Lífeðlisfræði  samfélagsins

Hinar 20-80 þúsund flugur búa saman  í dæmigerðum samfélagi sem félagsleg heild sem sýnir samhygð  varðandi; öflunar  á fæðu, vörnum, bera kennsl á systur, hrynjanda efnaskipta og öndunar og hitastjórnun búsins. Það má eiginlega líkja  samfélaginu í heild sinni við líkama þar sem bf sérhæfa sig eftir þörfum samfélagsins og geta tekið að sér flest þau verkefni ef þörf krefur.

Talið er að bf fari eftirlitsferð um búið og komist þannig að hvaða verkefni þarf að leysa á hverjum tíma og taka þessar eftirlitsferðir þeirra um 2/3 af öllum tíma þeirra en aðeins 1/3 hluti tímans fer til hinna ýmsu starfa sem fellur innan þeirra verksviðs (sérhæfingar á hverjum tíma miðað við aldur).

Meðfædd eðlisávísun stjórnar að hluta til sérhæfingu bf en einnigstjórnað  af efnaáhrifum (pheromon).

Pheromon

Samfélaginu er stjórnað efnafræðilega af rokgjörnum efnum- pheromon- stundum kölluð ektohormón  (gr=pherein=yfirfæra,flytja og hormón= hvetja , hormón eru efni sem framleidd eru í líkama líffveru og hafa hvetjandi áhrif á efnaskipti í öðrum frumum líkama hennar.  ) sem ff dr gefur frá sér. Pheromon eru efni sem seyta út úr líkama dr frá útkirtlum og laða fram vist hegðunarmunstur kynsystra  (samfélagsins) þegar þær snyrta (sleikja) dr og berast þau þannig milli bf um búið auk þess að hafa áhrif sem lykthormón. Pheromon er seytt frá vissum kirtlum dr. Drottningin hefur um sig „hirð“ sem sjá um allar hennar þarfir ss. að fæða hana og og snyrta.

 Fjöldi pheromona hafa verið einangruð sem eru þýðingarmikil f samfélagslega stjórnun ss ; að „róa“ bf, aftra myndunar eggjastokka hjá vinnuflugum. Hið einkennandi „dr efni“ ,snerti pheromon, sem er framleitt í kjálkakirtlum dr, er aðal stjórnunar pheromon búsins. Þetta pheromon er samsett úr löngum fitusýru keðjum.  Bf verða varar við fjarveru þess úr búinu eftir 30 mínútur ef dr er fjarlægð. Önnur pheromon dr hvetja til; fóstrunar ungviðis, byggingar vaxköku og fæðuöflunar. Þernurnar, druntarnir og ungviðið framleiða einnig pheromon en kirtlar þeirra e  sem og drottningar eru misþroskaðir og þýðingamikklir.

Pheromon hafa mismunandi áhrif varðandi styrk þeirra og mismunandi blöndun.

Það eru þekktir 15 mismunandi kirtlar í bf sem sumir framleiða pheromon. Til dæmis eru kirtlar á „iljum“ bf og dr sem skilja eftir sig lyktarmerh var sem þær tilla niður tá.

Pheromonum er oft skipt í 2 flokka ; I virkjandi (grunn) og II hvetjandi.

I virkjandi pheromon sem berst milli bf með fæðu og  frásogast um meltingarveg og hefur þannig áhrif á taugakerfið  og vekur viss viðbrögð þeirrar bf. Svo lengi sem dr nær að  framleiðir 5-6 mg af þeim  á dag þannig að minnst  0,0001 mg berst til hverrar bf hefur það eftirfarandi áhrif

·         Örvar vaxmyndun og byggingu vaxkökunnar,

·         Hindrar byggingu drottningarhólfa

·         Hvetur  fóstruflugur til ummönnunar ungviðisins

Pheromon I ásamt pheromon II

·         Hindrar þroska eggjastokka hjá þernunum

II hvetjandi pheromon virkar aðallega sem lyktarhormón og hefur áhrif sem :

·         Virkar róandi á tilurð svermsins

·         Stabiliserar svermklasan

Lykt frá pheromoni I

·         Safnar sverminum í klasa

Pheromon I og II með pheromoni sem seytt er frá Koschevnikkirtlinum –pheromon III

