книги / 54

пластические процессы – восстановление разрушенных веществ клеток, рост и увеличение их числа. Пластические процессы имеют особо важное значение в период эмбрионального и постэмбрионального развития пчелы и во время усиленной откладки яиц маткой. Интенсивность обмена веществ зависит от многих факторов: физиологического состояния и возраста пчелы, выполняемых ею функций, состояния семьи и т.д.

Вотличие от млекопитающих температура тела у насекомых непостоянна. Она зависит от температуры окружающей среды и в определенных пределах повышается вместе с повышением последней. Но пчелиная семья как целостная биологическая единица, объединяющая большое количество особей, способна поддерживать в гнезде более или менее постоянную температуру независимо от температуры окружающей среды. В соответствии с этим в пчелиной семье при низкой температуре среды повышается интенсивность обмена веществ для покрытия больших тепловых потерь; при высоких температурах среды обмен также возрастает в результате затрат энергии для понижения температуры. Учитывая это, необходимо принять меры к тому, чтобы пчелы не тратили лишние корм и энергию на длительные полеты за нектаром на массивы медоносных растений, расположенные далеко от пасек; пчел следует подвозить к этим массивам. Необходимо до минимума сократить осмотры пчелиных семей и избегать лишнего беспокойства пчел, особенно в период зимнего содержания.

Впроцессе эволюции пчелиная семья приспособилась к тому, чтобы максимально сократить интенсивность обмена веществ в периоды, когда она лишена возможности пополнять запасы корма. В период зимнего покоя собранная в клуб семья на единицу живой массы тратит

в4–5 раз меньше корма, чем во время активной деятельности весной и летом.

2.6. Органы кровообращения, выделения и их функции

Кровь (гемолимфа) в теле пчелы только часть пути проходит по сосудам, а затем свободно изливается в полость и омывает внутренние органы и ткани (кишечник, нервную и дыхательную системы и др.). Такая кровеносная система называется незамкнутой. Она свойственная всем насекомым, паукообразным, ракообразным. Центральным органом, обеспечивающим передвижение крови в теле пчелы, являет-

ся сердце или спинной сосуд. Кроме того, движение гемолимфы поддерживается работой двух перегородок – спинной и брюшной диафрагм. Сердце расположено над кишечником, под спинными полукольцами – тергитами. Оно состоит из пяти камер, сообщающихся друг с другом. Камера, расположенная на заднем конце сердца, замкнута. В месте соединения одной камеры с другой имеется клапан, который может открываться только в переднем направлении. Камеры сокращаются поочередно. При сокращении одной камеры кровь перегоняется в соседнюю, расположенную впереди нее. Обратному движению крови препятствуют клапаны, которые при движении крови в направлении к заднему концу закрываются. Последняя камера, находящаяся ближе к переднему концу, переходит в узкую трубочку называемую аортой. Аорта, начинаясь в брюшке, проходит через весь грудной отдел и оканчивается отверстием в головной полости.

На границе между брюшком и грудью аорта имеет извитое строение, что надо рассматривать как приспособление, предупреждающее деформацию спинного сосуда при резком движении брюшка. В боковых стенках камер также имеются отверстия, снабженные клапанами. Через эти отверстия кровь проходит в камеры сердца из окружающей полости. Клапаны здесь расположены таким образом, что могут открываться только внутрь камеры сердца. От камер сердца отходят мышечные пучки, прикрепленные другими концами к стенкам спинных полуколец. Около мышечных пучков расположены скопления клеток, называемых перикардиальными. Околосердечные мышцы вместе с перикардиальными клетками и соединительной перепонкой образуют спинную диафрагму, отделяющую сердце от нижележащих органов. Диафрагма не является сплошной перегородкой, в ней имеются просветы, через которые кровь из полости, окружающей кишечник, может проникнуть в околосердечную полость. Вторая диафрагма находится между нервной цепочкой и кишечником. Как уже отмечалось, диафрагмы способствуют передвижению крови в теле пчелы. Дополнительными приспособлениями для кровообращения являются также особые пульсирующие органы, находящиеся в голове и грудном отделе.

Кровь пчелы представляет собой жидкое вещество – плазму или гемолимфу, в которой плавают клеточные элементы – гемоциты. В гемолимфе находятся белковые вещества (до 8 %), аминокислоты, жиры

(до 5 %), сахара, соли мочевой кислоты, углекислоты, кислород, соли фосфора, кальция, магния, натрия и др.

