Жизнь пчелиной семьи постоянно связана с сотами, которые пчелы строят из выделяемого ими воска. Каждый сот состоит из общего вертикального средостения, по обе стороны которого горизонтально рядами отходят ячейки, открытые снаружи. Пласты сотов в гнезде располагаются всегда вертикально. Совокупность сотов, используемых семьей для размещения пчел, их кормовых запасов и для выращивания расплода, называют гнездом. В гнезде — в пространствах между сотами — пчелы проводят всю свою жизнь, вылетая лишь в теплую погоду за сбором пищи и для освобождения кишечника от кала.
С тех пор, как пчелиные семьи стали заготавливать запасы пищи на холодное время года, у пчел и начал вырабатываться инстинкт защиты своего гнезда от многочисленных врагов. Как один из способов такой защиты у семьи пчел выработался инстинкт основания гнезда в надежных укрытиях — дуплах деревьев, где запасы пищи были бы хорошо защищены. Пчелы других видов (апис дорзата, апис флореа), обитающие в теплых странах, не заготавливают больших запасов пищи и строят свои соты открыто на ветках деревьев. Медоносная же пчела — обитательница лесов — поселяется только в хорошо защищенных дуплах живых деревьев, с узким (обычно круглым) отверстием для прохода пчел внутрь.
Средством защиты пчел от врагов послужило еще. развитие у пчел жала и использование его в борьбе с геми представителями диких животных, которые нападают на гнезда семей с целью поживиться медом.
Внутренняя поверхность дупла часто бывает недостаточно прочной для прикрепления сотов. В результате у пчел выработался инстинкт тщательной очистки своего жилища от непрочных, волокнистых частичек древесины, чтобы прочнее и надежнее прикрепить внутри дупла соты. Пчелы не причиняют дереву вреда; наоборот, очищая и промазывая дупло пчелиным клеем (прополисом), они предохраняют его от дальнейшего гниения. Пчелы очень прочно прикрепляют соты к потолку своего жилища, так что они выдерживают большую тяжесть (меда, пчел) не обрываясь. Под влиянием этого же инстинкта пчелы сгрызают в улье части холстиков и подушек, с которыми непосредственно соприкасаются, и заклеивают такие поверхности воском и прополисом.
Прополис пчелы собирают с почек некоторых деревьев, вносят его в улей, размягчают, перерабатывают и используют для заделки всех щелей, которые могут оказаться в их жилище. Прополисом же пчелы осенью заделывают часть летка, снижая тем самым доступ холодного воздуха в улей.
В естественных условиях размеры сотов зависят от величины и формы дупла, в котором поселилась семья. В условиях же использования пчел человеком применяют ульи, в которых пчелы строят каждый сот внутри деревянных рамок, тщательно прикрепляя их к верхнему и боковым брускам. Благодаря этому пчеловод может вынуть из улья и осмотреть любой сот, не причиняя ему разрушений; пчеловод может также изъять или, наоборот, добавить соты в улей, когда возникает такая необходимость.
Толщина сотов, предназначенных для выращивания расплода, более или менее постоянная — 24—25 мм. Между сотами пчелы оставляют 12—13-миллиметровое пространство (улочку). При таком расстоянии между сотами пчелы в улочке могут работать на обеих сторонах сота, не мешая одна другой. В верхней части сотов, где пчелы складывают мед, они удлиняют стенки ячеек. В результате улочка в этом месте сокращается до 5 мм (для прохода одной пчелы), а глубина ячеек (заполненных медом и запечатанных) возрастает до 16 мм; общая толщина сота в таком случае увеличивается до 28—30 мм.
В рамочных ульях соты можно ставить на разном расстоянии один от другого, но пчеловод должен придерживаться основного биологического требования семьи — оставлять между сотами (рамками) пространство шириной 12 мм. При нарушении этого условия пчелы восстанавливают нормальное расстояние, сгрызая часть ячеек или дострайвая их; соты в таких случаях часто портятся.
Ячейки сота имеют правильную шестигранную форму (рис. 18, IV). Донышко ячейки складывается из трех ромбиков, наклоненных так, что они образуют призму, углубляющую ячейку. Донышко каждой ячейки одной стороны сота служит одновременно частями донышек трех ячеек другой стороны сота. При таком строении сота повышается его прочность, уменьшаются затраты воска на отстройку ячеек, эффективнее используется пространство, занимаемое сотом.
В основной части гнезда пчелы строят соты с ячейками диаметром 5,4 мм, глубиной около 12 мм. Ячейки такого размера называют пчелиными, так как используются они для вывода рабочих пчел; в такие же ячейки пчелы складывают запасы меда и перги. С одной стороны сота размером 5×5 см насчитывается около 100 пчелиных ячеек.
Главным образом в нижней части сотов пчелы отстраивают значительно меньше трутневых ячеек диаметром 6,5 мм; такие ячейки используются для вывода трутней. При выводе трутневого расплода пчелы запечатывают ячейки с трутневыми личинками сильно выпуклыми крышечками. Тем самым улочка между двумя сотами с запечатанным трутневым расплодом сокращается до 5 мм. Лишнюю часть ячеек после выхода трутней пчелы сгрызают. В трутневые ячейки пчелы складывают только мед.
Восковыделительные железы : продольный и поперечный разрезы брюшка пчелы; вж — восковыделительные железы; по — пахучий орган (насонова железа); к — карманы. Стадии развития восковыделительных желез: /-/// — стадии их роста у молодой пчелы; IV-V — стадии затухания (дегенерации) у летной пчелы; вычлененный стернит с восковыми зеркальцами (внизу): вз — восковые зеркальца; в — волоски
Ячейки в соте направлены несколько кверху. Ячейки же, специально отстраиваемые сверху и сбоку гнезда для складывания меда, имеют значительно больший уклон кверху. В таких медовых ячейках пчелы расплод не выращивают. В начале строительства сота, когда пчелы прикрепляют его к верхнему бруску рамки, а также при переходе от пчелиных ячеек к трутневым пчелы отстраивают часть ячеек неправильной формы. Такие ячейки пчелы не используют.
