Пчелы

Главная функция крови — перенос питательных веществ из желудочно-кишечного тракта, где они поступают в организм, ко всем остальным органам; при этом кровь выполняет и очистительную функцию, так как служит для выведения части выделяемых клетками веществ из организма. В отличие от крови высших животных, гемолимфа практически не переносит кислород к внутренним органам, но при этом выполняет несколько важных для насекомого дополнительных функций. Прежде всего, она помогает перераспределить тепло в организме, перенося его из места максимального теплообразования (а у пчелы это всегда область груди, где за счет сильного сокращения мускулатуры вырабатывается энергия) в более холодные области. В результате циркуляции гемолимфы внутренняя температура насекомого выравнивается. По своему составу кровь пчелы значительно отличается от крови теплокровных животных: в ней нет красных кровяных телец — эритроцитов, поэтому она чаще бесцветная. Около 75 % гемолимфы составляет вода, в которой растворены белки, жиры, аминокислоты, микроэлементы, сахара. Основной форменный элемент крови насекомого — особые клетки гемоциты, которые предназначены для защиты внутренних органов пчелы от проникающих в организм бактерий, вирусов, продуктов распада, инородных тел. Процентное содержание крови в теле пчелы относительно невелико — около 8 % от общей массы тела, поэтому при вскрытии тела пчелы она практически не вытекает. Еще одна особенность крови насекомого заключается в том, что полная потеря гемолимфы не является для него смертельной. Если у пчелы полностью удалить гемолимфу, то насекомое будет обездвижено, но стоит пчелу напоить водой с растворенной в ней глюкозой, как через некоторое время она оживет.

Дыхательная система

Основная задача дыхательной системы пчелы — обеспечение всех жизненно важных систем кислородом и удаление из организма углекислого газа. Дыхательная система насекомых представляет собой множество трубочек различного диаметра, которые осуществляют доставку кислорода ко всем жизненно важным органам. Помимо полых трубок, в систему дыхания пчелы входят воздушные мешки и несколько пар дыхалец, которые расположены на груди и брюшке. У каждой пчелы есть по три пары грудных дыхалец и как минимум шесть пар брюшных, у трутня количество брюшных дыхалец увеличено на одну пару. Брюшные дыхальца расположены по бокам брюшка насекомого. Дыхальца через трахеи соединены с воздушными мешками, которые расположены тоже в нескольких отделах тела насекомого: в голове, груди и брюшке. Самые крупные воздушные мешки расположены в груди. Как и дыхальца, воздушные мешки представлены парами в левой и правой половинах тела пчелы и соединены между собой крупными трахеями. Из дыхалец воздух попадает в воздушные мешки, откуда по разветвленной системе средних и мелких трахей поступает ко всем внутренним органам и клеткам пчелы. Потребности пчелы в свежем притоке кислорода зависят от температуры окружающего воздуха и активности насекомого: при низкой температуре потребление кислорода уменьшается почти вдвое, а в активной стадии полета пчела потребляет почти в 110 раз больше кислорода, чем в стадии покоя при той же температуре.

Так как при выполнении таких активных работ, как строительство сот и выращивание расплода, пчелам требуется большее количество кислорода, в период активного роста пчелиной семьи необходимо обеспечить дополнительную искусственную вентиляцию ульев, иначе пчелиная семья будет тратить дополнительную энергию на вентиляцию воздуха и потеря энергии скажется на уменьшении сбора меда.

При дыхании, помимо углекислого газа, пчелы выделяют воду, поэтому дополнительная вентиляция ульев позволит решить проблему повышения влажности внутри гнезда.

Железы

Немаловажную роль в жизни пчелиной семьи играют такие внутренние органы насекомого, как железы, которые выделяют секретирующие вещества, способствующие нормальному биологическому развитию семьи. Всего у пчелы семь различных видов желез, секрет которых помогает строить гнездо, перерабатывать корм, выращивать молодое поколение. Особенностью пчел является то, что каждая железа активна не весь период жизни насекомого, а только определенное время, в которое пчела и выполняет функцию, определяемую выделяемым той или иной железой секретом. В области головы насекомого расположены верхнечелюстные железы, главное предназначение которых — выработка основного компонента маточного молочка. Данная железа хорошо развита у особей женского пола, но отсутствует у трутней. Секрет данной железы используется для выращивания личинок, причем как рабочих пчел, так и маток, и трутней. Максимально развиты данные железы именно у матки, которая активно вырабатывает маточное молочко. Рабочие пчелы собирают выделенный секрет с ее тела, часть молочка пчелы потребляют сами, при этом вещество, способствующее быстрому росту молодняка, в то же время у взрослых пчел тормозит развитие половых органов, а также препятствует активизации инстинкта роения, т. е. направлено на сохранение целостности семьи при одной активной матке. Если матка начинает выделять меньше молочка, то взрослые пчелы испытывают нехватку данного секрета, как следствие, у них происходит активизация развития яйцекладки. А так как рабочая пчела не способна оплодотворять яйца, из них вылупляются только трутни. В природе пчелы в ответ на снижение количества маточного молочка могут начать строить маточник для самостоятельной замены матки. На пасеке знание этой биологической особенности пчелиной семьи позволяет вовремя заменить стареющую или больную матку новой, что помогает сохранить силу семьи.

