Ekspresja instynktu u pszczoły miodnej

W sytuacji kiedy niedobory pożytków, choroby, nadmierne zróżnicowanie genetyczne itp. wymuszają na pszczole konieczność zmagania się z coraz to nowymi przeciwnościami, szczególnej wagi nabiera znajomość natury zachowań (behawioru) tego dzielnego owada. Wiedza ta ułatwia pszczelarzowi prowadzenie pasieki oraz znacznie podnosi uzyskiwane z niej przychody.

Zdjęcie: Wiktor Zych

Szczególnie przydatna okazuje się codzienna świadomość, że nadmierne niepokojone rodziny pszczele stają się mniej produkcyjne. Na przykład pozostawienie pasieki w bliskim sąsiedztwie linii wysokiego napięcia powoduje latem wzmożoną skłonność do rójki, zimą zaś prowadzi do nadmiernego zużycia zapasów.

Psychika pszczół jest mało znana szerszemu ogółowi pszczelarzy. Niniejszy artykuł, przedstawiający kilka praktycznych jej aspektów, powinien zachęcić czytelnika do zwrócenia na nią większej uwagi oraz podjęcia własnych obserwacji. W tym miejscu należy mocno podkreślić, że wielcy polscy pszczelarze już dawno temu, jako pierwsi na świecie, zauważyli psychiczny wymiar zachowań pszczół miodnych, wprowadzając do powszechnego użycia takie terminy, jak „nastrój roboczy” czy „nastrój rojowy”. Sławny polski pszczelarz Mikołaj Witwicki pisał: „pszczoła nigdy nie będzie zła ani trwożliwa, jeśli się wokół niej troskliwie chodzi i nie używa często podkurzania, które jest jej zgubą i prawdziwie barbarzyńskim zwyczajem”. Omówienie najważniejszych mechanizmów psychobiologicznych rządzących zachowaniem pszczoły należy rozpocząć od kilku zdań wstępu.

Zachowaniem pszczoły, podobnie jak większości innych gatunków zwierząt, steruje mózg, stanowiący główny element centralnego układu nerwowego (CUN). U pszczół miodnych ma on objętość ok. 1 mm3 i składa się z sieci ok. 960 000 komórek nerwowych – neuronów, które zdolne są odbierać, przetwarzać i przesyłać do innych komórek tego typu oraz narządów wykonawczych (czułków, narządów gębowych, narządów ruchu itp.) impulsy nerwowe. Impulsy te powstają w tysiącach różnych narządów receptorowych, tzw. sensilli, rozsianych na całym ciele pszczoły, wskutek działających na te narządy bodźców.

Impulsy stają się źródłem informacji po zakończeniu wieloetapowego procesu poznania, na który składa się: czucie, wrażenie oraz postrzeganie (percepcja). źródłem czucia jest zadziałanie bodźca, źródłem wrażenia cecha bodźca, samo zaś postrzeganie, oparte na procesie scalania wrażeń, czyli integracji pobudzeń różnych detektorów (specyficznie wrażliwych obwodów neuronalnych), inicjuje powstawanie w prymitywnej świadomości pszczoły obrazu otaczającego ją świata. Na przykład po zadziałaniu na receptorowe narządy zapachowo-smakowe pszczoły bodźca chemicznego w postaci zapachu zbieraczka jest zdolna samodzielnie szukać nektaru oraz instynktownie go pobierać, jeśli tylko jego pozostałe cechy fizykochemiczne odpowiadają wzorcom przechowywanym w genetycznej i nabytej pamięci owada.

Działanie bodźców na narządy receptorowe aktywuje zatem leżące w CUN instynktowne centra lub obwody nerwowe, zwane dawniej ośrodkami popędowymi. Instynkty te, definiowane antropocentrycznie jako potrutek działających na te narządy bodźców. Impulsy stają się źródłem informacji po zakończeniu wieloetapowego procesu poznania, na który składa się: czucie, wrażenie oraz postrzeganie (percepcja). źródłem czucia jest zadziałanie bodźca, źródłem wrażenia cecha bodźca, samo zaś postrzeganie, oparte na procesie scalania wrażeń, czyli integracji pobudzeń różnych detektorów (specyficznie wrażliwych obwodów neuronalnych), inicjuje powstawanie w prymitywnej świadomości pszczoły obrazu otaczającego ją świata.

