Ong mật điều hoà nhiệt độ tổ thế nào: sưởi bằng cơ bay, làm mát bằng nước

Đàn ong mật giữ khu vực nuôi ấu trùng ở mức khoảng 33 đến 36 °C, thường quanh 34–35 °C, dù bên ngoài là đêm rét hay trưa nắng gắt. Chúng sưởi bằng cách rung cơ bay mà không vỗ cánh, làm mát bằng cách quạt gió và rải nước cho bốc hơi, và không con nào giữ vai trò "bộ điều nhiệt trung tâm". Mỗi con chỉ phản ứng với nhiệt độ quanh mình theo một ngưỡng riêng, và chính sự khác nhau giữa các ngưỡng giúp cả tổ ổn định.

Vì sao ong cần nhiệt độ chính xác đến vậy

Trứng, ấu trùng và nhộng ong không tự giữ ấm được. Chúng phát triển tốt nhất trong một khoảng nhiệt hẹp; lệch ra ngoài, nhộng có thể chết hoặc nở ra ong yếu. Các nhóm nghiên cứu ở Đại học Würzburg (Đức) do Jürgen Tautz dẫn dắt đã nuôi nhộng ong ở những nhiệt độ khác nhau trong khoảng bình thường, rồi thử khả năng học và nhảy múa của ong trưởng thành. Năm 2003, họ công bố trên PNAS rằng ong nở từ nhộng nuôi ở nhiệt độ thấp hơn trong khoảng đó học kém hơn và nhảy điệu chỉ đường kém chính xác hơn.

Nói cách khác, nhiệt độ tổ không chỉ giữ cho ấu trùng sống mà còn quyết định "chất lượng lao động" của thế hệ sau. Đó là lý do đàn ong đầu tư nhiều năng lượng đến vậy cho việc điều nhiệt.

Sưởi ấm: lò sưởi bằng cơ bắp

Ong mật sinh nhiệt bằng cơ bay ở ngực. Nó có thể tách cánh khỏi cơ, rồi co cơ liên tục mà cánh không vỗ, giống như người run vì lạnh. Ngực ong khi đó nóng lên vượt xa nhiệt độ không khí. Một con ong đang "sưởi" có thể áp ngực lên nắp các ô nhộng để truyền nhiệt xuống.

Nhóm của Tautz còn phát hiện một cách tinh vi hơn. Trên bánh tổ nuôi ấu trùng luôn có một số ô trống rải rác. Ong sưởi chui hẳn vào những ô trống ấy, nằm im và rung cơ, truyền nhiệt sang các ô nhộng xung quanh từ bên trong bánh tổ, như một thanh sưởi cắm vào giữa khối. Nhìn từ ngoài, con ong ấy trông như đang nghỉ; thực ra nó đang làm một trong những việc tốn sức nhất tổ.

Cụm ong mùa đông

Ở xứ lạnh, mùa đông ong mật không ngủ đông mà co lại thành một cụm hình cầu quanh ong chúa và kho mật. Lớp ong ngoài cùng xếp sát nhau làm "áo khoác", ít hoạt động, giữ cho nhiệt bên trong không thoát ra. Ong ở lõi rung cơ sinh nhiệt, ăn mật làm nhiên liệu. Trời càng lạnh, cụm càng co chặt, giảm diện tích bề mặt; trời ấm lên, cụm nới ra.

Ong ở lớp vỏ có thể bị lạnh tới gần ngưỡng tê liệt, nên chúng luân phiên chui vào trong sưởi rồi lại ra ngoài. Không ai phân ca. Mỗi con chỉ phản ứng với cảm giác lạnh quanh mình.

Làm mát: quạt gió và nước bốc hơi

Ngày nóng, đàn ong đối mặt với vấn đề ngược lại. Hàng nghìn cơ thể đang hoạt động cộng thêm nắng chiếu vào thùng có thể đẩy nhiệt độ tổ lên quá ngưỡng. Ong có ba cách:

• Quạt gió. Một hàng ong đứng ở cửa tổ, quay cùng một hướng, vỗ cánh đẩy không khí. Ở nhiều tổ, nhóm ong quạt đứng một bên cửa đẩy khí nóng ra, bên kia khí mát lùa vào, tạo thành dòng thông gió.
• Bốc hơi nước. Ong đi lấy nước mang về, rải những giọt mỏng lên miệng ô hay nắp nhộng. Ong khác quạt cho nước bốc hơi, lấy đi nhiệt, giống như mồ hôi trên da người.
• Ra ngoài "hóng mát". Những đêm oi, nhiều ong bò ra bám thành chùm lớn ngoài cửa tổ, gọi là "để râu". Việc này giảm số cơ thể sinh nhiệt bên trong và mở lối cho không khí lưu thông.

Ai quyết định lúc nào cần nước

Ong lấy nước không biết nhiệt độ cả tổ. Vậy làm sao chúng biết cần bao nhiêu nước? Từ thập niên 1950, nhà nghiên cứu ong người Đức Martin Lindauer, học trò của Karl von Frisch, đã chỉ ra một cơ chế rất gọn: con ong mang nước về sẽ trao nước cho các ong trong tổ. Nếu nước được nhận nhanh, tức là bên trong đang cần, nó lại bay đi lấy tiếp. Nếu phải đi lang thang lâu mới có ong chịu nhận, nó hiểu nhu cầu đã giảm và thôi đi lấy.

