Органы кровообращения, дыхания и нервная система

От издателя

На основе обобщения данных современной отечественной и зарубежной науки и практики книга знакомит читателя с жизнью пчелиной семьи и вопросами применения продуктов жизнедеятельности медоносных пчел в медицине и ветеринарии.

Подробно излагаются сведения о пчелином яде и его препаратах, маточном молочке, меде, воске и прополисе, об их составе и физиологических свойствах, действии на организм человека, о лечении этими продуктами отдельных заболеваний.

 

Ч а с т ь 1

БИОЛОГИЯ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ

ГЛАВА I

СТРОЕНИЕ ТЕЛА ПЧЕЛЫ

Все тело пчелы ясно разделяется на три подвижно соединенных между собой части: голову, грудь и брюшко.

Голова имеет округленно треугольную форму, покрыта твердым плотным хитином. По бокам головы помещаются большие выпуклые глаза; они называются сложными, так кик состоят из нескольких тысяч отдельных маленьких глазков. Кроме того, на темени пчелы помещаются еще три небольших простых глазка.

От передней части головы отходит пара членистых усиков; каждый состоит из одного длинного основного членика и многочленистого жгутика. Благодаря такому строению усик может свободно двигаться во все стороны. На усиках расположены органы обоняния и осязания.

В нижней части головы, спереди, имеются верхние челюсти, за ними — сложно устроенный хоботок пчелы, которым она слизывает мельчайшие капельки нектара в цветках.

Грудь пчелы присоединена к голове тонкой и короткой хитиновой кольцеобразной пленкой; вследствие такого присоединения пчела может двигать головой во все стороны, что необходимо ей для работы в улье и на цветках.

К груди пчелы прикреплены передняя и задняя пары перепончатых крыльев и три пары членистых ножек.

Крылья у пчелы состоят из прочных продольных и поперечных жилок, между которыми натянута тонкая прозрачная пленка. В спокойном состоянии крылья у пчелы сложены одно над другим с каждой стороны вдоль тела; когда же пчела взлетает, то передние и задние крылья сцепляются между собой так, что образуют как бы одно целое крыло с каждой стороны тела. Сцепление крыльев осуществляется посредством крючочков, находящихся на передней стороне заднего крыла, и складки на заднем краю переднего крыла, за которую крючочки могут зацепляться.

Крылья соединены с грудью так, что они могут двигаться вверх и вниз в результате сближения и раздвигания верхних и нижних полуколец груди. Внутри груди к спинным и брюшным полукольцам расположены мощные мускулы, сокращение которых вызывает быстрые одновременные движения обоих крыльев. Пчела во время полета делает крыльями до 440 взмахов в секунду.

 

Рис. 1. Строение тела пчелы:

с — сложные глаза; г — простые глаза; у — усик; ч — верхняя челюсть; х — хоботок; I, II, III— передняя, средняя и задняя ножки; к — корзиночка; пк — переднее крыло; зк — заднее крыло; 1-6 — членики брюшка.

 

Каждая ножка пчелы состоит из нескольких члеников; на последнем имеются два маленьких коготка и подушечка. Коготками пчела пользуется во время передвижения по шершавой поверхности (дереву, сотам), а подушечками – по гладкой, скользкой поверхности (части растений, стекло); подушечками пчела как бы присасывается к такой поверхности.

На задних, ножках пчелы имеются корзиночки, в которые пчела складывает пыльцу во время сбора ее с цветков для переноса затем в улей. Корзиночка состоит из углубления, по краям которого расположен ряд длинных крепких волосков.

 

Рис. 2. Восковыделительные железы пчелы:

А — брюшное полукольцо с восковыми зеркальцами (з); Б — восковые чешуйки; В — восковая железа (в продольном разрезе) только что родившейся пчелы; Г — то же. пчелы в возрасте 18 дней; Д — пчела (с брюшной стороны), имеющая восковые чешуйки (вч), выступающие из-под члеников брюшка.

 

Брюшко соединено с грудью коротким стебельчатым члеником. Оно состоит из шести подвижных члеников-сегментов, каждый из них — из двух полуколец, спинного и брюшного, также подвижно между собой соединенных. Вследствие такого устройства пчела может увеличивать и уменьшать объем брюшка, что необходимо при дыхании. Когда пчела набирает мед или нектар, ее брюшко тоже расширяется.