·         Laðar druntana að dr á eðlunarstað

Pheromon I ásamt pheromoni  (IV)frá bakkirtlum dr

·         Hefur „kynæsandi“ áhrif á drunta á eðlunarstaðnum

Þernunnar gefa einnig frá sér pheromon  sem hjálpa kynsystrum að rata heim, til að dr og þernur  finni sverminn, varpi dr (þá einnig drunta eggjum)  og  þegar hættu stafar að búinu.  Ungviði gefur frá sér pheromon sem hindra vöxt eggjastokka þernanna og hafa jafnsterk áhrif og efni frá dr þannig að svo lengi sem ungviði er í búinu þó dr sé ekki til staðar þá er ekki sú hætta til staðar að þernur verpi fyrr en síðustu ungviðinn klekjast.

Allomon eru lyktarefni sem eiga að hafa áhrif á boðflennur sem hætta stafar af og eru oftast komið frá eiturkirtlunum, eru sterk- og óþægilega lyktandi efnisem eiga að hrekja hinn óboðna gest frá.

Þernunnar vinna viss störf eftir aldri eftir klak, hinar yngstu næst miðju klasans en vinnusvið þeirra færist utar í klasanum með auknum aldri. Þetta virðist vera aðlögun að því að auka lífslíkur hinnar einstöku þernu og þannig samfélagsins.

Druntum er einnig stjórnað af pheromonum  bæði hvað varðar fjölda þeirra í búinu miðað við fjölda þerna, hve mörgum druntaeggjum dr verpir og hvar þeir halda til í búinu. Einnig er mismunandi hvenær árs dr verpir druntaeggjum, meira fyrrihluta sumars en ekki á hausti,veturna og snemma vors. 

Druntar framleiða einnig pheromon sm virðast aðallega draga að aðra drunta á eðlunarsvæði (samkomu svæði) oglíklega einnig dr sem er eðlunarfús.

Lyktarefni frá tómum vaxkökum hvetja til frakari söfnunar nektars og frjókorna.

Einnig fer stjórnun samfélagsins fram gegnum hljóð og sjónrænar bendingar.

Fæðuöflun

Bf sækja ekki fæðu bara fyrir eigin þörf heldur fyrir þarfir samfélagsins. Þegar söfnunarflugurnar koma með byrgði sína heim í búið taka yngri „heimavinnandi“  bf við nektarnum. Hraði „losunar“ er mælikvarði á þarfir búsins, þannig að ef „losunartíminn“ er meiri en 2-3 mínútur dregur það úr „áhuga“ söfnunarfluga að sækja meira, á hinn bóginn ef losun er fljót hvetur það þær til meiri söfnunar og jv. að fleiri söfnunarflugum sé vísað á sama svæði gegnum býflugnadansinn. Einnig getur verið mismunandi losunarhraði m.v. styrk nektars td þegar meiri vatnsþörf er í búinu losa þær þynnri vökvann fyrr. Snerting við ungviði er líklega sterkasti hvatinn til söfnunar fæðu.

Mörg pheromonana hafa verið efnagreind og 2-3 þeirra er hægt að framleiða til notkunar í býrækt. Þannig er Nasonov (kirtillinn heitir þessu nafni)  pheromon notað til að fanga sverm, efninu komið fyrir í svermfangara og svermurinn leitar þangað og þannig létt fangaður. Þetta efni er einnig hægt að laða bf að vissum akri til frjóvgunar.

Pheromon frá kjálkakirtlim þerna, 2-heptanone, er hægt að nota sem áburð á td hendur en þetta efni hrekur þernurnar frá án þess að þær verði árásargjarnari fyrir vikið

Dagstaktur (circadian rhythm) samfélagsins.

Virkni búsins mælist í notkun súrefnis á tímaeiningu og rannsóknir sýna lægstu notkun um 4 að morgni en hæst 15 og munurinn getur jv verið allt að áttfaldur. Jafnvel á veturna virðist sama vera upp á teningnum.

„Öndun“ samfélagsins (loftræsting).

Hin háu efnaskipti bf þurfa jafnt loftstreymi  fersks lofts inn í búið. Hringrás lofts er stjórnað af bf sem staðsetja sig á vissum stöðum(aðallega í og við flugopið) og blakta með vængjunum og mynda þannig inn-út hringrás lofts. Loftræstingin sýnir auðsjáanlegan dagstakt og fylgir virkni samfélagsins sem að ofan nefnir jv við stöðugt myrkur.