Thời gian chờ được nhận hàng là tín hiệu. Đây là cùng một logic với nhiều hệ khác trong danh mục này: không đo nhu cầu trực tiếp, mà đọc nhu cầu qua tốc độ "tiêu thụ" ở đầu nhận.

Điệu nhảy run: gọi thêm người dỡ hàng

Ong đi lấy mật hoa cũng dùng tín hiệu tương tự. Thomas Seeley mô tả rằng khi ong mang mật về mà phải chờ lâu mới có ong trong tổ nhận, nó thực hiện "điệu nhảy run" (tremble dance), đi lắc lư khắp tổ. Điệu này kêu gọi thêm ong chuyển sang việc nhận và chế biến mật, đồng thời làm giảm việc tuyển thêm ong đi lấy mật. Ngược lại, khi được nhận nhanh, ong lấy mật nhảy điệu lắc mông để gọi thêm người đi lấy. Hai điệu nhảy giữ cho khâu "thu" và khâu "nhận" cân bằng, giống người điều phối kho cân giữa số xe về và số người bốc dỡ.

Đa dạng di truyền làm tổ ổn định hơn

Ong chúa giao phối với nhiều ong đực trong chuyến bay giao phối, thường là hơn chục con. Vì vậy ong thợ trong một tổ thuộc nhiều "dòng cha" khác nhau. Từ lâu người ta đặt câu hỏi: lợi ích của việc này là gì?

Năm 2004, Julia Jones, Benjamin Oldroyd và các cộng sự ở Úc công bố trên Science một câu trả lời. Họ tạo ra những đàn mà ong chúa chỉ giao phối với một ong đực, so với những đàn ong chúa giao phối với nhiều ong đực. Khi thay đổi nhiệt độ môi trường, đàn đa dạng di truyền giữ nhiệt độ khu ấu trùng ổn định hơn, ít dao động hơn.

Lý do nằm ở ngưỡng phản ứng. Ong thuộc các dòng cha khác nhau bắt đầu quạt ở những nhiệt độ hơi khác nhau. Trong đàn đồng nhất, khi nhiệt độ vượt ngưỡng chung, cả loạt ong cùng lúc lao vào quạt, làm nhiệt độ tụt mạnh, rồi cả loạt cùng ngừng, nhiệt lại tăng: hệ thống dao động như một máy lạnh chỉ có nút bật – tắt. Trong đàn đa dạng, khi nhiệt độ tăng dần, từng nhóm lần lượt vào cuộc, phản ứng tăng từ từ theo nhu cầu, nên nhiệt độ êm hơn.

Người điều phối có thể nhận ra bài học quen: một đội mà ai cũng phản ứng y hệt nhau dễ dồn cả về một chỗ rồi bỏ trống chỗ khác. Đội có người ngưỡng thấp, người ngưỡng cao thì phản ứng mềm theo mức độ sự việc.

Khi nhiệt độ thành vũ khí

Ong nội châu Á (Apis cerana), loài người Việt vẫn nuôi lâu đời, phải chung sống với các loài ong bắp cày lớn hay rình bắt ong ở cửa tổ. Ở nhiều quần thể ong nội, người ta ghi nhận tập tính vây kín kẻ xâm nhập thành một quả cầu ong dày đặc, rồi cùng rung cơ sinh nhiệt. Nhiệt độ trong quả cầu lên tới mức ong bắp cày không chịu nổi, trong khi ong mật chịu được cao hơn một chút. Ở ong mật Nhật Bản, một phân loài của ong nội, tập tính này được Masato Ono và cộng sự mô tả trên tạp chí Nature năm 1995.

Cùng một năng lực sinh nhiệt dùng để ủ ấm ấu trùng, nay được dùng để phòng vệ. Và cũng như mọi việc khác trong tổ, không có con nào hô hiệu lệnh: những con ở gần nhận tín hiệu báo động và tự lao vào.

Góc nhìn hôm nay: giúp ong tự điều nhiệt

Hiểu cách ong điều nhiệt giúp người nuôi ong làm đúng việc của mình: không làm thay ong, mà giảm bớt gánh cho chúng. Vài điều người nuôi ong lâu năm ở Việt Nam thường làm:

• Mùa nắng nóng, che bóng cho thùng ong, kê thùng cao khỏi mặt đất, để gần trại một nguồn nước sạch có chỗ đậu cho ong khỏi chết đuối.
• Mùa rét ở miền Bắc, thu hẹp số cầu cho vừa sức đàn để ong giữ ấm khu ấu trùng, che gió lùa vào cửa tổ.
• Hạn chế mở thùng lâu vào lúc trời lạnh hay gió to, vì mỗi lần mở là ong phải sưởi lại từ đầu.

Muốn xem tận mắt, các trại ong đón khách ở nhiều tỉnh có cầu ong khung kính, nơi có thể thấy hàng ong quạt ở cửa tổ vào buổi trưa. Ai muốn đọc thêm có thể tìm cuốn The Buzz about Bees của Jürgen Tautz, có nhiều ảnh chụp những ong sưởi nằm trong ô trống.