Следующие железы пчелы, расположенные также на голове, — глоточные. Эти железы имеются только у рабочих пчел и используются как для производства секрета, добавляемого в маточное молочко для корма личинок, так и для производства специального фермента интраветазы, которая участвует в переработке нектара в мед. Так как матка и трутень выработкой меда и воспитанием потомства не занимаются, у них этот вид желез полностью отсутствует. Следующие железы пчелы, расположенные частично на голове насекомого, а частично — на груди, нижнегубные и грудные. Эти железы выделяют вещество, используемое пчелами в гигиенических целях: для очистки матки, себя, прочистки хоботка, содержания в чисто те гнезда. Важнейшую роль в жизни пчелиной семьи выполняют восковые железы рабочих пчел, расположенные под восковыми зеркальцами на брюшном членике пчелы. Секрет данных желез в жидком виде поступает на поверхность восковых зеркалец, где застывает в виде тонких пластинок. Именно их пчелы и используют при строительстве сот. Данные железы развиваются у молодой пчелы ко второй неделе ее взрослой жизни и максимально активизируются во время основного медосбора. Следующая железа пчелы расположена на спинке брюшного членика и называется пахучей. При помощи секрета данной железы пчелы узнают представителей своей семьи. Выделение этого секрета способствует пробуждению инстинкта роения, а также пахучая жидкость, выделяемая пчелами, помогает им ориентироваться вне улья, определяя, где именно их сородичи собирают нектар.

Еще одна немаловажная железа пчелы — ядовитая, с ее помощью пчела выделяет яд при нападении на врага. Личинки пчелы в своем развитии имеют также прядильные железы для выработки вещества для окукливания, которые у взрослой особи отсутствуют.

Половые органы

Функцию размножения в пчелиной семье выполняет матка, половые органы у остальных представительниц семьи остаются недоразвитыми, рабочие пчелы способны откладывать яйца, но только неоплодотворенные. Половые органы матки представлены влагалищем, парой яичников, двумя яйцеводами и семяприемником, соединенными в единую половую систему пчелы. Яичники матки с яйцевыми трубочками, расположенные в центральной части верхней половины брюшка, парными яйцеводами соединены с непарным яйцеводом, который, в свою очередь, соединен с влагалищем. Над непарным яйцеводом размещается семяприемник со сперматозоидами. Половые органы мужского представителя пчелиной семьи состоят из пары семенников, в которых расположены семенные канальцы, производящие сперматозоиды, семяпровода, семенного пузырька, придаточных желез и копулятивного аппарата с семяизвергательным каналом.

Половая зрелость трутня наступает к 12-му дню, матки созревают раньше и готовы к спариванию уже на 7-й день выхода из ячейки. Чаще за неделю после наступления половой зрелости матке удается завершить брачный полет актом спаривания с трутнем, при этом не одним, а последовательно с несколькими, пока в парных яйцеводах не будет достаточного количества спермы. Брачный полет совершается в ясную погоду, как правило, после полудня. При спаривании сперма трутня попадает в половые органы матки, а сам трутень погибает. После возвращения матки из брачного полета сперма из парных яйцеводов медленно стекает в семяприемник, в среднем этот процесс занимает около суток, за это время сперма сгущается и из прозрачной становится серой. Спаривание матки с трутнем позволяет ей получить свыше 8 млн сперматозоидов, на третьи сутки после спаривания матка готова к кладке оплодотворенных яиц. В то же время часть яиц матка откладывает неоплодотворенными, из них при дальнейшем развитии вырастают трутни.

Развитие пчелы

На пути от яйца к взрослой особи пчела, как и любое насекомое, проходит ряд последовательных преобразований: из яйца на первом этапе развивается личинка, которая в дальнейшем становится предкуколкой, затем проходит стадию куколки, и лишь затем куколка превращается во взрослую особь.

