У пчел, объединенных в клуб, теплопотери уменьшаются в 9 раз, а потребление корма в период зимнего покоя снижается в 20–25 раз по сравнению с расходом корма одиночной пчелой за одинаковое время. Интенсивность обмена веществ и расход энергии в зимнем клубе в 250–300 раз ниже, чем в активный период жизни пчел.

Основная масса зимующих пчел размещается в улочках на пустых сотах, где образуется так называемое ложе клуба. Верхняя часть клуба всегда захватывает нижние участки медовых ячеек на соте, что позволяет постоянно иметь корм в обогреваемой части клуба. Холодный мед обладает большой вязкостью, и пчелы такой мед не могут потреблять, поэтому они и обогревают часть своих запасов перед использованием. По мере потребления корма клуб медленно перемещается вверх, вслед за съедаемым кормом.

Зимний клуб имеет четко выраженную структуру — внешнюю корку и внутреннее ядро, которые расчленены восковыми сотами на улочки.

Пчелы корки сидят неподвижно, головками вверх, плотно прижавшись друг к другу. Головка нижней пчелы прячется под брюшко верхней, то есть пчелы располагаются наподобие черепицы на крыше. Пчелы корки периодически меняются местами с теми, которые размещаются внутри клуба, для пополнения своих кормовых запасов в теплой части клуба. Внутри клуба пчелы размещены неплотно и могут свободно перемещаться.

Пчелы, находящиеся снаружи клуба, потребляя запасенный корм, активно генерируют тепло, что позволяет им противостоять внешнему холоду и сохранять тепло, пассивно выделяемое пчелами ядра. Толщина корки (обычно 2,5–7 см) меняется в зависимости от внешней температуры: при ее понижении клуб сжимается, при потеплении — расширяется.

Клуб на сотах размещается так, чтобы использовать тепло, вырабатываемое особями на соседних улочках. Поэтому пчелы забираются в пустые ячейки, которые с противоположной стороны заняты и обогреваются размещенными в них пчелами. Благодаря этому концентрации пчел в соседних улочках практически совпадают. До 75 % всех пчел клуба размещаются в пустых ячейках сотов.

В корке клуба температура поддерживается на уровне 7–12 °C тепла, а в центральной части зимнего клуба при отсутствии расплода — в пределах 24–25 °C. От теплового центра к периферии клуба температура постепенно снижается.

Во второй половине зимовки при появлении расплода активность пчел повышается и область стабильной температуры расширяется. В зоне размещения расплода температура повышается до 33–34 °C и поддерживается на этом уровне независимо от внешней температуры. Все это становится возможным из-за резкого увеличения расхода корма. Пчелиная семья средней силы расходует 20–25 г меда в сутки в первую половину зимовки, тогда как во вторую расход корма возрастает вдвое.

В результате разложения сахаров меда в организме пчел образуется вода (Н₂О) и углекислый газ (СО₂), которые удаляются при дыхании. Зимой суточное выделение воды в виде пара полноценной семьей составляет в среднем 46 г. Если внешний воздух будет относительно сухим, то эта вода будет легко испаряться, не задерживаясь в клубе. В противном случае влага начнет в нем накапливаться, что может вызвать проблемы, приводящие к поносу. Излишняя влага будет также конденсироваться на сотах и деревянных частях улья, в результате чего они будут плесневеть, что тоже негативно сказывается на зимовке.

Грамотная подготовка сильных семей к зимовке, наличие достаточного количества качественных кормов, правильная организация своевременного удаления влаги и углекислого газа из гнезда и улья обеспечивают благополучную зимовку семей.

Как и у всех живых организмов, среда обитания в значительной мере влияет на ее жизнедеятельность.

Поскольку улей или другое жилище пчел является открытой системой, которая круглый год связана с внешней средой (через леток), то внешние условия для пчелы начинаются не за пределами ее жилища, а за пределами ее гнезда.

Исходя из этого дальше будем рассматривать влияние внешних условий на жизнедеятельность пчел не только как действие на них окружающей природной среды, но и как воздействие внутренней среды улья, зависящей от основных элементов его конструкции.

Остановимся на таких климатических условиях: температура, влажность, газовый состав воздуха (О₂ и СО₂), ионизация воздуха, освещенность, ветер, осадки.

Широкий ареал медоносных пчел связан с тем, что в процессе эволюции общественного образа жизни они приспособились общими усилиями регулировать микроклимат своего гнезда. Благодаря этому пчелиная семья в состоянии жить в условиях, где диапазон годовых колебаний температур достигает почти 100 °C. Действительно, пчелиная семья выдерживает и внешние температуры до 40–45 °C и выживает в тех случаях, когда температура в период зимовки опускается до –50 °C.

Механизм терморегуляции используется пчелиной семьей для поддержания оптимальных (наилучших) температурных условий своей жизнедеятельности. Этот механизм представляет собой цепь сложных поведенческих актов, выполняемых рабочими особями семьи. При этом они пользуются различными способами в зависимости от того, что нужно делать — повышать или понижать температуру для установления требуемой оптимальной температуры.

Отрицательное отношение пчел к перегреву их жилища проявляется в естественных условиях еще при выборе мест для жилья. Так, если рою предоставить такую возможность, то он поселится при прочих равных условиях в жилище, защищенном от длительного прямого воздействия солнца.

Однако выбор места для жилья ввиду ограниченности количества таковых на данной территории не всегда гарантирует семье безопасность от возможного перегрева гнезда. Поэтому пчелы в процессе эволюции приспособились активно противодействовать перегреву путем вентилирования жилища — создания направленного потока воздуха взмахами своих крыльев.

Помимо вентилирования эффективными средствами снижения температуры при перегреве гнезда являются испарение воды, доставляемой в него пчелами, а также уменьшение доли тепла, выделяемого взрослыми особями. Последнее достигается тем, что бо́льшая их часть покидает жилище, располагаясь в виде роевой грозди под прилетной доской или под ульем. Эта гроздь обычно образуется во второй половине дня и исчезает к вечеру, при этом пчелы из грозди возвращаются в улей.

У пчел, как и у других холоднокровных (пойкилотермных) животных, температура тела в значительной мере зависит от температуры окружающей среды. Но наличие такой зависимости не означает равенства этих температур — пчелы обладают врожденной способностью регулировать в некоторых пределах температуру своего тела. Так, при внешней температуре 9 °C температура тела летающей пчелы составляет 18 °C, а при внешней температуре 34 °C она поднимается до 35 °C.

Механизм производства тепла у пчел основан на мышечной активности. Наибольшее его количество выделяется грудной мускулатурой.

Значительно возрастает температура тела пчел при повышении их двигательной активности, однако и у внешне неподвижных пчел (например, образующих зимний клуб) может происходить быстрый подъем температуры груди.

Температура в пчелином гнезде поддерживается с довольно высокой стабильностью, особенно в зоне расплода. Здесь ее верхняя граница при относительно высокой внешней температуре редко поднимается выше 36 °C. Так, при повышении внешней температуры от 5 до 27 °C температура в зоне пчелиного расплода увеличивается в среднем от 34,5 до 36,3 °C.

Абсолютное значение и стабильность температуры зависят от места расположения расплода. В течение весенне-летнего периода развития семьи наиболее высокая и стабильная температура бывает в центральной зоне гнезда, где расположен разновозрастной расплод. Здесь слабо или вовсе не прослеживается влияние суточных колебаний внешней температуры. Среднее значение температуры в этой зоне гнезда находится на уровне 35 °C.