Пчеловоду дальнего Востока

С греческого языка «биос» – жизнь, «логос» – учение. Биология пчелиной семьи – наука о жизни пчел, изучающая состав пчелосемей, строение, развитие, поведение каждой из особей семьи, взаимоотношения между ними, устройство гнезда, цикличность жизни в течение года.

Первые научные познания о медоносной пчеле относятся к XVI в., что обусловлено общим прогрессом в развитии экономики и науки. О возможности получения маток из молодых пчелиных личинок и яиц стало известно из исследований Николь Джекоба (Германия, 1568 г.). Сведения о том, что матка медоносной пчелы – особь женского пола и откладывает яйца, появились в печати в 1596 г. (Испания, Льюнс Мендесон де Торрез), а трутни, как самцы, описаны Ч. Батлером в 1609 г. (Англия). Пол рабочей пчелы определен Ремнантом в 1637 г. В трудах Сваммердама (Голландия, 1637 г.) «Библия природы» обстоятельно описано строение медоносной пчелы. Англичанином Артуром Доббсоном в 1750 г. было выявлено, что собираемая пчелами пыльца, является мужским «семенем», которая оплодотворяет яйцеклетку цветка и в то же время является необходимым кормом для развития личинок и пчел. Ширах (Германия, 1761 г.) опубликовал предположение о возможности перерождения личинки пчелы-работницы в матку. Многие годы среди ученых-биологов происходили дискуссии и споры, как правильно будет называться пчела – апис мелифира (пчела, приносящая мед) или апис мелифика (пчела, приносящая нектар). И только в 1761 г. дискуссии закончились тем, что шведский ученый-биолог К. Линей обосновал и предложил именовать ее на латыни «апис мелифика», что и соответствует ее биологическим особенностям. Но во всей пчеловодной литературе мира прижилось название «медоносная пчела».

В 1771 г. Антол Янша (Словакия) опубликовал свои исследования о спаривании матки с трутнем. А натуралист Рим (Германия, 1776 г.) выявил откладку яиц пчелами-работницами. Знаменитый швейцарский ученый Франсуа Гюбер (1750–1831) провел ряд важнейших исследований о медоносной пчеле, и в 1792 г. вышла первая его книга о пчелах. В середине XIX в. польским практиком-пчеловодом Джерзоном (1848 г.), а позже крупным германским зоологом Зибольдом (1855 г.) было сделано крупное открытие партеногенетического развития трутней медоносной пчелы (из неоплодотворенного яйца).

В 1851 г. американский пчеловод Лангстрог открыл так называемый «пчелиный промежуток», т. е. расстояние между сотами в гнезде, сотами и стенкой жилища, с боков, сверху и снизу гнезда. Это открытие стало основой для изобретения разборных рамочных ульев во всем мире. А роль пчел в опылении и оплодотворении цветков подробно описал Шпренгель К. К. в 1793. Во второй половине XIX – нач. XX вв. успехи развития химических, физических и биологических наук в области физиологии, сравнительной эмбриологии, биохимии, гистологии, цитологии, генетики положили начало активного изучения пчеловодства, опубликования множества монографий и выпуска мировой пчеловодной литературы. Началась эра развития рационального пчеловодства в мире с использованием на практике теоретических знаний, полученных исследованиями российских и зарубежных ученых и пчеловодов.

Медоносная пчела (apis melifica) считается не домашним, а лишь одомашненным насекомым. Появилась она, как и весь животный и растительный мир, задолго до появления человека и развивалась без его вмешательства и влияния. И даже когда человек начал добывать мед и пытался как-то руководить пчелами, у него это не особенно получалось. В этом и есть основное отличие медоносной пчелы от других домашних животных, которых человек приручил и одомашнил.