Сложный состав гемолимфы крови пчелы объясняется ее функцией. Она доставляет всем органам и тканям питательные вещества, которые поступают в нее через стенку кишечника при пищеварении. В то же время в гемолимфу из организма пчелы переходят продукты распада, которые выводятся через органы выделения. Форменные элементы крови – гемоциты – особые клетки лишенные оболочки. Гемоциты способны к движению. Они выполняют защитную функцию, захватывая бактерии и отмирающие клетки разных органов и тканей пчелы. В какой-то степени кровь принимает участие и в функции газообмена. Наконец кровь выполняет и механическую функцию, например, при сбрасывании личиночной и куколочной шкурки во время линек, при расправлении крыльев по завершении метаморфоза, расправлении хоботка и др.

Исключительно велика роль крови во время метаморфоза (превращения): процессы роста на личиночных стадиях, переход личиночной стадии в предкукольную, а предкуколки в куколку – все это регулируется веществами, выделяемыми в кровь железами внутренней секреции. Таким образом, основные процессы обмена веществ в организме медоносной пчелы непосредственно связаны с кровеносной системой и кровообращением.

Мальпигиевы сосуды по своим функциям соответствуют почкам позвоночных животных. Они имеют вид тонких удлиненных трубочек (их насчитывается 60–100), впадающих в просвет тонкой кишки. Сосуды эти улавливают из гемолимфы мочевую кислоту, щавелевокислый и углекислый кальций и другие, вредные для организма пчелы вещества и выделяют их в просвет задней кишки. Некоторую роль в улавливании и выделении продуктов распада играет и жировое тело; оно в виде мягкой ткани покрывает поверхность внутренних полостей пчелы и внешние стенки кишечника. Основное его назначение – накапливание и хранение питательных веществ: жира, гликогена и белка. Жировое тело состоит из собственно жировых клеток, выделительных клеток и эноцитов. Чем дольше живет пчела, тем больше продуктов распада накапливается в ее клетках. По цвету выделительных клеток можно определить физиологический возраст пчел и маток. С возрастом эти клетки приобретают более темную окраску.

2.7. Дыхательная система и газообмен

Продукты расщепления питательных веществ, поступившие через кровеносную систему к клеткам тела, могут освободить содержащуюся в них энергию при окислении. Необходимый для этого кислород доставляется органами дыхания, которые одновременно удаляют из организма конечные продукты распада – углекислый газ и воду. Органы дыхания пчелы устроены в виде сильно разветвленной системы трахейных трубочек. Вся полость тела пчелы пронизана хорошо развитой системой, состоящей из трахейных стволов, воздушных мешков, трахей и трахеол.

В тело пчелы воздух попадает через особые отверстия – дыхальца. Дыхальца, или стигмы, расположены на боковых частях груди и брюшка: на груди у всех особей пчелиной семьи их три пары, на брюшке рабочей пчелы и матки шесть пар, а у трутня – семь.

Воздух через дыхальца попадает в дыхательную камеру, стенки которой покрыты волосками, защищающими трахеи от пыли. Воздушная камера соединяется с трахеей через клапан, который регулирует поступление воздуха и удаление водяных паров из организма пчелы. Воздушные мешки расположены в брюшке (одна пара очень крупная), груди (переднегрудной и заднегрудной) и в голове (три пары). Они играют роль резервуаров запасного воздуха, уменьшают удельную массу пчелы при полете, способствуют механической вентиляции трахейной системы. Трахеи – тонкостенные, сильно разветвленные трубочки. Внутренние хитиновые их стенки образуют спиральные утолщения, придающие им прочность и препятствующие спаданию и сдавливанию их просвета. Трахеи, разветвляясь, густой сетью оплетают все органы и ткани пчелы, в конечной своей части они переходят в тончайшие трахейные капилляры (трахеолы), лишенные хитиновой спирали. Трахеолы проникают между клетками тканей пчелы, доставляя им кислород и удаляя углекислый газ.

Смена воздуха в воздушных мешках и крупных трахеях проходит активно с помощью дыхательных движений брюшка. При сокращении тергиты и стерниты заходят один за другой, при расширении они раздвигаются. Движение воздуха в тонких трахеях и трахеолах происходит в силу диффузии газов.

В голове и груди воздушные мешки не спадаются. Воздушные мешки играют роль запасного пространства, которое впоследствии станет необходимым для развития какого-либо из внутренних орга-

нов. Например, у молодой пчелиной матки хорошо развитые воздушные мешки выполняют основную роль в первые дни ее жизни, когда она совершает очистительные и брачные полеты. После спаривания

струтнем за счет сжатия воздушных мешков у матки сильно разрастаются яичники. Такая матка уже не способна к полетам. При подготовке семьи к роению кладка яиц маткой резко уменьшается, а вместе

сэтим уменьшаются ее яичники; воздушные мешки вновь наполняются воздухом, и матка приобретает способность к полету.