Hættuviðbrögð

Mynstur varna hefst með viðbrögðum varðflugna. Þessu er fylgt eftir með að fjöldi bf fljúga upp til varnar búinu. Varnarflugur gefa frá sér viðvörunar pheromon, frá eitur broddinum (sérlega isopentyl acetate) sem kallar fram varnarviðbrögð samfélagsins. Það er mismunandi hvernig samfélagið bregst við eftir fjölda bf –því færri býflugur því minni viðbrögð. Varnarviðbrögð einstakra bf sem safna nektar utan búsins eru minna áberandi en heils samfélags.

Ákafin í varnarviðbrögðunum  er í hæsta máta stjórnað af ytri þáttum þá sérlega veðri. Þannig jókst árásargirnd með auknu hitastigi og sólargeislun en minnkaði með auknum vindhraða. Engin breyting varð við breytingu á aðflutningi á nektar.

Aðrir þættir sem hafa áhrif á varnarviðbrögð eru lykt,litur ,hreyfingar og hiti þess sem ógnar búinu sem og útöndunarloft (styrkur CO2) . Þannig virðist hvítur galli býflugnabóndans hafa róandi áhrif á bf.

Malurt (Artemisia absinthium L) af Körfublómaætt –asteraceae, ræktaði ég í Svíþjóð og er hægt að rækta hér. Ef ég tók nokkur laufblöð og nuddaði þeim um hendur mér hröktust bf frá án árásargirni.

Að bera kennsl  á kynsystur.

Þernurnar þekkja systur sýnar með  lykt og er þetta  lykt sem samansett er úr ýmsum þáttum ss  úr hvaða efni kúpan er,  vaxkökunum, ungviðinu, frjókornum, hunangsforðanum og troðkíttinu auk erfðafræðilegra þátta pheromona frá samfélaginu sem þessu ræður.  „Pels  bf bindur í sig þessi lyktarefni og bf því gegnumsýrðar af lyktarefnum úr búinu. Þannig bera allar bf  samfélagsins  „sömu“ lykt. Þessi kúpulykt hjálpar einnig bf að rata heim.

Stjórnun hitastigs í búinu.

Þetta er einn þeirra þátta varðandi samfélagið sem er mest rannsakaður og áhugaverðastur. Hitastjórnunin er mjög stöðug í miðjum klasanum (þar sem ungviðið er) og sammiðja jafnhitalínur út frá miðjunni. Hitanum er haldið mjög stöðugum í miðju klasans, sérlega ef ungviði er til staðar, óháð hitastigi umhverfis (allt frá 70° til -80°C) og er hitastiginu haldið við 35°C.

Bf nota nokkrar aðferðir til þess

1.Vvið hátt hitastig umhverfis dreifa þær sér meir,blakta vængjum og koma þannig af stað hringrás lofts og nýta hitatap við uppgufun vatns (580 kal. hita losna við uppgufun 1 g af vatni). Bf setja dropa af vatni víðsvegar í kúpunni og jv halda slíkum dropa átungu sinni, þessir dropar taka til sín hita og gufa upp fyrir tilstilli loftræstingarinnar. Þetta gengur svo lengi sem þær hafa aðgang að nægu vatni í umhverfi sínu. Þetta á einnig við þegar þær „þurrka“ nektarinn sem kemur heim í búið (nektar inniheldur oft 60% vatn en hunang 10-20%).  Ef hætta er á yfirhitun inni í búinu er mikil flykkjast stór hluti bf útfyrir búið og sitja í klasa við flugopið

2. Við kalt veður safnast þær í klasa sem minnkar yfirborðið sem tapar hita til umhverfisins, því meiri kuldi því þéttar sitja þær og geta myndað nokkurskonar skel sem ytrabyrði klasans ef þörf er á. Skelin samanstendur af nokkrum lögum af bf sem sitja verulega þétt saman, þar sem höfuð bf snýr inn í átt að  miðju klasans um og myndar einangrandi lag, hin hærði líkami þeirra kemur hér vel að notkun sem einangrun. Hitavarðveisla á þennan hátt sparar verulega fæðunotkun þeirra.  Ef þetta nægir ekki til að halda nægum hita auka þær efnaskipti sín (í flugvöðvum) með áti hunangs og mynda þannig hita. (talið er að flugvöðvarnir skjálfi og myndi þannig hita).