Родиной появления медоносной пчелы являются Испания, Африка, Турция и Ближний Восток. В процессе эволюции в разных природно-климатических и погодных условиях земного шара, куда она была завезена человеком и расселена (хотя пчелы и без человека активно расселялись), сформировались многие породы и популяции со своими морфологическими, биологическими и полезно-хозяйственными признаками, свойствами и особенностями. Перечислим некоторые из наиболее известных примитивных пород на планете в хозяйственном и практическом значении для человека. Это итальянская, краинская, кавказская, среднерусская, украинская, дальневосточная (серая и желтая популяция) породы, сформировавшиеся из завезенных пчел, стран-родоначальниц медоносной пчелы.

Пчелиная семья – это сообщество биомассы пчел, состоящее из женских и мужских особей. Женские особи состоят из рабочих пчел и пчелиной матки. Мужские особи, в свою очередь, состоят только из трутней. Каждая из женских и мужских особей в пчелиной семье занимает свое положение и исполняет свои определенные функции. Познать биологию медоносной пчелы – значит понять закономерности жизни целого сообщества перепончатокрылых, их характер взаимосвязей в семье и между семьями в рамках популяции, а также познать особенности разновидностей пород медоносной пчелы.

Давайте последовательно рассмотрим строение и биологические особенности всех трех особей: рабочих пчел, маток и трутней.

Строение тела пчелы

Пчела – самая маленькая особь пчелиной семьи, длиной 12–15 мм, весом 90–110 мг (с полным зобиком – до 150 мг и более). Рабочие пчелы – это недоразвитые самки. Опору тела животных составляет скелет из костей, к которому прикрепляются мышцы. У насекомых, в том числе и пчел, опору тела составляет твердый хитиновый покров. К нему прикрепляются мускулы, приводящие в движение ноги, крылья, голову, усики и т. д. Помимо этих функций, хитиновый покров выполняет и защитную функцию пчелы от механических повреждений, врагов и атмосферных влияний (температуры, ветра, дождя, солнца).

Тело пчелы делится на три части: голову, грудь и брюшко. Соединяются они между собой тонкими гибкими хитиновыми пластинками. Благодаря этому все части тела могут свободно двигаться во все стороны, выполняя работы по сбору пыльцы и меда на цветках, кормлению расплода и многие другие. Особой подвижностью отличается брюшко, так необходимое при защите пчелы от врагов, которое имеет на конце орудие защиты – жало.

Голова пчелы состоит из хитина. В ней, как в коробочке, размещается головной мозг и нервные узлы. Имеются также два отверстия – затылочное и ротовое, через которые проходит нервный пучок, соединяющий головные нервные узлы с грудной и брюшной частью нервной системы, пищеводом, дыхательными трубками и кровеносными сосудами.

Голова матки и рабочих пчел по величине и форме разные. У матки меньше размером и округлее, чем у рабочей пчелы. Голова у трутней шире и крупнее по сравнению с рабочей пчелой, по форме – более округлая благодаря большим сложным фасетчатым глазам, расположенным по бокам головы. На голове пчелы также расположены глаза: два больших сложных по бокам и три маленьких круглых на темени. Сложные глаза пчелы состоят из фасеток и зрительных столбиков. У маток и пчел их до 4–5 тыс., у трутней – до 8 тыс. Благодаря такому строению сложного глаза пчела видит очень большое количество изображений предмета по частям и более всесторонне. Но острота зрения у нее ниже, чем у млекопитающих. Сложный глаз лучше воспринимает движущиеся и колющиеся предметы, что помогает пчеле лучше ориентироваться в пространстве. Глаз хорошо различает желтый, зеленый, синий и белый цвета, а также формы, которые встречаются в природе; треугольник, квадрат и круг – не воспринимает. Простые три маленьких глаза, расположены на темени головы, воспринимают интенсивность освещения. Другие авторы утверждают, что простые глаза помогают сложным более четко воспринимать увиденное сложными глазами.

