Ученые и фермеры бьют тревогу: в мире стремительно сокращается поголовье пчел. Целые семьи насекомых покидают свои ульи и просто исчезают. Дело, достойное Шерлока Холмса, тем более что знаменитый детектив сам был заядлым пчеловодом.
Пчелиный исход
Раннее утро. Солнце еще низко, поэтому воздух плотный и прохладный. Пасечник, накинув сетку на лицо, идет к ульям проведать своих питомцев. Вдруг он замирает, не веря собственным глазам. Возле крошечных домиков не кипит жизнь. Их обитатели не снуют туда-сюда, своим победным танцем объясняя товаркам, где именно нашли нектар. Не слышно деловитого жужжания. Кажется, жизнь покинула пасеку.
Наш фермер не одинок в своем несчастье. Сотни пасечников (по какому-то совпадению, преимущественно живущих в Северном полушарии) столкнулись с аналогичной проблемой. По неизвестной причине многие жившие у них пчелиные семьи в один прекрасный день вылетели из своих ульев и больше никогда в них не вернулись.
Танец является одним из способов коммуникации у пчел. Выполняя перед ульем на глазах у других насекомых фигуры «высшего пилотажа», пчела сообщает своим сестрам информацию об источнике пищи: на каком расстоянии он находится, сколько там нектара и т. д.
Уклад улья
Городской житель может и не знать тонкостей жизненного уклада пчел. Это общественные насекомые, живущие семьями: в каждом из ульев обитает отдельное семейство.
Ячейка общества привычной нам медоносной пчелы состоит из царицы-матки, крупной пчелы с развитыми половыми органами и недоразвитыми крыльями, самцов-трутней и рабочих пчел – сестер матки с недоразвитыми половыми органами, но развитыми крыльями.
На рабочих пчелах лежат все домашние обязанности. Они ищут пропитание, присматривают за молодняком, кормят и чистят свою царицу, поддерживают порядок в сотах. Единственное занятие матки – увеличивать численность колонии, а трутни и вовсе выполняют роль лишь генетического материала.
Казалось бы, такое распределение труда несправедливо, однако пчел это не беспокоит. Помимо родственных связей, царица покупает лояльность своих подчиненных и специальной диетой. Матка выделяет субстанцию – так называемое маточное вещество, которое с нее слизывают рабочие пчелы. Маточное вещество содержит определенный набор феромонов (ароматов, несущих для представителей вида определенную информацию), характерный для конкретной царицы, и обладает индивидуальным запахом. А благодаря постоянному обмену пищей между рабочими пчелами все особи (а их может быть до 40 тыс. в одном улье в пик сезона) постоянно получают свою дозу. Если матка по какой-то причине исчезнет из улья, ее отсутствие быстро будет замечено – ведь пропадет и запах. Также рабочие пчелы ни за что не перепутают и по ошибке не покинут свою царицу – специфический аромат просто не позволит им это сделать. Тем более странно выглядит массовый исход пчел из ульев. Рой не улетел вслед за своей царицей в поисках новой жизни и не обезумел от горя из-за ее преждевременной кончины. Он просто снялся с места, оставив свою беспомощную главу и ее личинок, своих новых сестер, медленно умирать от голода.
Матка и рабочие пчелы – родные сестры, но при этом они такие разные. Пчелиная царица в два раза длиннее своей подданной и почти в три раза тяжелее. Обе обладают схожей генетической структурой, а причиной различий между ними является разный режим питания. Если рабочие пчелы кормят личинку исключительно высокопитательным молочком, из нее развивается новая матка, крепкая и сильная. Если же личинка получает мед и пергу (белковый корм из пыльцы растений), она развивается в обычную рабочую пчелу.
Полосатые вестники апокалипсиса
Массовую гибель пчел назвали синдромом внезапного разрушения колоний или синдромом разрушения пчелиных семей. Впервые он был описан в 2006 году, хотя сведения о единовременном исходе пчел из улья стали поступать с разных концов света значительно раньше. В США с 1961 года размер пчелиной популяции уменьшился в два раза. Пострадали пасечники в Западной Европе, России, Бразилии, на Ближнем Востоке.
Массовая гибель медоносных пчел грозит не только дефицитом любимого многими лакомства. Ученые предостерегают: из сотни злаков, которые сегодня возделываются людьми и обеспечивают 90% мировых запасов зерна, более 70% опыляются именно пчелами. Без этих крошечных тружениц урожаи некоторых семян, фруктов и орехов уменьшатся на 90%!
Многие в массовой гибели пчел видят чуть ли не предзнаменование конца света. Логическая цепочка вполне понятна: не будет пчел – некому будет опылять растения. Количество продовольствия резко сократится, люди начнут страдать от голода. На сценарий апокалипсиса вполне тянет.