Интенсивность дыхания пчелы зависит от ее физиологического состояния, температурных и других условий. В спокойном состоянии пчела делает 40–50 дыхательных сокращений брюшка в минуту, при активном движении, связанном с усиленным обменом веществ – до 120–150 сокращений. Особенно возрастает потребность пчелиной семьи в кислороде во время усиленной откладки маткой яиц и развития молодого потомства, что совпадает с весенне-летним периодом жизни пчелиной семьи (май – июль). В это время ее численность бывает особенно велика (50 000–70 000 и более пчел-работниц), а жизненные процессы в ней протекают наиболее активно, что связано

сусиленным выделением воска и строительством сотов, воспитанием расплода, переработкой нектара в мед.

Пчеловод должен позаботиться о вентиляции в улье, которая обеспечила бы доступ в гнездо воздуха и удаление оттуда углекислого газа. Следует также учитывать возрастание потребности пчелиной семьи в кислороде при перевозке ее на кочевку и т. п.

При недостаточной вентиляции во время перевозки в жару пчелы легко «запариваются» – становятся мокрыми и погибают. Опыты показали, что причиной «запаривания» служит питание пчел в пути разжиженным медом (нектаром, напрыском). У возбужденных пчел возрастает обмен веществ (в 500 раз), отчего увеличивается потребление корма. При недостаточной вентиляции воздух внутри улья насыщается водяными парами, и удаление воды через трахейную систему пчел прекращается. Трахеи заполняются водой, которая затем выступает наружу через дыхальца. Это и приводит к гибели пчел.

2.8.Размножение, рост и развитие пчел

Умедоносных пчел следует различать размножение отдельных особей (рабочих пчел, маток и трутней) и размножение пчелиной се-

мьи как целостной биологической и хозяйственной единицы (естественное роение и искусственное).

Половые органы матки и рабочей пчелы в основном имеют сходное строение, но у пчелы они недоразвиты. У матки они состоят из хорошо развитых парных яичников, парных яйцеводов, непарного яйцевода, семяприемника и влагалища. В каждом яичнике матки насчитывается 120–200 яйцевых трубочек, в которых развиваются и созревают яйца. Яйцевые трубочки каждого яичника впадают в соответствующий парный яйцевод, а оба они переходят в непарный яйцевод. Последний оканчивается влагалищем с двумя боковыми выступами – совокупительными карманами. В просвет непарного яйцевода впадает тонкий канал семяприемника с устьем, действующим как насос. Семяприемник имеет вид небольшого пузырька объемом 1,2–1,5 мм3 с плотными стенками, лишенными мускулатуры и обвитыми трахеями. К семяприемнику прилегает его придаточная парная железа. Несмотря на то, что рабочая пчела развивается из такого же оплодотворенного яйца, как и матка, из-за скудного режима питания личинки половая система пчелы недоразвивается. Яичники рабочей пчелы очень малы и содержат обычно по 2–3, но не более 20 яйцевых трубочек; семяприемник представлен в виде небольшого зачаточного образования, совокупительные органы не развиты, так что пчела не может спариваться с трутнем. При известных условиях, при усиленном питании яичники рабочей пчелы могут функционировать, и пчела способна откладывать небольшое количество неоплодотворенных яиц. Такая пчела называется трутовкой. Различают анатомических трутовок, т. е. пчел, у которых под влиянием обильного питания в личиночной стадии развилось несколько больше яйцевых трубочек в яичниках, но они еще не откладывают яиц. В семье их обнаружить по внешним признакам трудно, это можно выявить только при вскрытии брюшка (по виду набухших яйцевых трубочек). Если в семье долго нет матки, то часть анатомических трутовок начинают откладывать яйца. Таких пчел, откладывающих яйца, называют физиологическими трутовками. Их присутствие в семье легко обнаружить, так как они откладывают несколько яиц в одну ячейку, причем не только на донышко, но и на стенки. Безматочная семья, в которой появились физиологические трутовки, называется трутовочной. Нельзя допускать содержание безматочных пчелиных семей на пасеках.