Ротовые органы пчелы сильно отличаются от строения ротовых органов трутня и матки. Верхняя губа состоит из хитиновой полоски, соединяющейся с головой подвижно. Верхние челюсти расположены по бокам рта, и имеют очень прочные мускулы. Они приспособлены для раскусывания пыльников у цветков при сборе пыльцы, разгрызания крышечки запечатанных ячеек, перетирания корма для личинок, разминания воска при строительстве и чистке сотов, а также очищения улья от наростов и мусора, защиты от врагов. Пчела сгрызает даже мешающие ей преграды из дерева. Форма верхних челюстей у всех трех особей неодинакова, так как челюсти предназначены для выполнения разных функций. У трутня челюсти развиты так слабо, что он не в состоянии даже вскрыть ячейку с медом. У матки верхние челюсти развиты хорошо, хотя используются только для прогрызания крышечки и защиты от другой матки.

У задней стороны рта имеются две нижние челюсти и нижняя губа, которые образуют у пчелы хоботок. Складывая в трубочку нижние челюсти и нижнюю губу в хоботок, пчела из нектарников венчика цветка на глубине 5–6 мм может достать нектар. Здесь же, в нижней губе, имеется так называемый «язычок с ложечкой». Он густо усыпан волосками и используется пчелами для слизывания нектара и сладостей, когда его мало. Но когда нектара много, пчела из придатков рта складывает хоботок и высасывает нектар как насосом. Жидкость или нектар из хоботка попадает в рот, а затем через пищевод – в медовый зобик пчелы. Но хоботок служит пчеле не только для сбора нектара и воды. При его помощи пчелы кормят трутней и расплод, принимают корм у полевых пчел и распределяют его по ячейкам.

Длина хоботка у разных пород пчел неодинакова: у среднерусских – 6,4 мм, у кавказских – 6,9–7,0 мм. Породы пчел и их популяции, распространенные в северных регионах страны, имеют длину хоботка меньше, чем у пород пчел южных регионов. Хоботок у маток и трутней короче, чем у рабочих пчел – всего 3,5–4,0 мм, потому что они предназначены для других целей в семье. Пчелы сами кормят их готовой пищей.

Обоняние и осязание пчелы осуществляются посредством усиков, в которых имеются обонятельные нервы, канальцы и поры. Раздражение, которое она воспринимает в виде запаха, от пор проходит по нервным канальцам к мозгу пчелы. На усиках также расположены осязательные волоски, которые соединяются с нервным канальцем, проходящим в мозг. Поэтому пчелы воспринимают сразу и запах, и представление о предмете. В условиях темноты это позволяет пчеле выполнять все работы по обслуживанию пчелосемьи.

Вкусовые органы расположены в области ротовых придатков. Пчела очень тонко воспринимает вкусы.

Слуховые органы находятся на голени передних ножек в виде волосков (струн).

Пчела также чувствительна к изменениям температуры воздуха. На повышение или понижение температуры в пределах 0,5 °C пчелиная семья уже резко реагирует.

Грудка пчелы состоит из 4 члеников, хотя у всех насекомых их три. Первый членик соединяется с головой пчелы подвижно, что необходимо ей для выполнения различных работ, в том числе и работы первой пары ножек. Второй членик мощнее всех остальных, так как в нем расположены мышцы, приводящие в движение первую пару крыльев и вторую пару ножек. Третий членик отвечает за функцию вторых пар крыльев и третьей пары ножек.

Ножки пчелы служат ей для передвижения, для сбора пыльцы и переноски ее в улей; для чистки усиков и всего тела. Они имеют щеточки, корзиночки, шипики, крючочки – все, что необходимо для работ в улье. Длина ножек пчел имеет тенденцию к увеличению их размеров по мере продвижения с севера на юг.

