Повышенное содержание углекислого газа во время зимовки Опции

[ded]

Да, высокая теплоемкость, но низкая теплопроводность. Но как бы не проспать момент включения грудных мышц в процесс термогенеза. Содержание кислорода и термогенез неразрывно связаны. А углекислый газ действительно плавно вытекает, только вот концентрация зависит от комфортности. Поясню свою мысль небольшой выдержкой из одной моей работы:

"Почти 50 лет экспериментального изучения респирации у насекомых не привело к решению базовых вопросов о механизмах респирации. Концепция происхождения прерывистой респирации Шнейдермана (Schneiderman, Williams,1955; Schneiderman, 1956, 1960; Levy, Schneiderman, 1966) основана на диффузионной теории Крога (Krogh, 1920), которая постулирует, что респирация регулируется пассивной диффузией углекислого газа и кислорода через ткани и дыхальца без необходимости в активной вентиляции, то есть переключателем механического открывания и закрывания дыхалец являлся состав и давление газов внутри трахей (обзор: Slбma, 1999, 2008). Иллюзорная теория Крога привела Шнейдермана с соавторами к развитию трехфазной DGC. Согласно этой концепции углекислый газ накапливается в закрытой трахейной системе, пока давление не достигнет 6 кРа, после чего дыхальца открываются, углекислый газ диффундирует наружу, а кислород диффундирует внутрь. Тем не менее, и в недавних обзорных работах по DGC (Chown et al., 2006; Quinlan, Gibbs, 2006; Contreras, Bradley, 2009) все еще придерживаются механистической теории Крога, полностью игнорируя дыхательные движения, отбрасывая процесс управления дыханием со стороны нервной системы. Химические реакции в карбонатном буфере, механизм ионного обмена на мембранах и возможность конвективного переноса газов в трахеях в этих работах даже не рассматриваются.
Хотя конвективные процессы в трахеях были описаны почти столетие назад (Babak, 1921; цит. по: Slбma, 2007, 2010a), сложность визуализации внутренних процессов у живых насекомых приводила к тому, что возможность конвекции рассматривалась на основе вторичных, косвенных данных (Slбma, 1984, 1988, 1994) и ее роль существенно недооценивалась, хотя процесс быстрого и ритмичного изменения объема и сечения трахей (‘rhythmic pulsation: inflated and deflated’) и их связь с выделением углекислого газа очень подробно описаны на примере блох (Herford, 1938). Позднее движения брюшка (‘abdominal pumping’) и сокращения летной мускулатуры (‘thoracic pumping’) однозначно связали с изменением давления воздуха в трахеях, воздушных мешках и движением гемолимфы (Weis-Fogh, 1967; Komai, 1998). Прямые доказательства конвективного переноса газов в трахеях получены с использованием современных методов изучения состояния трахей на основе применения Х-лучей (”synchrotron x-ray phase-contrast”) (Westneat et al., 2003, 2008; Socha et al., 2007). Было установлено, что трахеи периодически подвергаются сжатию, коллапсируют (”during compression parts of the tracheal system collapse”), эффективно изменяя свой объем (Socha et al., 2008). Каждое сжатие одновременно сопровождалось выбросами углекислого газа, то есть эти процессы синхронизированы. За период полного цикла выброса, трахеи подвергаются сжатию неоднократно, что полностью противоречит теории накопления углекислого газа до больших концентраций в процессе диффузии.
Результаты, полученные в процессе мониторинга пульсации гемоцеля (первичная полость тела, заполненная гемолимфой) (Slбma, 2008), свидетельствуют, что у наземных насекомых, а возможно и у всех членистоногих, существует независимая от центральных ганглиев (мозга) нейроэндокринная система, названная целопульсом (coelopulse). Эта достаточно автономная холинергическая система насекомых имеет явную структурную и функциональную аналогию с парасимпатической системой позвоночных. Управляющий нервный центр системы целопульса расположен в грудных ганглиях и брюшной нервной цепочке. Тем не менее до сих пор активно рассматривается чисто механистический подход к респирации у насекомых (Maina, 2002), при котором работа дыхалец аналогична работе карбюратора, а воздушных мешков – компрессора, трахеям и трахеолам отводится пассивная роль трубопроводов.
Изложенные выше основные гипотезы о возможном происхождении и эволюционном адаптивном значении DGC, игнорируют наличие активного регулирования дыхания насекомых нейроэндокринной системой (физиологическое состояние и функциональное поведение!), включая экстракардиальную (вне сердечную) пульсацию гемоцеля и химический процесс выделения свободного углекислого газа из карбонатного буфера. Slбma (2007, 2010) вполне справедливо отмечает некорректность утверждения, что газ аккумулируется внутри трахей до концентрации почти 6% в период между выбросами. Нейроэндокринная система насекомых весьма чувствительна к гиперкапнии вызванной аккумуляцией (Кузнецов, 1953). Концентрации более 2% весьма токсичны. Они индуцируют нейромышечный паралич и ассоциируются с постоянно открытыми дыхальцами. При концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе в 6,5% наступает мгновенный паралич, при 1,5% - серьезно нарушался ритм сокращений трахей (Herford, 1938). В этом отношении утверждение Шнейдермана (Schneiderman, 1960) и его последователей о возможности аккумуляции внутри трахей в период перед выбросами (interburst period) на уровне 6-7% совершенно нереалистично. Угроза гиперкапнии предотвращается выделением из растворенного карбонатного буфера непосредственно перед выбросом из трахей. Однозначное определение по этому вопросу сделал Бак (Buck, 1958; Buck, Keister, 1958; Buck, Friedman, 1958). Небольшой объем трахейной системы порядка 6% от объема тела позволяет накапливаться в трахеях не более 15% от объема углекислого газа выделяемого в момент выброса. Это прямо свидетельствует о быстром химическом выделении углекислого газа из карбонатного буфера (‘it should if CO2 is being impounded in body buffers’)." (J. exp/ Biol., 2011)

