Крупные шмели оказались разборчивее мелких

Крупные шмели тратят много времени, чтобы запомнить расположение цветков с высоким содержание сахарозы в нектаре. В то же время их мелкие сородичи уделяют одинаковое внимание цветкам с низкой и высокой концентрацией сахарозы. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, мелким рабочим особям невыгодно быть разборчивыми, ведь из-за низкой грузоподъемности они не могут унести много нектара и пыльцы даже с особенно ценных цветков. Кроме того, они держатся ближе к гнезду, что ограничивает их возможности для поиска кормовых растений.

Пчелы очень внимательно подходят к выбору растений для кормления. Обнаружив новый цветок, эти насекомые оценивают концентрацию и качество нектара. Если растение заслуживает повторного посещения, пчела несколько раз пролетает над ним, запоминая его внешний вид и расположение. Чем привлекательнее цветок, чем продолжительнее такой полет. Полученную информацию пчела использует самостоятельно, а также делится ей с другими рабочими особями.

В отличие от пчел, шмели не передают товарищам по колонии данные о расположении кормовых объектов. Тем не менее эти насекомые тоже совершают специальные полеты, чтобы запомнить вновь обнаруженные цветки. Связана ли их продолжительность с качеством цветка, как у пчел, пока неясно.

Чтобы разобраться в данном вопросе, команда энтомологов во главе с Элизой Фраснелли (Elisa Frasnelli) из Университета Линкольна провела ряд экспериментов с земляными шмелями (Bombus terrestris), живущими в теплице. В шмелином гнезде отлавливали молодых рабочих особей, которые успели совершить первый ориентировочный облет, и помещали их на искусственные цветы, содержащие раствор сахарозы разной концентрации (10, 20, 30 и 50 процентов по массе) и окруженные тремя черными цилиндрами для облегчения ориентировки. Затем с помощью видеокамеры исследователи фиксировали полеты, которые шмели совершали над цветками после кормления. 

В общей сложности авторы провели эксперименты со 115 рабочими особями. Анализ полученных записей позволил в деталях изучить, как именно шмели собирают данные о расположении цветка. Например, во время полета насекомые несколько раз поворачивались к нему головой. Чем выше была концентрация сахарозы в цветке, тем больше времени шмели летали над ним после кормления (р=0,009). При этом доля полета, которую рабочая особь провела, повернув голову к цветку, также увеличивалась с ростом концентрации сахарозы. Таким образом, качество цветка действительно определяет, как много времени шмель проведет, запоминая его расположение. 

В данном эксперименте Фраснелли и ее коллеги использовали лишь крупных шмелей, которые чаще участвуют в сборе корма, дальше отлетают от гнезда и приносят в него больше нектара и пыльцы. Однако в шмелиных колониях есть и более мелкие рабочие особи. Они проводят больше времени внутри гнезда, а если вылетают за кормом, то собирают его меньше и ближе к дому.

На следующем этапе исследователи собрали более обширную выборку шмелей разных размеров, которым предложили искусственные цветы с двадцати и пятидесятипроцентной концентрацией сахарозы. В остальном эксперимент повторял первый. Проанализировав результаты отдельно для мелких (с шириной груди менее 4,5 миллиметра, что является средней величиной для данного вида) и крупных (с шириной груди более 4,5 миллиметра), они обнаружили заметные различия в их поведении.

Крупные шмели тратили достоверно больше времени, чтобы облететь цветки с пятидесятипроцентной концентрацией сахарозы и запомнить их расположение. Кроме того, они чаще поворачивались к ним головой. Цветкам с двадцатипроцентной концентрацией сахарозы крупные особи посвящали меньше внимания. Напротив, мелкие шмели проводили примерно одинаковое количество времени над цветками с высокой и низкой концентрацией сахарозы. 

Дополнительные наблюдения показали, что на искусственных цветках с высокой концентрацией сахарозы крупные шмели потребляют значительно большие объемы жидкости, чем мелкие. Напротив, при низких концентрациях эта разница менее заметна. Таким образом, обнаружив ценный цветок с высокой концентрацией сахарозы, крупные рабочие особи могут собрать больше нектара, так что им выгодно потратить дополнительное время на то, чтобы запомнить его расположение. В то же время мелкие рабочие из-за низкой грузоподъемности соберут примерно одинаковое количество нектара с любого цветка, а значит, особого смысла тратить время на запоминание ценных растений у них нет. Кроме того, у мелких шмелей ниже дальность полета, так что выбор цветков для кормления у них ограничен.

Если шмели выходят из спячки слишком рано, когда цветы еще не появились, они рискуют погибнуть от голода. К счастью, у этих насекомых есть секретный способ заставить растения цвести раньше, кусая их листья. В ряде случаев раскрытие бутонов удается ускорить на 30 дней. При этом повреждения, которые наносят растениям люди, оказывают очень слабый эффект.

Сергей Коленов