Этолого-физиологические реакции пчел на низкочастотные электрические поля

13 августа 2010 - Антоний

Природные электрические поля (ЭП) действовали на Земле задолго до появления на ней жизни. В процессе ее зарождения и эволюции природные ЭП, взаимодействуя с биоэлектрическими процессами, протекающими в организме, оказывали, влияние на его состояние и функционирование. Это побуждало развитие механизмов восприятия и использования ЭП, а также способствовало приобретению средств от них повреждающего воздействия.

Низкочастотные (НЧ) ЭП в атмосфере Земли порождаются преимущественно разрядами облаков (атмосфериками). В грозовых и слоистых облаках напряженность ЭП достигает значений, при которых возможно возникновение грозового разряда (до 100 кВ/м). Медленным разрядам облаков сопутствуют изменения напряженности, частота следования которых может быть ниже 1 Гц, а быстрым - десятки килогерц. В радиусе 50 км от грозового фронта напряженность ЭП может достигать 10 кВ/м.

Значительные локальные аномалии ЭП порождаются высоковольтными линиями электропередачи (ВЛ ЛЭП). Чаще всего они используются для передачи тока частотой 50 или 60 Гц. Напряженность ЭП в зоне ВЛ ЛЭП зависит от приложенного к ним напряжения. На высоте 2 м от земли напряженность ЭП под ЛЭП - 500 кВ составляет 6 кВ/м, под ЛЭП - 750 кВ - 11 кВ/м. Эти значения напряженностей соответствуют таковым при приближении грозового фронта.

Пчелы по-разному реагируют на ЭП в зависимости от их частоты и напряженности. Немаловажное значение имеет продолжительность действия ЭП, состояние пчел и биологическая ситуация. Отличается также их реагирование на изменение параметров ЭП (Еськов, Сапожников, 1979; Еськов, 1992).

Повышение активности атмосфериков, сопутствующее приближению грозового фронта, стимулирует пчел прекращать фуражировку и возвращаться в улей. Доминирующая роль в этом принадлежит раздражению пчел наведенными токами, порождаемыми атмосфериками. Они, стимулируя инстинкт хоминга, обеспечивают защиту от неблагоприятных погодных условий, упреждая их воздействие за пределами собственного жилища.

Поля ВЛ ЛЭП дестабилизируют внутригнездовой микроклимат. В гнезде семьи, находящейся под ЛЭП - 500 кВ, температура повышается по отношению к норме на 3-7°, концентрация углекислого газа возрастает в 2-6 раз (при норме в разных зонах гнезда от 0,1 до 0,3%). ЭП интенсифицирует прополисование пчелами леткового прохода и примыкающих к нему частей улья. Существенно снижается продуктивность полетов пчел-фуражиров. Отмеченные отрицательные последствия воздействия ЭП на пчел можно полностью или частично устранить посредством экранирования улья. Значительное снижение напряженности ЭП в улье обеспечивает заземление его металлической крыши.

ЭП стимулирует двигательную активность пчел. Степень их активизации зависит от напряженности ЭП. Гиперактивизацию локомоций стимулирует ЭП частотой 500 Гц при напряженности 20-30 кВ/м, Их очень высокая активность под действием такой стимуляции поддерживается в течение 4-7 мин. Затем начинается некоторый спад активности, чему сопутствует образование на сотах скоплений пчел, ориентируемых преимущественно вдоль силовых линий ЭП.
ЭП обладает выраженным репеллентным эффектом. Он настолько велик, что превосходит трофическую мотивацию. Например, около 100 пчел собравшихся на кормушке, наполненной медом, взлетают с нее за 3-10 с после включения ЭП напряженностью 40-60 квВ/м. После отключения ЭП взлетевшие пчелы вновь собираются на кормушке.

Действие ЭП способствует многократному усилению эффективности химических препаратов, применяемых в пчеловодстве для борьбы с варроозом. Применение ЭП в устройствах для термического освобождения от клещей обеспечивает повышение выживания пчел, чему способствует их высокая двигательная активность. Ею достигается интенсификация испарения воды через покровы тела и дыхательную систему. Это имеет принципиальное значение, так как в условиях гипертермии ограничение испарения метаболической воды является одной из главных причин гибели пчел.