На 3, 4, 5 и 6 брюшных полукольцах размещены восковыделительные железы. Снаружи они имеют вид двух неправильных пятиугольников с прозрачным кожным покровом без волосков — восковые зеркальца. Воск выделяют клетки, выстилающие эти зеркальца с внутренней стороны. У молодой пчелы, только что вышедшей из ячейки, клетки восковыделительной железы небольшого размера с ясно выраженными ядрами. В течение первых дней жизни пчелы клетки эти постепенно растут и в период с 12 по 18 день достигают максимального развития. Так как клетки плотно прилегают одна к другой на поверхности восковых зеркалец, то они могут расти только в высоту.

Внутри клеток образуются мельчайшие капельки воска, которые затем сливаются в большие капли. Жидкий воск просачивается наружу через мельчайшие поры в восковом зеркальце. Под воздействием воздуха и более низкой температуры воск на поверхности зеркальца застывает и принимает форму прозрачных четырехугольных чешуек. Пчелы берут эти восковые чешуйки ножками и используют для строительства сотов. Часть восковых чешуек обрывается и падает на дно улья, поэтому в улье, где идет интенсивное строительство сотов, всегда можно обнаружить восковые чешуйки на дне.

У пчел имеются так называемые верхнечелюстные железы, выводной проток которых открывается у основания верхних челюстей. Секрет этих желез растворяет воск. Вещество, растворяющее воск,— летучее, легко испаряется, после чего воск снова затвердевает. Пчелы берут восковые пластинки, разминают их челюстями и строят ячейки сотов, плотно соединяя чешуйки. Это обеспечивает прочность ячеек.

Выделяют воск только молодые пчелы. Когда пчела переходит на работы в поле, восковыделительные клетки становятся маленькими, недеятельными. Старые пчелы воска вовсе не выделяют, но принимают большое участие в строительстве сотов из воска, который дают молодые пчелы.

Пчелы выделяют воск только при наличии взятка, когда они вносят в улей свежий нектар и пыльцу. В это время пчелы усиленно питаются, у них в теле образуется избыток питательных веществ, которые и превращаются в воск. Чем сильнее взяток и чем больше в улье молодых пчел, тем больше воска может выделить семья пчел. Хотя в состав воска белок не входит, но для образования его в клетках желез необходима и белковая пища — пыльца растений. При полном отсутствии пыльцы пчелы воска не выделяют.

Если весь улей заполнен сотами и в гнезде нет места для строительства новых сотов, то пчелы воска не выделяют. И наоборот, чем больше пустого пространства в гнезде, тем активнее пчелы строят соты (конечно; при наличии взятка) и больше выделяют воска. Одна семья пчел в благоприятных условиях за весенне-летний сезон может выделить до 1,5 кг воска.

Органы пищеварения

Пищей для пчел служат нектар и пыльца с цветков медоносных и пыльценосных растений. Собирают пчелы нектар при помощи хоботка, складывающегося из многих отдельных удлиненных члеников. Наиболее длинная часть хоботка — язычок — заканчивается ложечкой, снабженной рядом длинных густых волосков. С помощью ложечки пчела может слизывать мельчайшие капельки нектара. Слизанная капелька поднимается к глотке по тоненькой (капиллярной) трубочке, расположенной в середине язычка.

Когда же пчела берет из ячейки мед, она погружает хоботок глубоко, а мед поднимается к глотке не по капиллярной, а по более широкой трубке, образуемой другими составными частями хоботка. Пчела совершает насасывающие движения мускулами глотки, ускоряя этим забирание корма.

Нектар из глотки попадает в длинную узкую трубочку — пищевод, который из головы проходит в грудь и далее в брюшко, где, расширяясь, образует медовый зобик. Стенки медового зобика легко растягиваются, вследствие чего он может вместить до 50-60 мг жидкости. Медовый зобик может сжиматься под воздействием мускулов, составляющих его стенки. В улье пчела передает принесенный нектар другим пчелам или складывает его в ячейки.

За медовым зобиком идет средняя кишка, которая является главным органом, перерабатывающим и усваивающим пищу. Медовый зобик отделен от средней кишки особой промежуточной кишкой. Промежуточная кишка состоит из трех частей — головки, клапана и рукава. Головка находится внутри медового зобика. Она состоит из четырех долек, совершающих непрерывные захватывающие движения, как только медовый зобик окажется наполненным жидкостью. При этом зерна пыльцы, попавшие в зобик вместе с нектаром, захватываются и через промежуточную кишку попадают в среднюю. Благодаря этому устройству нектар, собранный пчелой, очищается от большей части пыльцевых зерен, которые в немалом количестве попадают в нектар из пыльников распустившегося цветка. Поэтому мед, сложенный в ячейки, отличается чистотой и прозрачностью.