«Еще до апокалипсиса мы с вами, а уж тем более наши потомки, успеем помучиться от болезней похуже СПИДа, от голода и жажды. Настанет день, когда с лица земли исчезнут разные растения, овощи, животные… Прежде всего лук, чеснок и перец. Придет и очередь пчел, а молоко станет вредным для питья», – предсказывала Ванга. А знаменитому физику Альберту Эйнштейну приписывают следующие слова: «Если с лица земли исчезнут пчелы, человечество просуществует 4 года».
По оценкам некоторых исследователей, если ничего не изменится и ситуация не прояснится, пчелам к 2035 году грозит вымирание.
Следствие ведут знатоки
Среди выдвигаемых версий причин разрушения пчелиных семей встречается изменение солнечной активности, заговор инопланетян и даже происки России или Усамы бен Ладена против сельского хозяйства США. Гипотезы ученых будут поскучнее: плохое состояние окружающей среды, пестициды, которыми современные фермеры щедро поливают поля, а также паразиты – в частности, клещи варроа.
Варроа переехали в Европу из Индии в середине XX века вместе со своим хозяином – дикой индийской пчелой, которая понадобилась ученым для исследований. Сегодня можно утверждать, что каждая пасека заражена этим паразитом. Клещи нападают и на взрослых насекомых, и на потомство, вызывая целый ряд заболеваний: вирус деформации крыла (больные им насекомые имеют короткие недоразвитые крылья), вирус острого паралича пчел, вирус медленного паралича пчел и, вероятно, другие, еще не известные науке недуги. Больное насекомое, выбравшись утром из дома, может просто не суметь в него вернуться, а с учетом плотности населения ульев таких несчастных могут быть сотни.
К сожалению, на сегодняшний день лечения от варроатоза, как и возможности избавить свою пасеку от переносящих его паразитов, не существует. В качестве профилактики заражения ульи устанавливают в местах, где растет лаванда, полынь, боярышник, грецкий орех, пижма, можжевельник, бархатцы, бузина, багульник, крапива, тимьян, мята, душица, чистотел, кориандр. В качестве подкормки применяют добавки, содержащие соли кобальта или акарициды. Кроме того, в ульях устанавливают сильные парные магниты. Клещи, попав в зону действия магнитного поля, осыпаются с пчел. А чтобы паразиты не выбрались, в ульях предусматривают ловушки для осыпавшихся клещей – например, поддоны, на дно которых кладут бумагу, пропитанную маслом или смазанную вазелином.
Однако все эти меры лишь снижают количество паразитов в улье, но не способны на 100% защитить его обитателей. Существуют препараты, разработанные именно для борьбы с варроа, однако мед после противоклещевой обработки становится непригоден к продаже, поэтому пчеловоды не могут использовать средство круглый год.
Исследователи из Великобритании сейчас занимаются разработкой «биологического оружия», которое направят против клещей. Они создают технологию, которая позволит отключить несколько генов у клещей и запустит саморазрушение организма варроа. Поможет ли это против синдрома разрушения пчелиных семей – покажет время.
Богатый внутренний мир
Пчелы – обладатели богатого внутреннего мира. К сожалению, в нем встречаются не только клещи варроа, но и другие паразиты, которые также могут оказаться виновными в синдроме разрушения пчелиных семей.
Одними из подозреваемых являются клещи Acarapis woodi, вызывающие заболевание акарапидоз. Акарапис живет и размножается в трахеях – органах дыхания насекомых. В одной пчеле можно обнаружить до 150 паразитов. Клещи постоянно прокалывают стенки трахеи, насыщаясь гемолимфой – питательной жидкостью, заменяющей пчелам кровь. В результате активной жизнедеятельности непрошеных гостей внутренняя поверхность трахей покрывается твердой бурой коркой, состоящей из засохшей пчелиной гемолимфы и остатков жизнедеятельности паразитов. Разумеется, это сказывается на работе трахеи: она теряет эластичность, становится жесткой. Чем дольше насекомое болеет, тем больше в нем заводится паразитов и тем уже становится просвет трахеи. По мере развития заболевания из-за регулярной потери гемолимфы у пчелы наступает истощение, а в результате закупорки трахей нарушается дыхание и газообмен. Постепенно ослабевают мышцы: насекомые становятся неспособными к полету, а упав, уже не могут вернуться в улей. Постепенно несчастные погибают.
Еще один кандидат в главные злодеи – Nosema ceranae, возбудитель нозематоза. Это кишечный паразит, который обитает в слизистой оболочке средней кишки пчел, поражая и рабочих насекомых, и трутней, и маток. Паразит способен образовывать споры, которые, попадая вместе с фекалиями в окружающую среду, остаются в сотах, стенах улья, рамках и т. д. Споры покрыты плотной хитиновой оболочкой, защищающей их от неблагоприятных условий, поэтому им не составляет труда дождаться пчелу и заразить ее. Попав в кишечник носителя, споры превращаются в паразитов и выделяют вещества, отравляющие организм насекомых.