Ножки пчел, маток и трутней имеют одинаковое количество члеников, и состоят из вертлуга, бедра, голени и пятичленистой лапки с коготками и подушечками для ходьбы по гладким поверхностям. В деталях же ножки всех трех особей пчелиной семьи разнятся в зависимости от выполняемых функций в улье. Так, на внутреннем крае первого членика первой ножки располагаются вырез, устланный волосками, и шипик на голени. Усик, вставляясь в этот вырез, зажимается шипиком и очищается от пыльцы, мусора и воды. Усики пчелы должны быть идеально чистыми, так как выполняют важнейшую роль в обонянии и осязании.

Очень оригинально у пчелы природой устроены приспособления для сбора, переноса и разгрузки пыльцы. Довольно искусно щеточками передних ножек пчела сметает пыльцу (загребает) и переносит ее в ротовой аппарат к челюстям. Жвалами пыльца сминается в комочки, склеивается слюной и медом из зобика или нектарника, поэтому пчелы, занятые сбором пыльцы, вылетают из улья с большим запасом нектара, чем пчелы-медоносы (Д. Ходже журнал «Англия» 1955 г., № 12). Далее щеточками средних ножек пчела направляет уже сформированную в комочки пыльцу в корзиночки задних ног, утрамбовывает комочки в т. н. обножки. Корзиночки, представляющие собой гладкое углубление, обрамляющееся по краям волосками для предотвращения выпадения пыльцы во время передвижения и перелета, расположены на наружной стороне голени задних ножек. И пыльца имеет шипики, крючки, волоски для прилипания к телу пчелы. Очень занятно наблюдать процесс сбора пыльцы пчелой. В такие моменты невольно размышляешь об эволюции всего живого на Земле с ее катаклизмами, выпестовавшими растительный и животный мир, включая нас с вами.

Наполнив полные корзиночки обножек, вес которых может доходить до 20–40 мг, что составляет почти ½ веса пчелы, она торопиться к своей семье, чтобы сложить пыльцу в ячейки. Пыльцу (обножку) пчелы-сборщицы ловко выковыривают из корзиночек в ячейку шпорами средних ножек. Ульевые же пчелы утрамбовывая ее, добавляя в нее мед, получают продукт под названием перга.

Мышцы грудки обеспечивают работой и крылья пчел. Крылья у нее на вид тонкие и хрупкие. Несмотря на это, при их помощи пчела выносит из улья вес, превышающий ее собственный в 2 раза, например, мертвых трутней. Но рабочий груз доходит до 40–80 мг при весе пчелы 100–110 мг.

У пчелы две пары крыльев – передние и задние. Первая пара больше, чем вторая. У основания каждого крыла имеются ряд волосяных крючочков – от 20 до 28 на каждом крыле. В спокойном состоянии крылья работают раздельно. Но при полете, особенно с грузом, крылья соединяются в общее крыло, чем и обеспечивается большая грузоподъемность пчелы. При повреждении крючочков пчела теряет способность летать, тем более с грузом. Это надо помнить при взятии в руки неплодных маток.

Строение крыльев практически одинаково у всех трех особей. Отличаются они только размерам (у трутня самые крупные крылья, у пчелы самые маленькие). Природа наделила каждую из особей крыльями в соответствии с их биологической предназначенностью. Крылья пчел, распространенных в северных регионах страны, имеют меньшие размеры, чем у пчел на юге.

Брюшко матки и пчелы состоит из шести хорошо различимых сегментов (члеников). Каждый сегмент состоит из двух полуколец: верхних (тергитов) и нижних (стернитов). Соединяются кольца между собой хитиновыми пленочками. Такими же пленочками соединяются и все 6 члеников. Это дает возможность брюшку иметь хорошую подвижность, а также способность увеличиваться во время зимовки при накоплении каловых масс и при наполнении нектаром медового зобика. Брюшко матки увеличивается после осеменения в связи с наполнением семяприемника спермой трутней и производством яиц. Также брюшко увеличивается при вдохе и уменьшается при выдохе. Размер брюшка и тела у пчел, акклиматизировавшихся в южных районах страны, меньше, чем у пчел, распространенных в северных районах.