Рукав промежуточной кишки входит внутрь средней кишки. По этому рукаву пища может небольшими порциями поступать в среднюю кишку и далее продвигаться вдоль нее. Стенки кишки, периодически волнообразно сокращаясь, медленно проталкивают пищу. Она свободно проникает из медового зобика в среднюю кишку; обратно в медовый зобик пища уже не может попасть, так как под ее давлением рукав, прижимаясь к стенке кишки, закрывает свой просвет.

Это гарантирует постоянную чистоту меда.

Средняя кишка имеет толстые мускулистые стенки, образующие большие поперечные складки. Железистые клетки этой кишки выделяют пищеварительный сок, который содержит ферменты, разлагающие не только сложный сахар и крахмал, но также белок и жир на более простые составные части. В средней кишке переваривается главным образом пыльца; она здесь обволакивается слизистой студенистой массой (околопищевой оболочкой), содержащей пищеварительный сок. Эта студенистая оболочка предохраняет нежные железистые клетки средней кишки от механических повреждений, а также не дает бактериям, попадающим в кишечник вместе к пищей, проникать к ним.

Пыльцевые зерна имеют плотную оболочку, которая в кишечнике пчелы не разрушается. Пищеварительные же соки проникают внутрь пыльцевого зерна через отверстия (поры) в его оболочке. Под влиянием ферментов содержимое пыльцевого зерна — крахмал, белок, жир — растворяется в выходит в кишку.

В задней половине средней кишки происходит всасывание растворенной части пищи. Оболочки пыльцевых зерен и другие вещества остаются, а вода, в которой растворена часть пищи, разложенная на более простые составные части, всасывается клетками кишки и содержимое ее уплотняется.

Рис. 3. Система органов пищеварения пчелы:

1 — глотка; 2 — пищевод; 3 — медовый зобик; 4 — средняя кишка; 5 — тонкая задняя кишка; 6 — толстая задняя кишка; 7 — мальпигиевы сосуды.

От конца средней кишки отходит тонкая задняя кишка. В том месте, где средняя кишка переходит в заднюю, начинаются выводные протоки так называемых мальпигиевых сосудов. Эти сосуды — тоненькие трубочки в количестве 100-120 — играют роль органов выделения, подобно почкам высших животных. Клетки этих сосудов вбирают в себя из окружающей крови вредные для организма продукты распада (мочевую кислоту, соли и другие вещества), которые по трубочке затем выливаются в тонкую заднюю кишку и удаляются.

По тонкой задней кишке непереваренные остатки пищи вместе с продуктами распада проникают в толстую заднюю кишку, резервуар со складчатыми стенками, в котором за зиму накопляются каловые массы. Количество их к весне может достигнуть 35-40 мг (почти половины веса тела пчелы) без какого-либо вреда для пчелы. Весной во время первого вылета пчелы освобождают свой кишечник.

В стенках задней кишки имеются б ректальных желез. С их помощью впитывается вода и сгущается кал. Железы эти выделяют вещества, задерживающие развитие гнилостных бактерий.

Матка, которая обычно не вылетает из улья, выделяет кал на соты, пчелы сразу же удаляют его. Однако при неблагополучной зимовке, когда пчелы съедают чрезмерно много меда или когда у них нарушается функция всасывания в средней и задней кишках, у пчел к концу зимы может накопиться избыток кала, который загрязняет соты и стенки улья. При этом погибает много пчел.

Органы кровообращения, дыхания и нервная система

Кровь пчелы прозрачная, слегка желтоватая. В отличие от крови высших животных и человека в ней нет красных кровяных клеток (эритроцитов), которые разносят кислород из легких во все части тела. Поэтому кровь у пчел не участвует в процессе дыхания.

Главная функция крови заключается в разносе питательных веществ, которые поступают в нее через стенки средней кишки. Кроме того, в кровь попадают продукты распада, которые должны удаляться из организма. Кровь приносит эти продукты к органам выделения (мальпигиевым сосудам), которые очищают ее от ненужных организму веществ.