Развитие пчелиного эмбриона начинается внутри отложенного маткой яйца, это так называемый эмбриональный период развития будущего насекомого. Яйцо пчелы белое, вытянутой формы, длина его в среднем составляет около 1,5 мм, ширина чаще не превышает 0,33 мм. Передняя сторона яйца, обращенная кверху, слегка расширена, нижний конец более узкий, именно им яйцо прикрепляется к ячейке соты. Обращенный вверх конец яйца имеет микропиле — мизерное отверстие, через которое матка производила оплодотворение яйца полученными от трутня сперматозоидами во время прохождения яйца по влагалищу. Сверху яйцо покрыто защитной скорлупой, внутри состоит из желтка, ядра и нитей цитоплазмы. Пчелиное яйцо одноклеточное, но уже в первые часы после слияния сперматозоида с яйцеклеткой образовавшаяся зигота начинает усиленно делиться. Эмбриональная стадия развития пчелы продолжается трое суток, за это время яйцо из вертикального перемещается в горизонтальное положение. К этому моменту пчелы-кормилицы начинают заполнять ячейку пчелиным молочком. Поступление в со ту молочка активизирует процесс появления из яйца личинки, скорлупа под действием маточного молочка размягчается, и на свет появляется безногий белый червячок, который начинает активно поглощать высокопитательный корм. Первые трое суток личинку кормят только маточным молочком, в последующие три дня ее переводят на более грубый рацион, скармливая ей пергу, смешанную с медом. В этой стадии личинка сильно жиреет, накапливая питательные вещества для следующей стадии своего развития — предкуколки и куколки, так как на последующих этапах зародыш перестанет получать питательные вещества извне и ему придется расходовать для дальнейшего развития только собственные запасы жира. Почти все шесть дней своего развития личинка лежит полукольцом на дне соты, и к концу 6-го дня она занимает практически все пространство отведенной ей ячейки. К этому моменту она перестает питаться и вытягивается головой к выходу из ячейки, что становится сигналом для пчел-кормилиц к запечатыванию ячейки воздухопроницаемой восковой крышечкой.

Ячейки с открытым расплодом превращаются в запечатанный расплод. Внутри запечатанной ячейки личинка начинает плести коричневый плотный кокон. За сутки она полностью покрывает себя шелковистыми нитями из прядильной железы, которые застывают в воздухе в плотный кокон. На стадии предкуколки в теле личинки происходят серьезные изменения: большая часть ее органов в этот момент разрушается, но параллельно в личинке развиваются новые органы, во время пятой линьки личинка сбрасывает с себя старую кожицу, опорожняется от накопленного за 6 дней развития кала и замирает в неподвижном положении на 12 суток. В стадии куколки продолжают развиваться органы взрослого насекомого, по мере развития куколка меняет цвет с белого на темно-коричневый. Первой темнеет область глаз, затем принимает коричневую окраску вся голова, за ней — грудь и брюшко. В этот же период в куколке активно развиваются внутренние органы взрослого насекомого, формируются основные системы жизнеобеспечения пчелы. На 12-й день развития куколка сбрасывает свою кожицу, и после линьки вылупившаяся взрослая пчела прогрызает развившимися челюстями крышечку запечатанной ячейки. Полный цикл развития взрослой пчелы из зародыша в яйце занимает в среднем 20–21 день.

Большинство оплодотворенных яиц дает жизнь рабочим пчелам семьи, но из того же яйца может развиться и матка. Как правило, для выращивания матки пчелы строят специальные расплодные соты с увеличенной ячейкой — маточником, но матка может развиться и в обычной расплодной ячейке, так как определяющим в ее созревании является не столько место выращивания, сколько скармливаемый личинке корм. В отличие от рабочей пчелы, личинка которой с третьего дня своего развития начинает получать смесь перги с медом, будущая матка продолжает питаться только маточным молочком. Высокопитательный корм способствует быстрому росту личинки. Уже на 5-й день роста личинки пчелы запечатывают ее. Стадия куколки у матки также сокращена и продолжается 8 суток. За это время у матки, помимо остальных систем жизнеобеспечения, развиваются половые органы. Общее время развития матки из эмбриона составляет 15 суток.

В отличие от рабочих пчел и маток, трутни развиваются из неоплодотворенных яиц. Чаще трутней пчелы выращивают в тех же ячейках, что и рабочих пчел, но так как личинки трутней по размеру значительно превосходят личинку рабочей пчелы, при запечатывании пчеле приходится делать куполообразную крышечку над этой ячейкой. Развитие трутня на стадии эмбриона длится столько же, сколько у матки и рабочей пчелы — трое суток. Личинка трутня развивается медленнее: для полного созревания ей требуются 7 суток, что на 2 дня больше, чем нужно для развития матки, и на день, чем для развития рабочей пчелы. Куколка трутня развивается также медленнее: на эту стадию уходят 14 суток, а весь процесс развития трутня занимает 24 дня.