Жало пчелы помещается в конце последнего членика и служит исключительно для самообороны и защиты гнезда от врагов: мух, ос, шершней, лягушек, стрекоз, мышей, медведей и т. д. У матки жало также используется в качестве яйцевода. Использовать жало для обороны матка может только в борьбе с другими матками.

Жало состоит из трех частей:

1. Салазки (неподвижная часть жала, закрепленная в брюшке пчелы).

2. Непосредственно жало (часть жала, скользящая по салазкам).

3. Железа с ядом, которая подает яд под давлением в стилеты и далее – в тело жертвы.

Ядовыделительный аппарат состоит из большой и малой желез и пузыря для хранения яда. Стилет имеет зазубрины, которые не позволяют ему выходить из тела животных и человека. При попытках улететь пчела оставляет весь жалящий аппарат в коже врага и через некоторое время погибает. При ужалении насекомых с хитиновым покровом жало не остается в теле, поэтому пчела остается живой.

Чтобы ужалить врага, пчела вынуждена подгибать брюшко вниз, а это возможно только тогда, когда оно не наполнено медом.

В процессе эволюции при пожарах и угрозе огня и дыма пчелы в дуплах, спасаясь, набирали полные зобики меда. Естественно, брюшко, увеличиваясь в размере, теряло при этом подвижность. Этот инстинкт сейчас и используют пчеловоды при работе с пчелами – с помощью дымаря заставляют пчел набирать мед в зобики.

Жало пчелиной матки мощнее жала пчелы, но приспособлено, в основном, для яйцекладки как яйцевод. Трутни жала не имеют.

Система пищеварения. В брюшке находятся все органы пищеварения и медовый зобик для хранения и переноса нектара в улей. Если говорить о пищеварительной системе личинок пчел, то они абсолютно отличаются от системы вылупившейся пчелы. Личинки вскармливаются сначала уже приготовленным пчелиным молочком и позже смесью меда и перги. Пищеварение взрослой пчелы приспособлено к перевариванию пыльцы и нектара. В зимний период пчелы не имеют возможности освобождаться от фекальных масс, поэтому природа наделила их физиологическими особенностями, при которых каловые массы в течение зимы складируются и консервируются ферментами до времени весеннего облета, во время которого и освобождается пчела от фекалий. Пчелы, которые эволюционировали в условиях длительных зимовок (4–5 мес.) всегда лучше переносят зиму, даже заболевая нозематозом или имея в гнезде падевый мед, который напрямую влияет на качество зимовки пчел.

Органы пищеварения можно разделить на кишечник и группу желез. Система кишечника представляет собой одну кишку, по которой пища передвигается, переваривается, усваивается и выводится через анальное отверстие. Железы, вырабатывающие ферменты, способствуют процессу пищеварения и усваиваемости продуктов жизнедеятельности пчелы: сахара, нектара, меда, пыльцы. Каждый фермент предназначен для переваривания и усвоения только одного вещества, редко – двух. Одни ферменты переваривают белок, другие – углеводы, третьи – жиры. В основном процессы пищеварения протекают в средней кишке (желудке). Инвертаза расщепляет сахарозу на фруктозу и глюкозу. Диастаза также расщепляет крахмал на глюкозу. Триптаза расщепляет белки перги. Липаза расщепляет жиры, которых в пчелином корме не так много. У личинки остатки непереваренного корма собираются в заднем отделе средней кишки. Личинка откладывает кал в уголок ячейки и закрывает его коконом. Такая изоляция кала от личинки предотвращает ее от заражения возможной инфекцией. Консистенция и цвет кала взрослой пчелы зависит от корма, в основном от пыльцы. Консистенция кала у зимующих пчел более густая, чем у летних. Водянистые испражнения у пчел бывают при поедании недоброкачественного корма, при сырости в зимовнике или во время заболевания. В кале содержатся непереваренные зерна пыльцы, кристаллы минеральных солей, мочевой кислоты, бактерии, большое количество белка и жира.