Кровь, чтобы выполнять свои функции, должна все время передвигаться внутри тела. Движется кровь в теле благодаря сокращениям трубковидного сердца, расположенного в спинной части брюшка в направлении от его заднего конца к груди. Сердце разделено на 5 камер. Задняя камера на конце замкнута. На переднем конце каждая камера сужается в узенькую трубку, проникающую в соседнюю камеру. Стенки камер состоят из сильных мускулов. При их сокращении кровь переливается по суженной трубке из каждой камеры в соседнюю по направлению к груди. Мускулы сердца сокращаются последовательно от заднего конца к переднему, соответственно чему кровь переливается из задних камер в передние, проталкивается затем в узкую трубку — аорту, отходящую от сердца. Обратному току крови препятствует суженная трубка (клапан), которая при нарастании давления жидкости в камере спадается и закрывает отверстие.

 

Рис. 4. Органы кровообращения, дыхания и нервная система:

1—5 — камеры сердца; С — сердце: А — аорта; т — трахея; г — головной мозг (надглоточный узел); уз-уз — грудные узлы нервной цепочки; уз (1—5) — брюшные узлы нервной цепочки.

 

В камерах сердца имеются также отверстия, через которые кровь из полости, окружающей сердце, проникает внутрь камер. Эти отверстия находятся у задних концов всех камер, кроме последней. Обратному току крови при сжатии камер препятствуют имеющиеся здесь клапаны.

Частота сокращений сердца зависит от поведения пчелы и внешней температуры. В спокойном состоянии у пчелы, медленно передвигающейся по соту, сердце сокращается 60-70 раз в минуту, у движущейся пчелы число сокращений возрастает до 100 в минуту, а у пчелы во время полета оно достигает 140-150 раз в минуту. При понижении температуры число сокращений сердца уменьшается, при повышении — возрастает.

Из сердца кровь по аорте проходит в голову и здесь выливается в полость тела. Обратный путь от головы к брюшку кровь совершает не в сосудах, а свободно двигаясь в полости тела.

В голове кровь омывает мозг и другие органы, затем она попадает в грудь, где проходит вблизи мощных мускулов, приводящих в движение крылья и ножки пчелы. Из груди кровь попадает в брюшко. Путь крови в брюшке регулируется с помощью двух диафрагм — брюшной и спинной. Сначала кровь омывает нижнюю часть брюшка и заключенные там органы, затем попадает в среднюю часть, где проходит мимо средней кишки. Здесь она насыщается питательными веществами и освобождается от вредных продуктов распада. Далее кровь насасывается в околосердечную полость, из которой она попадает опять в сердце.

В состав крови насекомых, кроме жидкой плазмы, входят еще маленькие клетки — лейкоциты. Они выполняют в организме защитную функцию — поглощают и растворяют попавшие внутрь тела бактерии и всякие посторонние, вредные для организма вещества.

Чтобы поддерживать жизнедеятельность клеток и органов тела, а также создавать тепло, нужное организму, еще недостаточно доставить к клеткам питательные вещества. Необходим еще кислород, который, соединяясь с питательными веществами, дает животное тепло.

Доставка кислорода у пчел осуществляется через сложную сеть трубок — трахеи, по которым воздух, содержащий кислород, непосредственно доставляется ко всем частям и органам тела.

На поверхности тела пчелы имеются 9 пар дыхалец-отверстий, через которые воздух проникает в трахеи. На брюшке расположены 6 пар дыхалец, по одной паре в каждом сегменте, через которые воздух преимущественно поступает в тело, а в груди 3 пары, через которые воздух преимущественно выходит из тела.

Дыхальца устроены сложно. Воздух попадает через отверстия в покрове тела в дыхательную камеру, густо усаженную длинными волосками. Здесь воздух очищается от пыли. От дыхательной камеры отходит трахея, имеющая в самом начале замыкающий аппарат, с помощью которого пчела может закрыть просвет трахеи. Таким образом регулируется поступление воздуха внутрь дыхательной системы.

 

Рис. 5. Органы дыхания пчелы:

А — строение трахеи; х — спиральные утолщения трахеи; э — клетки, выстилающие трахею; Б — строение дыхальца; тр — трахея; зм — замыкающий клапан; к — камера; в — волоски; о — отверстие дыхальца; 1—3 — грудные дыхальца; 4—9 — брюшные дыхальца.

 

По трахеям воздух попадает в воздушные мешки — большие резервуары, размещенные в голове, груди и брюшке. Такие резервуары имеются у всех хорошо летающих насекомых. Они служат для обеспечения пчелы воздухом во время полета и для уменьшения удельного веса пчелы, облегчающего полет.

