Трудно согласиться

С некоторыми положениями и выводами статьи А.И.Касьянова "Биология обогрева пчелиного гнезда" ("Пчеловодство" №2, 2003) трудно согласиться.

Обогрев чего-либо предполагает наличие постороннего источника тепла. Биология в сочетании с обогревом воспринимается как дополнительный нагреватель животного происхождения. Но есть замечания и более существенные, чем неудачность заголовка.

• "Если бы корка клуба действительно выполняла роль теплоизоляционной оболочки, то … на границе между нагретой зоной и оболочкой наблюдался бы резкий скачек температуры. Однако такого скачка никто из исследователей не обнаружил". И далее: "…теплопроводность слоя с его уплотнением возрастает. Поэтому рассматривать корку как инструмент регулирования теплоотдачи пчелиного клуба нет оснований".

  Во-первых, в измерениях Т.Г.Харченко ("Пчеловодство" №3, 1980) резкий скачёк температуры на границе между коркой и ядром клуба присутствует, что, кстати, и позволяет определить эту границу.

  Во-вторых, увеличение теплопроводности вследствие уплотнения корки вовсе не аргумент против её роли как теплоизолятора. В старой телогрейке со свалявшейся ватой не так тепло, как в новой, но всё-таки теплее, чем совсем без неё. При уплотнении корка теряет в качестве, но не перестаёт быть теплозащитной оболочкой. К тому же, при уплотнении корки уменьшается радиус клуба, т.е. сокращается поверхность теплоотдачи.

  Те же измерения Т.Г.Харченко обнаруживают и разрыхление корки при существенном понижении наружной температуры, что означает уменьшение её теплопроводности. Т.е. клуб целенаправленно изменяет свою структуру для снижения потерь тепла.

  В-третьих, в сборнике «Пчела и улей» (М. 1969) под редакцией Т.Губиной на фотографии представлен результат жёсткого эксперимента К.Фаррара: Были мгновенно умерщвлены пчёлы, находящиеся в клубе при – 18 градусах, после чего его разрезали по центру. В итоге получена прямая, а не косвенная, очень наглядная картина структуры клуба с рыхлым ядром и плотной коркой.
  
  

• "Как только пчёлы собрались в кучу, без каких либо ухищрений с их стороны начинает действовать механизм самообогрева…"

  Если бы не было "ухищрений", то свалочные и искусственные рои массой 6-8 кг погибали бы от перегрева, чего не происходит из-за наличия терморегуляции. Иными словами, как только пчёлы собираются в кучу, тут же начинает действовать механизм терморегулирования. Уже поэтому проводить аналогию между гроздью пчёл и копной сена нельзя.
  
  

• "… в любом месте клуба тело пчелы отдаёт тепло".

  Перемещаясь с поверхности клуба в тепловой центр, пчела согревается, т.е. потребляет энергию, а не отдаёт её. В какой-то промежуток времени температура этой пчелы сравнивается с температурой окружающего её воздуха и теплообмен вообще отсутствует. Таким образом, не каждая пчела и не в любом месте клуба отдаёт тепло.
  
  

• "При понижении наружной температуры … клуб сокращается …температура на поверхности растёт."

  Если уплотнить ворох влажного "загоревшегося" зерна, то температура его поверхности, действительно, возрастёт. Клуб же, сжимаясь, температуру поверхности не меняет (см. рис. к статье Т.Г. Харченко).
  
  

• Для определения доли в тепловыделении пчёл корки и пчёл ядра в статье использована формула:

  Qпч=λF (tпч-tвозд),
  где	Qпч - количество тепла, выделяемого пчелой,
  	λ - коэффициент теплоотдачи,
  	F - площадь тела пчелы,
  	tпч и tвозд - температура тела пчелы и окружающего её воздуха.

  В приложении к пчёлам клуба это выражение даёт любопытные результаты. Например.

  Плотность корки такова, что внутри неё t_возд можно принять равной t_пч, и тогда теплоотдача основной массы пчёл корки равна нулю.

  Пчёлы наружного слоя корки при t_возд=t_пч также не выделяют тепло. Но в морозы величина t_пч-t_возд может стать больше, чем эта же разность для пчёл теплового центра. Получается, что основные производители тепла - пчёлы наружного слоя корки, чего нет на самом деле.

  Так что же, формула неверна? Формула верна, но справедлива она только для отдельной пчелы, изъятой из гнезда, или для клуба в целом.
  
  

• "Пчёлы в клубе ведут себя как типичные пойкилотермы".

  Однако клуб в целом ведёт себя как гомойтермный организм, обладающий относительно постоянной температурой вследствие терморегуляции химической (изменение потребления корма) и терморегуляции физической (изменение размеров и структуры). То же наблюдается и летом: защищаясь от перегрева, семья вентилирует гнездо, приносит воду, уменьшает населённость гнезда выкучиванием части пчёл и т.д. В этом смысле реакции пчелиной семьи как единого организма, а не простого скопления отдельных особей, целенаправленны и обеспечивают тепловой баланс с внешней средой.
  
  

Итак, пчелиная семья и зимой, и летом проявляет себя как гомойтермный организм. Клуб пчелиной семьи имеет слоистую структуру, состоящую из уплотнённой корки и рыхлого ядра. Подмена этой структуры шаром с равномерным заполнением и одинаковой интенсивностью тепловыделения каждой пчелой означает получение искаженных результатов в расчётах (около 20% в данном случае).

Основными производителями тепла в клубе являются активные пчёлы, находящиеся в благоприятных условиях, т.е. пчёлы теплового центра. Пчёлы корки выступают в роли тепловой защиты клуба.

На колебания наружной температуры клуб отвечает изменениями своих параметров с целью сведения тепловых потерь к минимуму.

Соотношение тепла, производимого пчёлами корки и пчёлами ядра, является задачей дальнейших исследований.

P.S. В "Пчеловодстве" № 10 за 2006 год помещена примечательная статья В.А.Тобоева "Современные методы изучения теплового гомеостаза". На термограмме 2, иллюстрирующей статью, чётко просматривается тепловой центр и корка и граница между ними.