Pszczoły cierpią zimą w ulach? "Zupełnie ich nie rozumiemy"

Zima to nie jest dobry czas, by być pszczołą. Zwierzęta tracą dostęp do kwiatów, muszą też zmagać się z niskimi temperaturami. Są do tego dobrze przystosowane, ale wiele wskazuje na to, że niepotrzebnie narażamy je na cierpienia. Wszystko przez to, że ponad 100 lat temu źle zrozumieliśmy zachowanie pszczół na mrozie. 

Od 1914 r. podręczniki pszczelarstwa i teksty naukowe zapewniają, że zwyczaj pszczół, które zbijają się na mrozie w kule, zapewnia im dobrą izolację termiczną. Na tej podstawie przez ponad stulecie projektowaliśmy ule tak, by umyślnie zachęcać pszczoły do gromadzenia się zimą. Przekonanie o tym, że to zachowanie jest kluczem dla zdrowia roju pszczół było tak głębokie, że pszczelarze w Kalifornii umieszczali nawet latem rodziny pszczół w chłodniach, ponieważ uważali, że jest to dobre dla zdrowia czerwiu.

Nowe badanie, przeprowadzone przez dr Dereka Mitchella z Uniwersytetu w Leeds wskazuje jednak, że grupowanie się pszczół nie jest zwyczajną reakcją na spadające temperatury, a reakcją stresową owadów. “W świetle tych ustaleń celowe wywoływanie grupowania poprzez zły projekt ula można nawet uznać za zły okrucieństwo" pisze badacz.

Kolonie pszczół miodnych (Apis mellifera) nie zapadają w stan hibernacji. W naturze zimują w dziuplach drzew, w których przynajmniej część z nich może cieszyć się temperaturą przekraczającą 18°C, nawet gdy na zewnątrz temperatury spadają poniżej  -40°C.

Większość obserwacji zachowania pszczół w zimie opiera się jednak nie na ich naturalnych siedliskach, a na drewnianych ulach o cienkich ściankach. Te sztuczne ule mają bardzo odmienne właściwości termiczne od naturalnych dziupli, których ścianki mogą być nawet dziesięciokrotnie grubsze.

W zimne dni w tych cienkościennych ulach pszczoły zbierają się w gęste gromady pomiędzy plastrami miodu. Środek takiej gromady jest mniej gęsty i cieplejszy (do 18°C). To tutaj pszczoły miodne wytwarzają najwięcej ciepła, jedząc i metabolizując cukier z miodu.

Chłodniejsze warstwy zewnętrzne wytwarzają bardzo mało ciepła, ponieważ temperatura ciała pszczół jest zbyt niska. Jeśli temperatura spadnie znacznie poniżej 10°C, pszczoły pozostające na zewnątrz grupy umierają.

Od 1914 r. teksty pszczelarskie i artykuły akademickie mówią, że ta zewnętrzna warstwa "izoluje" wewnętrzny rdzeń ula. Pszczelarze uważali łączenie się pszczół w skupiska za naturalne, a nawet konieczne. Dlatego też przez wiele dziesięcioleci pszczoły były trzymane w cienkościennych ulach nawet w miejscach, gdzie temperatury spadały poniżej -30 stopni Celsjusza. Co więcej, w wielu miejscach, na przykład w Idaho, stanie Waszyngton czy południowej Kalifornii, powszechną praktyką jest przechowywanie latem pszczół miodnych w lodówkach.

Zabieg ten ma ułatwiać pszczelarzom leczenie pasożytów infekujących kolonie. Zazwyczaj, by pozbyć się atakujących roje roztoczy, pszczelarze muszą zlokalizować królową i umieścić ją w klatce. Umieszczanie roju w ulu ułatwia zadanie, bo pszczoły pozostają w jednym miejscu. Dzięki temu komercyjne usługi zapylania stają się bardziej opłacalne.