От воздушных мешков отходят тонкие трахеи, имеющие в своих стенках спиральные утолщения, поддерживающие трахею в расправленном состоянии. Трахеи много раз ветвятся, постепенно уменьшаясь в диаметре. Очень тонкие трахеи уже не содержат хитиновых утолщений; их стенки становятся проницаемыми для воздуха и водяных паров. Такие мельчайшие трубочки (трахеолы) проникают во все органы тела пчелы, где и заканчиваются.

В трахеолах происходит обмен газов: в клетки тела проникает кислород, а из клеток в трахеолы поступают углекислый газ и водяные пары.

Обмен воздуха в воздушных мешках и крупных трахеях происходит вследствие дыхательных движений брюшка пчелы. Пчела расширяет и сжимает брюшко. Число и глубина дыхательных движений зависят от состояния пчелы: спокойно сидящая пчела совершает около 40 дыхательных движений, а после длительного полета — до 120-150 дыхательных движений в минуту.

Использование кислорода воздуха у пчел сильно отличается от его использования у высших животных. (Чистый воздух содержит 21% кислорода, 0,02% углекислого газа). Пчелы могут без заметного вреда жить в воздухе, содержащем до 5% кислорода и до 9% углекислого газа. Высшие животные в таких условиях жить не могут. Следовательно, пчелы могут значительно полнее использовать кислород воздуха, чем высшие животные.

Потребность пчел в кислороде зависит от температуры и состояния пчел. Возбужденные пчелы потребляют в 140 раз больше кислорода, чем спокойно сидящие на сотах. Пчелы могут очень экономно расходовать кислород в спокойном, бездеятельном состоянии и быстро развивать огромную энергию, когда в этом возникает необходимость.

Нервная система пчелы состоит из мозга, находящегося в голове, и отходящей от него брюшной нервной цепочки, расположенной в нижней части груди и брюшка.

Мозг пчелы — это два нервных узла: большой надглоточный, который соединен двумя нервными стволами с меньшим подглоточным узлом. Надглоточный узел дает нервы к простым и сложным глазам и к усикам; подглоточный — к хоботку и другим ротовым частям.

Брюшная нервная цепочка состоит из двух параллельных стволов и утолщений — нервных узлов. Эти нервные узлы попарно срастаются между собой и образуют сложные узлы брюшной нервной цепочки. У пчелы имеется 7 таких узлов: два — самых крупных — в груди и пять в брюшке.

От узлов брюшной нервной цепочки отходят нервы ко всем внутренним органам, к жалу и к многочисленным чувствительным волоскам, расположенным по поверхности тела, а от грудных узлов — к ножкам и мускулам крыльев.

Нервная система выполняет несколько функций. Во-первых, она согласовывает работу отдельных органов соответственно потребностям всего организма. Так, при полете у пчелы повышается работа мускулов, а это увеличивает потребность мускульных клеток в питательных веществах. Соответственно усиливается кровообращение и дыхание. Следовательно, изменения в ритме работы одного органа неизбежно вызывают изменения и в работе многих других органов. Эту функцию согласования работы отдельных органов выполняет нервная система.

Нервная система вместе с органами чувств позволяет пчеле ориентироваться в пространстве и выполнять действия в соответствии с той внешней средой, в которой пчела находится. Пчела обладает врожденными безусловными рефлексами, которыми она отвечает на соответствующие воздействия внешней среды, и условными рефлексами, приобретаемыми в процессе жизни; они играют огромную роль в поведении пчел, обеспечивая им возможность эффективного сбора нектара и накопления медовых запасов.

У пчелы имеется два сложных и три простых глаза. Простой глаз пчелы состоит из прозрачной линзы, образующей бугорок на хитиновом покрове головы. С внутренней стороны к линзе подходит слой зрительных клеток, от которых отходят зрительные нервы в мозг пчелы. С боков линзы расположены пигментные клетки, содержащие черное вещество, поглощающее световые лучи. Свет от предмета, находящегося перед пчелой, проникает через линзу к зрительным клеткам, где вызывает соответствующее раздражение, которое передается по нервам в мозг и дает зрительное ощущение. С помощью простых глаз пчела различает предметы на близком расстоянии, ориентируется при сборе нектара с цветов и работе в улье.