Половые органы трутня включает парные семенники, семяпроводы, семенные пузырьки и придаточные железы, непарный семяизвергательный канал и совокупительный орган. Бобовидные семенники состоят из 150–200 семенных канальцев, в которых развиваются сперматозоиды. Концы канальцев впадают в выводной проток, соединенный с семенным пузырьком, где скапливаются созревшие сперматозоиды. Семяизвергательный канал, расширяясь, переходит в совокупительный орган, в котором различают луковицу и рожки. При спаривании трутня с маткой совокупительный орган выворачивается, как перчатка, наружу, пластинки луковицы входят в преддверие влагалища, сперматозоиды проталкиваются в луковицу, оттуда проникают в парные яйцеводы матки. За сперматозоидами в половые органы матки поступает секрет придаточных желез (мукус), который под действием воздуха быстро затвердевает, образуя во влагалище пробку, препятствующую обратному выходу сперматозоидов. По окончании этого акта в половых органах матки остаются пластинки луковицы, наполненные секретом придаточных желез трутня, так называемый шлейф («знак спаривания»), по которому можно судить о том, что матка спарилась с трутнем. Спаривание матки с трутнем происходит по достижении ими половой зрелости вне улья, в воздухе. Матка достигает половой зрелости на 7–10-й день после выхода из маточника, трутень – на 10–14-й день. На 2–3-й день после выхода из маточника матка совершает первый (ориентировочный) облет, во время которого она знакомится с местоположением улья своей семьи. Эти полеты продолжаются 3–5 минут. Позднее матки вылетают на спаривание, эти вылеты продолжаются от 12 до 45 минут, в среднем 24 минуты. В большинстве случаев матки вылетают в первый раз на спаривание в возрасте 6–12 дней. Отсутствие благоприятной погоды может задержать вылет матки на спаривание до 35 дней. Если матка не спарится в течение этого срока, то обычно считают, что она теряет способность к спариванию. Вылетают матки на спаривание при температуре не ниже 20–25 °С, на час позднее, чем трутни, т. е. когда в воздухе их уже носится масса. Брачный вылет она совершает обычно между 12 и 17 часами. При удачном спаривании она возвращается со «шлейфом», а покрывший ее трутень погибает.

Матка спаривается за один вылет не с одним, а с несколькими (в среднем с 7–8) трутнями.

Сперма из яйцеводов переходит в семяприемник, в котором, несмотря на небольшой его объем, вмещается до 8 млн. сперматозоидов. В среднем в семяприемнике у маток, начавших откладывать яйца, содержится 5,3 млн. сперматозоидов. Матки, у которых после первого вылета было менее 3 млн. сперматозоидов вылетают на спаривание второй и даже третий раз. В большинстве случаев повторные вылеты происходят в последующие дни.

Более 90 % полетов трутни совершают в 12–16 час. Продолжительность полета трутней для спаривания составляет 10–60 мин. Часто случается, что при поисках матки трутни залетают на соседние пасеки за 4–6 км. Вообще трутни не чувствуют большой привязанности к той семье, которая их воспитала, и свободно переселяются из одного улья в другой.

Возникает вопрос: почему пчелы выводят очень большое количество трутней – иногда по несколько тысяч в одной семье, если для осеменения матки их надо не более 10? Объясняется это тем, что матка спаривается с трутнями не в улье, а в воздухе, где ее ожидают всякие опасности: она может быть поймана птицей, может быть сбита порывом ветра на землю и повредить себе крылышки и другие органы, наконец, в поисках трутней может слишком далеко залететь от своего улья и заблудиться.

Наличие роя летающих трутней как раз и создает самые благоприятные условия для быстрой встречи обоих особей (матки и трутня). Места сбора трутней отчетливо ограничены – одни и те же из года

вгод. В основу положено: присутствие большого числа трутней независимо от присутствия матки; постоянство этого места сбора в течение одного сезона и в различные годы. Радиус этих зон скопления трутней невелик – 30–200 м, высота 15–50 м. Матка при брачном полете может встретить подобное скопление и тогда она спаривается с трутнями, но может и не встретить этого скопления, и тогда она возвращается не спарившейся.

Места сбора трутней чаще встречаются на расстоянии 4 км от пасеки, реже–6–7 км.

Матки спариваются на расстоянии в среднем не менее 2-х и не более 5 км от своей пасеки (отдельные случаи до 7 км).

Более продуктивны будут те пчелы, которые наиболее выносливы

вполете, а это свойство наследуется не только от матки, но и от трутней. С этим, видимо, связан тот факт, что трутни с маткой не спарива-

ются вблизи своей пасеки, ибо в противном случае отбор трутней на выносливость в полете был бы сведен до минимума.

