования. На прилетной доске с южной стороны улья ничего необычного не было — пчелы сидели головками к летку и гнали воздух внутрь улья (фото 1). Вентиляция гнезда А вот на прилетной доске с западной стороны пчелы-вентиляторщицы вели себя странным образом — они расположились боком к летку и гнали воздух вдоль стенки улья мимо летка. На первый взгляд работа этих пчел казалась бессмысленной, но если вспомнить некоторые физические законы, то все встает на свои места, и действия пчел оказываются совершенно правильными и даже единственно верными. Из физики известно об обратной пропорциональной зависимости давления внутри газовой (в нашем случае более понятно — воздушной) струи от скорости этой струи, то есть чем больше скорость струи, тем меньше внутри этой струи давление. На этом физическом законе основано образование подъемной силы крыла самолета, а также работа энжекторных (отсасывающих) насосов и обыкновенных пульверизаторов. Разные типы эжекторов устанавливают на дымовых трубах для усиления тяги. Пчелы, прогоняя воздух с большой скоростью мимо летка, создают в районе летка пониженное давление, что увеличивает выход воздуха из улья. В этом случае пчелы действуют очень согласованно — через два летка (с

восточной и южной стороны) они гонят воздух внутрь улья, а через третий (с западной стороны) — обеспечивают максимальный выход теплого и влажного воздуха при минимальных затратах энергии. Пчеловоды обычно видят, как пчелы направляют воздух в улей с одной стороны летка, а выгоняют его с другой. Это легко проверить в безветренную погоду с помощью струйки дыма, об этом написано в учебниках. Часть теплого воздуха выходит из улья через открытый верхний леток за счет конвективных (тепловых) потоков. В нашем случае все три нижних летка расположены на одном уровне, а верхние летки отсутствуют, поэтому нет условий для возникновения конвективных потоков, а наличие трех летков с разных сторон улья для пчел противоестественно, но тем не менее они нашли оптимальный вариант вентиляции своего жилища. Как они до этого «додумались»? Откуда пчелам известны газодинамические законы физики? Очень похоже, что пчелы всегда об этом знали и при первой же возможности эти знания использовали. О подобном поведении пчел еще не было сообщений в литературе. Понимаю, что одного наблюдения для фиксации такого факта из жизни пчел недостаточно (может быть случайное совпадение), даже при наличии фотодокументов. Я описала яркий и эффективный случай использования пчелами газодинамического закона в экстремальных условиях. Но следует отметить, что этот физический закон используется пчелами при выпаривании меда. При движении воздушной струи в улочке, где располагается незрелый мед, понижается давление, при этом уменьшается работа по выходу молекул воды, и мед быстрее доходит до кондиции.