Спустя 1 – 2 недели у зараженных пчел появляются первые симптомы заболевания. У них увеличивается брюшко, развивается диарея, крылышки начинают дрожать. Постепенно из-за недостатка питательных веществ, наступившего вследствие нарушения пищеварения, пчелы слабеют и теряют работоспособность. Они уже не могут выполнять свои привычные обязанности: чистить соты, ухаживать за молодняком, собирать нектар. Вылетев из улья, насекомые просто не находят в себе сил вернуться домой и погибают вдали от родной пасеки.
Оба заболевания могут уничтожить более половины пчелиных семей. И хотя средства лечения и профилактики существуют, то, что пасека заражена, может быть неочевидно. Например, акарапидоз в течение 2 – 3 лет может протекать в скрытой форме, и лишь на четвертый год, перейдя в явную форму, начинает массово уничтожать насекомых.
Соты против пчел
Лет десять назад в прессе появились сообщения о предположении исследователей из университета Ландау в Германии: синдром разрушения пчелиных семей вызывает расширившаяся сеть мобильной связи. Якобы ученые обнаружили, что насекомые отказываются селиться вблизи вышек сотовой связи, а если гигантскую антенну возвели уже после того, как здесь обосновалось пчелиное семейство, последние в гневе покинули обжитый дом.
Предполагалось, что электромагнитное излучение, исходящее от мобильных устройств и других высокотехнологичных приборов, мешает навигации пчел. Насколько сейчас известно, эти насекомые используют две системы навигации. Они ориентируются по солнцу, используя его как своеобразный компас, помогающий им понять, в какой стороне находится дом, – для этого достаточно лишь помнить время суток. Но, кроме того, пчелы способны ориентироваться на местности. Практически так же, как и мы – единственное отличие: по мнению ученых, в том, что насекомым кажется, что во время полета они остаются на месте, в то время как окружающая обстановка стремительно перемещается. Пчелы способны запоминать малейшие нюансы рельефа местности и находить свой дом.
По всей видимости, основная система ориентации – по солнцу – более древняя, но если что-то идет не так, пчела всегда готова сверить местность со своей внутренней картой.
Ученые из Берлина решили провести эксперимент, погрузив насекомых в медикаментозный сон, так, чтобы они не могли вспомнить, какое сейчас время суток, а затем выпустили их на волю. Первые пару минут пчелы действительно были растеряны и не могли понять, в какую сторону им лететь. Очевидно, полосатые насекомые полагали, что сон и пробуждение были естественными, на улице сейчас раннее утро, и пытались ориентироваться по солнцу. Однако после нескольких минут полета в неверном направлении пчелы понимали, что пейзаж им незнаком, «подгружали» свои карты и выбирали нужный курс.
Газеты писали, что, по мнению ученых из университета Ландау, излучение мобильных устройств и вышек сбивает пчел с курса. Оно мешает насекомым ориентироваться в пространстве, и те попросту не могут найти дорогу к улью. Сторонники вредоносности мобильных телефонов и прочей современной техники радостно потирали руки: наконец-то у них появились достойные аргументы. Начал разгораться нешуточный скандал, однако в дело вмешались сами ученые из университета Ландау. Оказалось, что на деле результаты их исследований куда менее шокирующие. Во-первых, речь шла не о мобильных, а о беспроводных DECT-телефонах, а во-вторых, эффект был не столь разрушительным, как о том возвестила пресса.
DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication – «цифровая расширенная беспроводная связь») – одна из технологий беспроводной связи, используемая в современных радиотелефонах, которые стоят в домах у многих жителей. В быту именуется «трубка с базой».
Яд для пчелы
Некоторые из широко распространенных пестицидов также способны нанести вред пчелиному здоровью и численности. Существуют, например, вещества, которые препятствуют рождению пчелиных маток, несмотря на все усилия их сестер-тружениц, держащих их на правильной диете.
А вот ученые из Великобритании и Франции внимательно изучили, как воздействуют на пчел неоникотиноиды – препараты никотина, использующиеся для защиты растений от насекомых-вредителей. Эти вещества начали применять в начале 90-х годов прошлого века, и на сегодняшний день они являются одними из самых популярных средств защиты сельскохозяйственных культур.
Неоникотиноиды наносят на семена перед посадкой. По мере роста они проникают внутрь, делая растение ядовитым для тех, кто решит ею полакомиться, например для тли. Однако часть инсектицида попадает и в нектар, излюбленное лакомство пчел, вредя этим трудолюбивым насекомым.