Специфическое реагирование пчел на ЭП высокой напряженности связано с тем, что они пользуются статическим электричеством в системе внутриульевой связи. Эта связь посредством ЭП используется в процессе передачи информации об обнаруженных, источниках корма, воды и других целях полетов пчел. Возвратившаяся в улей пчела-сигналыцица («танцовщица») заряжается трением о соты. Заряд пчелы-сигнальщицы может достигать 80-90 пКл, что примерно на 2 порядка выше, чем у неактивных ульевых пчел. Наличие заряда на теле пчелы-сигнальщицы и колебание ее брюшка порождают вокруг нее специфическую вариабельность напряженности ЭП. Без этого в перенаселенном пчелином жилище при невозможности использования визуальной ориентации была бы невозможна связь между пчелой-сигнальщицей и мобилизуемыми ею пчелами. Здесь уместно подчеркнуть, что описанный способ применения электрической связи наземными животными обнаружен пока только у медоносной пчелы. У некоторых водных животных, например, электрических рыб, биогенное электричество используется в системе пространственной ориентации.

Для восприятия низкочастотных ЭП пчелами используются 2 независимых механизма. Один из них основан на использовании механорецепторных органов, другой - на раздражении наведенными токами. Роль специализированного механорецептора у пчел выполняют быстро адаптирующиеся трихоидные сенсиллы, расположенные на темени за фасеточными глазами. Амплитуда колебаний волосков находится в прямой зависимости от напряженности ЭП. Его повышению от 5 до 50 кВ/м сопутствует увеличение амплитуды колебаний волоска примерно в 25 раз. При неизменной напряженности повышение частоты ЭП от 5 до 500 Гц отражается на уменьшении амплитуды колебаний волоска в 1,3. раза.

Колебания волоска деформируют дендрит нейрона,локализирующегося в кутикулярной капсуле. Нейрон отвечает генерацией нервных импульсов на низкочастотные колебания волоска, отклоняющие его всего на 1°. Импульсация генерируется только в периоды отклонения волоска. Фиксация волоска в любом отклоненном положении, отличающемся от исходного (равновесного), не стимулирует нейрон генерировать нервные импульсы. Напряженность действующего на волосок ЭП кодируется нейроном в количестве нервных импульсов, урежающихся в процессе адаптации к действию стимула.

Подобно трихоидным сенсиллам, под действием ЭП вибрируют антенны. Их резонансная частота у пчел приходится на 50 Гц. ЭП указанной частоты при напряженности 70 кВ/м отклоняет антенны на 3°, при 150 кВ/м - на 17°. Вибрации антенн очевидно воспринимаются джонстоновыми органами, а также многочисленными антеннальными проприорецепторами. Эффективность действия ЭП возрастает с повышением статического заряда на теле, насекомого, так как это влияет на увеличение отклонения антенн.

Восприятие ЭП, не связанное с механорецепцией, основано на раздражении пчел наведенными токами. Их раздражающая эффективность возрастает с повышением напряженности ЭП. Его частота не линейно связана с величиной наводимых токов. Нелинейность частотной зависимости к току порождает неравномерность частотной характеристики восприятия ЭП. У пчел максимум чувствительности к ЭП находится на частоте 500 Гц. Порог чувствительности пчелиной семьи к ЭП указанной частоты находится на уровне 0,5 кВ/м.

Итак, пчелы используют ЭП в системе связи, а также специфически реагируют на природные и искусственные поля. Высокой эффективностью обладают ЭП высоковольтных линий электропередачи. Они чаще всего стимулируют неадекватные реакции пчел. Это связано с отсутствием у них специфических адаптаций к длительному действию ЭП высокой напряженности, та> как они не имели места в комплексе абиотических факторов, де терминировавших основные направления филогенеза пчел. Специфичность реагирования пчел на ЭП позволяет использовать это средство для управления их поведением.
 


Расскажите друзьям об этой новости:

Загрузка комментариев...