Когда матки прилетают в места скопления трутней, они начинают совершать более активные полеты, чем затрудняют спаривание с трутнями, которые летают более медленно. Матка спаривается с самым сильным трутнем, а десятки других, не достигших ее погибают, у них происходит сокращение брюшка и выворачивание совокупительного органа. Таким образом, насыщение мест спаривания трутнями создает среди них более ожесточенную «борьбу» за маток.

Уничтожение трутневого расплода на пасеках в связи с варроатозом (зоотехнический метод борьбы) неизбежно приводит к ослаблению пчелиных семей и снижению их продуктивности.

Замечена избирательность спаривания маток с трутнями разных пород. Так, у маток среднерусской и серой горной кавказской пород наблюдается предпочтительное спаривание с трутнями среднерусской породы – они крупнее и способны проводить больше времени на местах скопления.

Через 2–3 дня после возвращения с брачной проигры матка начинает откладку яиц. За это время сперматозоиды, попавшие при акте спаривания в яйцеводы матки, поступают в семяприемник. Избыточная часть спермы выдавливается наружу и застывает в виде так называемых сперменных хвостиков. После спаривания матка становится плодной. Яичники ее значительно увеличиваются в размерах. Плодная матка откладывает двоякого рода яйца: оплодотворенные, в которые через отверстие – микропиле – попали сперматозоиды (при прохождении яйца мимо протока семяприемника), и неоплодотворенные, в которые сперматозоиды не попали. Из первых развиваются пчелы-ра- ботницы и матки, из вторых – трутни.

Совокупность яиц, личинок, предкуколок и куколок называют расплодом. Так как переход в стадию предкуколки сопровождается запечатыванием пчелами ячейки крышечкой, различают открытый расплод (яйца и личинки) и печатный (предкуколка и куколка).

Развитие пчел. Последовательный рост и развитие от яйца до взрослой особи и естественной смерти организма называется индивидуальным развитием или онтогенезом. В индивидуальном развитии все особи пчелиной семьи проходят три основные стадии – яйца, личинки и куколки. Такое последовательное изменение форм организма пчелы получило название метаморфоза (превращения). Развитие заро-

дыша пчелы внутри оболочки яйца за счет питательных веществ, содержащихся в яйце, называется эмбриональным развитием, а дальнейшее развитие личинки после выхода ее из яйца и до взрослого насекомого – постэмбриональным.

Эмбриональное развитие зародыша всех особей пчелиной семьи протекает в течение трех суток. Отложенное маткой яйцо приклеивается одним концом к донышку ячейки так, что оно стоит параллельно ее боковым стенка. По мере развития яйцо постепенно наклоняется набок и на третий день ложится на дно ячейки. За это время внутри оболочки яйца происходит усиленное деление клеток и формирование зачатков будущих тканей и органов пчелы. За несколько часов до вылупления личинки яйцо становится светло-серым, более или менее прозрачным, так что сквозь его оболочку можно рассмотреть личинку. В это время пчелы-кормилицы рядом с яйцом кладут первую обильную порцию молочка, превышающую массу яйца в 3–4 раза.

При соприкосновении с кормом оболочка яйца лопается, личинка выходит из него и начинает питаться молочком, перемешивая его круговыми движениями и плавая в нем. Постэмбриональное развитие пчелы начинается после вылупления личинки из яйца. В начале длина личинки около 1,6 мм, весит она 0,1 мг. За первые сутки она увеличивается по длине до 2,6 мм и по массе до 0,6 мг; к концу вторых суток длина составляет уже 6 мм, а масса – более 4,7 мг; к концу третьих суток личинка покрывает дно ячейки и весит 24,6 мг. Таким образом, за первые три дня постэмбрионального развития масса личинки увеличивается более чем в 240 раз, что объясняется обильным питанием полноценным высококалорийным кормом – молочком. С конца третьих суток пчелы-кормилицы начинают кормить личинок рабочих пчел и трутней смесью перги и меда. Такую смесь они получают весь остальной период развития до запечатывания ячеек.

Маточную же личинку в течение всего периода развития до запечатывания маточника пчелы очень обильно кормят молочком. В результате за трое суток (с 3–6-дневного возраста) живая масса личинки матки увеличивается в 26 раз, рабочей пчелы – в 6 раз, а трутня – в 3 раза. Если молодая личинка воспитывается в маточнике и обильно потребляет специфическое по составу маточное молочко, из нее развивается полноценная самка-матка. В результате различного характера онтогенеза матка отличается от рабочей пчелы не только по скороспелости и массе, но и по ряду важных внешних и внутренних признаков