Na przykład po zadziałaniu na receptorowe narządy zapachowo-smakowe pszczoły bodźca chemicznego w postaci zapachu zbieraczka jest zdolna samodzielnie szukać nektaru oraz instynktownie go pobierać, jeśli tylko jego pozostałe cechy fizykochemiczne odpowiadają wzorcom przechowywanym w genetycznej i nabytej pamięci owada. Działanie bodźców na narządy receptorowe aktywuje zatem leżące w CUN instynktowne centra lub obwody nerwowe, zwane dawniej ośrodkami popędowymi. Instynkty te, definiowane antropocentrycznie jako potrzeby, wykształciły się w trakcie trwającej miliardy lat ewolucji. Tkwią one w pokładach wymienianych wcześniej sieci neuronalnych w postaci wzorów impulsacji (śladów pamięci).

Ponieważ wzory te nakładały się z biegiem czasu na siebie, więc do ekspresji każdego z instynktów potrzebne jest odpowiednio wysokie (dla danego pokładu) pobudzenie czynnościowe. Z tej przyczyny do ekspresji instynktu wychowu nowej matki dochodzi jedynie w wyniku bardzo silnego, a więc odpowiednio głębokiego pobudzenia CUN pszczół, np. na skutek stresu spowodowanego utratą matki.

Ponieważ proces integracji impulsów powstałych pod wpływem danej klasy bodźców, oparty na mechanizmach ich sortowania, analizy oraz porównywania z zasobami pamięci genetycznej, wymaga odpowiedniego pobudzenia czynnościowego, więc zarówno zbytnie jego spowolnienie spowodowane spadkiem pobudzenia, jak i nagłe przyspieszenie spowodowane wzrostem pobudzenia narusza sprawny przebieg wspomnianych procesów psychicznych (ang. neuroprocessing).

Stopień pobudzenia wyznacza również szybkość reakcji na dany bodziec, zatem w miarę narastania stymulacji tym bodźcem pszczoła zwykle przyspiesza wykonywanie danej czynności. Jeśli zaś oddziaływanie tego bodźca nadal się wzmaga, to wywołane tym nadmierne pobudzenie pszczoły powoduje, że zmienia ona aktualnie wykonywaną czynność na inną. Na przykład nadmiar CO2 w powietrzu ula (gaz ten podrażnia odpowiednie receptory na czułkach) wywołuje podjęcie wentylacji ula przez najbardziej wrażliwe w tym czasie na ten bodziec pszczoły, ale nagły dalszy wzrost pobudzenia ich CUN, spowodowany percepcją dodatkowych bodźców chemicznych i wzrokowych, związanych np. z pojawieniem się wrogiego obiektu, może prowadzić do przerwania wentylacji gniazda i przejścia tych pszczół do jego obrony. Zjawisko to jest również przyczyną bardzo silnych zachowań obronnych u chorych pszczół, dręczonych wieloma różnymi bodźcami stresowymi, w tym głodem, zapachem chorych larw itp.

Mechanizm zjawiska zależności ekspresji danego instynktu od poziomu pobudzenia wykorzystuje się praktycznie w celu uśmierzenia zbytniej obronności pszczół. Na przykład w celu osłabienia pobudzenia naciera się ręce zielem melisy, natomiast dymiąc pszczoły żarzącym się próchnem, uzyskuje się wzrost pobudzenia. Wzrost presji bodźców gniazdowych na pszczołę,  szczególnie przy niedorozwoju układu nerwowego oraz hormonalnego – np. z powodu młodego wieku, a także niemożliwości ekspresji określonego wiekiem zespołu instynktownych zachowań – często prowadzi do silnego zaburzenia wspomnianych procesów psychicznych.

Zjawisko to wyraża się np. okresowym osłabieniem ekspresji instynktu, czego przykładem jest proces postępujących zaburzeń w wychowie czerwiu w rodzinach poddanych zbyt silnemu oddziaływaniu takich bodźców, jak niepokojenie, głód itp. W końcowym etapie tych zaburzeń dochodzi zwykle do ekspresji typowych zachowań stresowych, a w sytuacji skrajnego pobudzenia pojawiają się zachowania patologiczne. Zjawiska tego typu towarzyszą np. adaptacyjnej reakcji stresowej związanej z powstaniem i rozwojem nastroju rojowego.

Obserwuje się wtedy, że na 10 dni przed rójką pszczoły tracą nie tylko aktywność lotną na pożytek, ale również zdolność do wychowu larw pszczelich oraz karmienia matki. Eksponują jednocześnie głęboko ukryte w pokładach pamięci genetycznej instynkty: opijania się miodem, budowy mateczników, wychowu nowych matek czy poszukiwania miejsca na nowe gniazdo. Do wspomnianych zachowań patologicznych należy m.in. budowa mateczników rojowo-ratunkowych połączona z próbą wychowania matek z czerwiu trutowego lub też okresowe składanie miodu pod czerwiem.

Zbigniew Lipiński

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"