В современном пчеловодстве для отстройки сотов используют рамки, оснащенные вощиной — изготовленными на заводах восковыми листами с выгравированными на них донышками пчелиных
ячеек. На вощине пчелы отстраивают лишь пчелиные ячейки (диаметром 5,37 мм) и только правильными рядами.
По отношению к летку соты могут быть расположены перпендикулярно и параллельно. В дуплах и колодах, где пчелы строят соты без. вмешательства человека, чаще всего пчелы строят соты наискось по отношению к летку. В рамочных ульях соты размещают перпендикулярно к летку — при этом обеспечивается лучшая вентиляция гнезда: воздух от летка может равномерно расходиться по всем улочкам.
На сотах вблизи летка пчелы выращивают расплод — здесь лучшие условия вентиляции. На более удаленных от летка сотах они складывают запасы меда — здесь лучшие условия для их охраны.
Гнездом пчелы пользуются в течение всей жизни семьи. Только что отстроенные соты светлые, слегка желтоватые. При использовании их пчелами только для складывания меда они все время остаются такими. Соты же, используемые для выращивания расплода, постепенно темнеют. Каждое поколение пчел оставляет после выхода из ячеек свои коконы, плотно приставшие к стенкам ячеек. Уже после выхода одного поколения пчел сот становится светло-коричневым, а после выхода последующих поколений пчел он делается коричневым, темным и даже черным. Пчелы очищают от коконов стенки ячеек, но на дне ячеек коконы остаются. Поэтому в черных сотах ячейки более мелкие, в них выводятся пчелы меньшего размера. Такие соты заменяют новыми.
Выделяют воск и строят соты пчелы лишь при возникновении в семье такой необходимости. Потребность же семьи в строительстве сотов возникает в следующих случаях: когда новая семья (рой) займет новое дупло, в котором еще нет гнезда; если старое гнездо недостаточно для размещения всех особей пчелиной семьи и ее запасов, а в улье имеется свободное пространство для строительства сотов; когда нарушена целостность гнезда. Пчелы всегда строят сплошное гнездо из сотов, расположенных один за другим. При нарушении этого правила пчелы сразу же начнут восстанавливать свою биологическую норму: на месте оборвавшегося (или изъятого пчеловодом) сота они отстроят новый.
В строительстве сотов участвуют пчелы двух возрастов: молодые — выделяющие воск, и более старые — отстраивающие соты.
Молодая пчела, только что вышедшая из ячейки, имеет неразвитые восковыделительные железы. В последующие дни железы развиваются, в них начинает выделяться воск. Наибольшего развития восковыделительные железы достигают на 12—18-й день жизни пчелы. В этом же возрасте пчелы кормят личинок.
Накопившийся в железах воск выделяется наружу через мельчайшие поры в восковых зеркальцах. При соприкосновении с воздухом жидкий воск на зеркальцах сразу же застывает и приобретает вид белых восковых пластинок. Так как у пчелы имеется 8 восковых зеркалец, то одновременно может формироваться 8 восковых пластинок. Молодая пчела с восковыми пластинками в восковых карманах снизу брюшка переходит в места строительства сотов и отдает там восковые пластинки пчелам-строительницам. Пчелы-строи-тельницы выделяют особое вещество, растворяющее воск, благодаря чему восковые пластинки при строительстве сотов спаиваются в одно целое. Фермент, растворяющий воск, летучий, поэтому воск быстро затвердевает. Полагают, что секретируется фермент верхнечелюстными железами пчел-строительниц.
Во время строительства сотов пчелы теряют часть восковых пластинок, которые падают на дно улья.
Количество воска, которое может выделить пчелиная семья, зависит от поступления в улей свежего нектара и пыльцы. В период, когда в природе нет нектара, пчелы выделяют очень мало воска или вовсе его не выделяют. Особенность пчелиной семьи продуцировать воск только при поступлении в улей свежего корма выработалась как приспособление, направленное на экономное расходование медовых запасов, сложенных в гнезде. Пчелиная семья не допускает большого расходования меда на продуцирование воска в такое время, когда она переходит на потребление запасов, сложенных в гнезде.
Результаты исследований свидетельствуют о том, что выделение пчелами воска (и отстройка сотов) возрастает прямо пропорционально количеству корма, поступающего в улей за сутки. В процессе переработки и переноса нектара все пчелы, в том числе и молодые, многократно наполняют свои зобики медом. Однако освободить зобик от всего нектара пчела не может: часть его обязательно поглощается пчелой (это связано с работой клапана в наполненном медовом зобике); избыток же корма расходуется на выделение воска. При этом потребляется и свежая пыльца.
Если в гнездо пчелиной семьи поступает столько корма, что пчелы в течение дня могут его бесперебойно потреблять, то 1 кг молодых пчел может за всю их жизнь выделить около 500 г воска. В сильной семье в течение сезона выводится до 150 000 (15 кг) пчел. Если бы они жили в период обильного медосбора, то смогли бы выделить 7,5 кг воска. Это потенциальная возможность пчелиной семьи продуцировать воск. Однако жизнедеятельность значительной части пчел совпадает с небольшим медосбором (приносом нектара и пыльцы) или с его отсутствием. В результате семья продуцирует соответственно меньше воска. Чем обильнее и продолжительнее медосбор, тем больше воска могут выделить пчелы.