Сложные глаза пчелы состоят из 4-5 тыс. (у трутня свыше 8 тыс.) маленьких отдельных глазков, образующих на поверхности глаза шестиугольные площадки — линзы, окруженные волосками. Каждый глазок имеет отдельную линзу, под которой находятся прозрачный хрустальный конус и хрустальная палочка. Со всех сторон глазок окружен пигментными клетками. Они черного цвета и поглощают падающие на них световые лучи. Благодаря пигментным клеткам к зрительным нервам, находящимся у основания хрустальной палочки, доходят световые лучи лишь от предметов, расположенных непосредственно против глазка. Каждый глазок сложного глаза воспринимает лишь очень ограниченную часть пространства, расположенного перед ним. Но все глазки вместе создают отображение всего поля зрения. Такое изображение, слагающееся из отдельных маленьких частей в каждом глазке, называют мозаичным, а способ восприятия изображения — мозаичным зрением. Сложными глазами пчела различает предметы на далеком расстоянии. Их выпуклое расположение на голове позволяет пчеле охватывать огромное поле зрения, что необходимо для ориентировки во время полетов.

 

Рис. 6. Схема устройства сложного глаза пчелы:

1 — линза; 2 — пигментные клетки; 3 — зрительные клетки; 4 — нервные волокна.

 

Чтобы определить, какие цвета различают пчелы, ученые ставили следующие опыты. Вблизи от улья устанавливали столики с блюдцами. На одном из столиков под блюдце клали лист цветной бумаги, например синей, а в блюдце наливали корм — сахарный сироп. Пчелы находили через некоторое время этот корм и регулярно начинали посещать и забирать его. Затем через несколько дней синий лист бумаги переносили на соседний столик с пустой кормушкой. Прилетающие пчелы после этого стали садиться на соседний столик с синей бумагой, хотя корма там не было. Пчелы в этом случае ориентировались на синий цвет, который они хорошо различают. Пчела ищет, подлетая к месту расположения столиков, не сам корм (сахарный сироп), который без цвета и запаха заметить трудно, а синий цвет, который у пчелы условно связался с наличием корма. Таким путем можно установить, какие цвета различают пчелы.

Исследования показали, что пчелы различают шесть цветов: желтый, сине-зеленый, синий, ультрафиолетовый, пурпурный и фиолетовый. Особенно хорошо пчелы отличают ультрафиолетовый цвет — невидимый для человека, но широко распространенный в природе. Ультрафиолетовый цвет обладает наибольшей силой раздражающего действия на пчел.

Красный, зеленый, желтый цвета, хорошо различимые человеком, пчелы воспринимают как один желтый цвет, но зато в полосе коротких световых волн пчелы видят пять цветов, из которых три неразличимы человеком.

Пчелы могут различать и форму предметов. Опыты показали, что пчелы четко различают формы, напоминающие лепестки цветков и цветки, т.е. формы, обычно встречающиеся им в природе. При этом они хорошо различают количество лепестков в цветке в пределах от 3 до 6, а также 8, 10, 12. Лучше всего запоминают цветки с пятью лепестками. Однако формы, с которыми они в природе не сталкиваются (треугольник, квадрат и др.), пчелы не различают.

Обоняние у пчел сильно развито. Основное место, где находятся органы обоняния,— усики. На поверхности их имеются многочисленные углубления — по-разному устроенные обонятельные ямки, прикрытые сверху пористыми пластинками. В этих ямках расположены чувствительные нервные клетки, воспринимающие получаемое раздражение и передающие его в мозг. Таких обонятельных ямок имеется до 15 тысяч на каждом усике.

Пахучие вещества отделяют от себя молекулы, которые, распространяясь в воздухе, попадают через пористую пластинку на чувствительные клетки обонятельных ямок, вызывая соответствующие ощущения запаха.

Чтобы определить, какие запахи различают пчелы, их приучают брать сахарный сироп с одного из столиков. Сиропу придавали запах какого-либо растения — мяты, жасмина, клевера. Затем, когда пчелы привыкали брать корм, кормушку с сиропом убирали, а на соседний столик клали ветку, смоченную тем же пахучим веществом, который был и в кормушке. После этого пчелы безошибочно садились на столик с запахом, хотя никакого сиропа там не было.

Обоняние у пчел развито значительно сильнее, чем у человека. Пчелы воспринимают запахи некоторых цветков (например, смородины), которые человек не ощущает. Они способны также четко находить определенные, знакомые им запахи среди десятков других. Пчелы различают и смеси запахов. Способность пчел тонко различать запахи имеет большое значение при отыскивании нектара в цветках растений.