Эксперты выяснили, что пестицид нарушает способность пчел ориентироваться в окружающем пространстве и находить свой улей, а также приносит семьям насекомых ряд других неприятностей. Чтобы подтвердить негативный эффект препарата, исследователи прикрепили крошечные метки к спинкам пчел, что позволило отследить путь каждого из них. После контакта с одним из неоникотиноидов – тиаметоксамом – в улей вернулись далеко не все труженицы. По всей видимости, они попросту не смогли найти дорогу и умерли вдали от дома. Этим можно объяснить отсутствие пчелиных трупиков рядом с ульем, что подмечали многие пчеловоды.
Хотя нельзя однозначно утверждать, что в синдроме разрушения пчелиных семей виноваты пестициды, некоторые страны решили все же ограничить их использование. Например, во Франции под запрет попал препарат фипронил – инсектицид и акарицид (т. е. средство, работающее против насекомых и клещей – последние относятся не к насекомым, а к паукообразным). В Испании и ряде других стран западной Европы также подумывают о схожих мерах.
План Bee
Специалисты по всему миру работают над разгадкой дела о пропавших пчелах. Однако пока ученые не могут дать однозначный ответ, что же вызывает массовый исход пчел из ульев. А если человечество попросту не успеет спасти главных опылителей? Неужели мрачные пророчества сбудутся и мы будем обречены на голодную смерть?
К счастью, на этот случай уже разработан план «Би», названный так не в честь второй буквы латинского алфавита, а от созвучного ей английского слова bee, что означает «пчела».
План «Би» предложила Анна Гандельванг, студентка Колледжа искусств и дизайна Саванны в штате Джорджия, США. Девушка разработала крошечного дрона – беспилотный летательный аппарат, которым можно управлять с мобильного устройства. Дрон внешним видом напоминает цветок, а расцветкой стилизован под насекомое и имеет черно-желтые полоски.
Но мало быть похожим на пчелу и уметь летать. Ведь пчела благодаря крошечным наэлектризованным волоскам на теле переносит огромное количество пыльцы, которая цепляется к шерстинкам. Как же с этим справиться пластиковому дрону? Выход был найден. Устройство состоит из 6 секций, в которых проделаны крошечные отверстия. Искусственный опылитель оснащен пропеллером. Находясь над цветком, он всасывает через отверстия пыльцу, а затем отправляется к другому растению, где выдувает собранное, тем самым производя опыление.
Японские ученые не остались в стороне и тоже создали устройства, способные заменить пчел в случае их исчезновения. Правда, их дроны не напоминают мини-пылесосы. Для переноса пыльцы те используют липкий гель, к которому и цепляются пыльцевые зерна растений.
К сожалению, эти пчелы-роботы пока что тоже не способны работать самостоятельно и нуждаются в управлении опытного оператора. Однако разработчики надеются, что в дальнейшем их детища при помощи умелого программирования, искусственного интеллекта и GPS-системы навигации смогут опылять цветы самостоятельно.
Исследователи из Варшавского политехнического университета также разработали собственных пчел. Их беспилотные летательные аппараты, словно настоящие рабочие пчелки, перелетают от цветка к цветку, собирая с них нектар. Польские дроны довольно самостоятельны. Чтобы управлять ими, достаточно системы внешних камер наблюдения и стационарного компьютера. Оператор обозначает каждому из дронов район работы. С помощью камер устройство находит цветки, идентифицирует их и немедленно летит выполнять пчелиный труд. Правда, у технологии есть существенный минус – заряд батареи. Сейчас время работы дрона – две-три минуты, после чего он вынужден отправиться на подзарядку. В ближайшее время ученые планируют найти инвесторов и с их помощью разрешить этот вопрос.
Искусственных пчел и потенциальную опасность, которую они могут неси человечеству, уже успели обыграть в книгах, фильмах и телевизионных шоу. Например, в популярном телесериале-антиутопии «Черное зеркало» нашлись умельцы, которые смогли взломать дронов-опылителей и направить их против неугодных людей – известных личностей, своими поступками или высказываниями вызвавшими недовольство публики. В процессе расследования выяснилось, что над искусственными пчелами поработали не только взломщики. С их помощью правительство уже много лет следило за своими гражданами.
Конечно, это всего лишь фильм, в котором будущее любых технологий представлено по большей части в мрачных тонах. Однако как знать, на что будут способны реальные дроны-опылители, попавшие не в те руки.
Несмотря на то, что главная причина массового вымирания пчел пока что не ясна, хочется верить, что мы не останемся без наших маленьких крылатых помощников. Специалисты-энтомологи всех стран обеспокоены проблемой и стараются выяснить, что вызывает гибель насекомых и как это можно предотвратить. Параллельно с этим инженеры разрабатывают технологии, которые возьмутся за опыление растений, если популяция пчел все же катастрофически сократится или исчезнет. Хочется верить, что одна из этих стратегий окажется успешной и страшная гибель от голода из пророчества нам не грозит.