Ef hitastig fellur enn þá skríða bf inn í tóm hólf og þétta klasann enn meir.

Því stærri(fleiri bf) sem klasinn er því auðveldara er að halda hita.

Hitamyndun hverrar bf inni í búinu reiknast til ríflega 0,1 J (0,3 cal) á mínótu. 1 kg (u.þ.b. 10 000) bf gefa frá sér á klukkustund u.þ.b. 70 kJ (= 17 kcal) þetta er þrefalt meira en manslíkamin gefur frá sér við verulega áreynslu. Bf á flugi gefa frá sér u.þ.b. 1750 KJ (417 kcal) á kg og klukkustund.

Stjórnun rakastigs

Með ótrúlegri nákvæmni er rakastigi haldið við 40% (+/- 10%) við ungviðið og í vetrarklasanum, en getur verið allt að 65% annarstaðar í búinu vegna lægra hitastigs.

Loftræsting

Við efnaskipti bf notast súrefni og myndast koltvísýringur. Þess vegna verða að vera stöðug loftskipti um flugopið. Þetta gerist fremst gegnum frjálst flæði lofts án tilstuðlan bf en við meiri þörf á loftskiptum við hærri efnaskipti stjórna bf loftflæðinu sem fyrr nefnir með að blaka vængjunum. Enda þjónar þessi aðferð 3 meiginhlutverkum; loftskiptum, hitastjórnun og stjórnun rakastigs.

1 kg af bf mynda 3,5 l CO2 á klst. við 35°C og nota u.þ.b. sama magn af O2, en við 20°C einungis 0,7 laf CO2.  Vegna þéttleika klasans og rammanna stígur CO2 magnið þrátt f ofannefnt upp í 0,5% og O2 niður í 18% (í andrúmslofti 0,03- og 21%)

Þar sem CO2 minkar hratt við lægra hitastig,minkar loftþörf  verulega þegar virknin í búinu minkar og þola bf tiltölulega hátt magn CO2, sérlega þegar ekkert ungviði er til staðar í vetrarklasanum (þegar loftskipti eru verulega hæg), án þess að hljóta skaða af.

Hreinlæti

Með um 50 miljón ára þróunarsögu hafa bf fundið aðferð til að koma í veg fyrir sjúkdóma sem eru þeim náttúrulegir. Fyrst ber að nefna ótrúlegt hreinlæti þeirra, að halda búinu hreinu frá öllu „rusli“. Bf við 14 daga aldur sjá um að fjarlægja dauðar systur sínar úr búinu, og lífrænn massi sem borist hefur í búið ss mús sem hefur drepist inni í búinu er þakin troðkítti. Um 1000 flugur drepast dag hvern á hásumri en athiglivert er hve fáar slíkar finnast í búinu en það er af hluta til hve fljótt þær eru bornar út en einnig er það vegna þess að eldri bf drepast venjulega fyrir utan búið (eðlisávísun ??).

Í því sem bf framleiða-hunangi, troðkítti, fóðursafa, vaxi?- eru gerladrepandi- eða  hemjandi efni.

Allt innrabyrði býkúpunnar er makað með troðkítti í þessum tilgangi. Fóðursafinn inniheldur fúkkalyf (sem er þó bara ¼ af virkni penisillíns) sem nægir til að halda  frá  gerlum.

Hægðalosun fer fram utan búsins hjá fullorðnum bf en við vetrarhvíldina losa þær ekki hægðir fyrr en við fyrsta flug ársins sk hreinsunarflug. Einungis ef eh sjúkdómar eða streita hrjáir búið að vetri geta þær fengið skitu inni í búinu og eru þá venjulega  dagar þess taldir. Ungviðið skilur eftir hægðir sínar í botni klakhólfsins en þá hulið kókong.

Engum hefur tekist að sjá eða mynda hægðalosun dr en ef slíkt á sér stað er líklegast að hirðflugurnar „sleiki á henni rassgatið“.