Nowe badanie wykazało jednak, że wbrew powszechnie panującemu poglądowi, zewnętrzna warstwa grupy pszczół działa nie jak izolacja, ale jak radiator, który odprowadza ciepło na zewnątrz i zmniejsza ochronę przed zimnem. “Grupowanie nie jest owijaniem się grubym kocem, aby się ogrzać, ale bardziej desperacką walką o stłoczenie się bliżej "ognia"" pisze Mitchell.

Gdy temperatura na zewnątrz ula spada, pszczoły wokół płaszcza przechodzą w stan hipotermii i przestają wytwarzać ciepło. Płaszcz kurczy się, gdy pszczoły próbują utrzymać temperaturę powyżej 10°C. Zbliżające się do siebie pszczoły zwiększają przewodność cieplną między nimi i zmniejszają izolację.

Ciepło zawsze przepływa od regionów cieplejszych do zimniejszych. Szybkość przepływu ciepła od rdzenia do płaszcza grupy pszczół wzrasta, dzięki czemu pszczoły znajdujące się w zewnętrznych warstwach grupy mogą utrzymać swoją temperaturę powyżej 10 stopni Celsjusza.

“To przypomina kurtkę puchową" tłumaczy badacz. “Ciepło utrzymują w niej kieszenie powietrza pomiędzy piórami. Skupiska pszczół miodnych działają podobnie do ściskania kurtki puchowej, w wyniku czego przewodność cieplna ostatecznie wzrasta wraz z tym, jak pióra tworzą coraz bardziej zbitą bryłę, aż zaczyna przypominać przewodność twardej kurtki skórzanej".

W przeciwieństwie do pszczół, gdy pingwiny skulą się podczas antarktycznej zimy, wszystkie utrzymują swoje ciało w podobnej temperaturze, w związku z czym wymiana ciepła między pingwinami jest niewielka lub nie występuje wcale. Pingwiny nie wchodzą więc w stan hipotermii.

“Naukowcy i pszczelarze przeoczyli rolę, jaką odgrywa niewidzialna szczelina powietrzna między ścianami ula a gromadą" pisze Mitchell. “Cienkie drewniane ściany uli komercyjnych jedynie wyznaczają granicę między warstewką powietrza wewnątrz a światem zewnętrznym" tłumaczy naukowiec. “Oznacza to, że aby ściany ula były skuteczne, muszą zapewniać znaczną izolację, na przykład poprzez obłożenie ich styropianem o grubości 30 mm".

Badacz podkreśla, że brak zrozumienia złożonych interakcji między ulem, zachodzącym w nim obiegiem ciepła, pary wodnej i powietrza a zachowaniem i fizjologią pszczół miodnych wynika z tego, że ludzie nie rozpoznają ula jako rozszerzonego fenotypu pszczoły miodnej.

Rozszerzony fenotyp to pojęcie wprowadzone w 1982 r. przez brytyjskiego biologa Richarda Dawkinsa. Dawkins dowodził, że organizmy żywe poprzez swoje zachowania zmieniają środowisko, co jest w równym stopniu niezbędne dla ich przetrwania, co kształt ich ciał czy zachowanie samego zwierzęcia. W ten spsoób zwierzęce wytwory, takie jak tamy bobrów czy pajęczyny są takimi samymi przystosowaniami ewolucyjnymi, co zmiany w DNA.

W przypadku pszczół, częścią takiego rozszerzonego fenotypu miałoby być zachowanie nie pojedynczych pszczół, ale całych rojów, które wykorzystują naturalne środowisko dla własnego przetrwania.

Mitchell przestrzega, że tworzenie przez pszczoły skupisk w obliczu mrozu może być dla owadów szkodliwe i być przejawem czegoś, co można nazwać cierpieniem. Badania przeprowadzone w 2022 r. na trzmielach wykazało, że reagują one na potencjalnie szkodliwe bodźce w sposób podobny do reakcji na ból u ludzi. Na razie jednak większość przepisów dotyczących dobrostanu zwierząt hodowlanych nie obejmuje owadów.