volmar_georg, повышенное содержание углекислого газа во время зимовки замедляет существенно все обменные процессы в организме пчелы?

Сообщение отредактировал Серёга - 15.1.2013, 12:57

[Vasilii_VK]

У Старателя ПС при понижении температуры Опускается ВНИЗ, как бы "удлинняя" клуб.
У Тверяка , наоборот, при понижении темп-ы ПС поднимается ВВЕРХ!
ПОЧЕМУ??? Ваше мнение пож-та!

Вроде вопрос не ко мне, но выскажу свое мнение.
Разница в количестве корма в улочках.
У Старателя хорошо закормленная семья да плюс корпус с кормом с верху. Пчела до холодов седела в большем количестве на меде, с похолоданием немного опустилась - больше заняв свободные соты, но при этом ее достаточно останется и на корме
У Тверяка все на оборот. Пчелы не закармливались, состояние кормов (расположение их) умозрительно. Если учитывать, что осень была длинная, возможно пчелы долго выводили расплод (у Тверяка это не контролировалось) подъели корма - это раз. Во вторых, все мы пчеловоды и прекрасно знаем форму расплода на большой рамке - эллипс, в середине до верхнего бруска после выхода расплода самое малое количество кормов (если не проводился закорм), хоть если смотреть со стороны боковой планки рамки может казаться что корма вроде и много. Пчела в отличие от опыта Старателя сидела в основном на пустых сотах, с похолоданием подтянулась вверх, стараясь как больше пчел распложить ближе к корму - что бы топливо было в близкой доступности.

Вообще в опыте Старателя и Тверяка стояли разные задачи, но частично перекрывали друг друга.
У Старателя - смогут ли пчелы пережить зиму без улья с помощью (контролем) пчеловода, (контролем по кормам). Мы знаем смогут.
У Тверяка - смогут ли пчелы жить летом без улья и без помощью пчеловода - смогут. Смогут ли без помощи (без контроля по кормам) пчеловода пережить зиму без улья - в данном случае почти смогли (погибли уже весной от отсутствия кормов).