Каждая пчелиная семья обладает своим индивидуальным запахом, по которому пчелы отличают пчел своей семьи от чужих. Запах этот складывается из суммы запахов нектара, который они вносят в улей. Если пчелам разных семей давать корм с одинаковым запахом, то они вскоре перестают различать своих пчел от чужих. В обычных условиях пчелы каждой семьи собирают нектар с различных видов растений и приносят его в разной пропорции, так что в ульях получаются неодинаковые смеси нектара, а следовательно, семьи приобретают разные запахи. Если же пчелы всех семей работают на каком-либо одном медоносе (например, на липе), то различия в запахах отдельных семей сглаживаются; пчелы на некоторое время утрачивают способность различать своих пчел от чужих. Пчелы обладают способностью четко определять время суток. Например, если выставлять на пасеке сахарный сироп ежедневно в один и тот же час, то пчелы вскоре станут прилетать к привычному для них времени. Пчелы точно различают время и в условиях искусственного (электрического) освещения, следовательно, это чувство времени не зависит от положения солнца. Для выяснения у пчел чувства времени был проведен следующий опыт. Пчел, находящихся в Париже, приучали летать с 8 часов 30 минут до 10 часов в комнате при искусственном освещении. Затем на самолете пчел перевезли в Нью-Йорк, где солнечное время на 5 часов отличается от парижского. Оказалось, что пчелы на новом месте вылетали точно с 8 часов 30 минут по привычному для них парижскому времени.

 

ГЛАВА II

ЖИЗНЬ ПЧЕЛИНОЙ СЕМЬИ

Медоносные пчелы живут большими семьями. Пчела вне семьи не может долго жить и погибает. Это характерно не только для пчел, но и для муравьев, ос, шершней и других насекомых, объединяемых по этому признаку в группу общественно живущих насекомых.

Число особей в семье пчел достигает среди лета 50-60 тысяч. Такая многочисленная семья собирает большое количество нектара и за сравнительно небольшой срок запасается кормом на весь зимне-весенний период. Кроме того, такой большой семье легче перенести зимовку — выделяется больше необходимого тепла.

Состав пчелиной семьи

Пчелиная семья состоит из матки — полноценной высокоразвитой самки, нескольких сот самцов — трутней, которые выводятся и живут в семье только весной и летом, нескольких десятков тысяч рабочих пчел — недоразвитых самок, которые выполняют различные работы, обеспечивающие существование и размножение всей семьи.

Матка. По внешнему виду матку легко отличить от рабочих пчел — она крупнее их. Средний вес матки в период откладывания яиц равен 0,25 г, тогда как рабочие пчелы весят в среднем по 0,10 г. Длина тела матки 18-20 мм, рабочей пчелы 12-15 мм. Кроме того, у рабочих пчел в спокойном состоянии крылья, сложенные на спине, полностью закрывают все брюшко, у матки же, имеющей более длинное брюшко, оно полностью не закрыто крыльями.

Голова матки более округлена, а сложные глаза занимают меньшую часть головы, чем у рабочей пчелы. Несколько иначе у матки устроены задние ножки: они длиннее, на них нет корзиночек для сбора и переноса пыльцы, матка не имеет и восковыделительных желез. У нее, как и у рабочих пчел, есть жало длинное; слегка изогнутое, оно служит для откладывания яиц, а также для защиты в борьбе с другими матками. Матки отличаются большой нетерпимостью друг к другу.

Матка, кроме откладывания яиц, никаких других работ не выполняет. Такая ограниченная деятельность не позволяет ей самостоятельно, без пчел, прожить более 2-3 дней. При наличии в семье 1-2 десятков пчел она живет 15-20 дней, иногда месяц, а в большой семье — до 5 лет. В первые два года она отличается высокой яйценоскостью, а с третьего года большинство маток снижает кладку яиц, поэтому их заменяют молодыми.

До откладывания яиц молодая матка, несколько раз вылетая из улья, спаривается с 6-8 трутнями (спаривание происходит только в воздухе). Получаемые при спаривании сперматозоиды сохраняются на всю жизнь матки в особом пузырьке — семеприемнике. Таких маток называют плодными в отличие от молодых неплодных маток, которые еще не спаривались.

 

Рис. 7. Особи, составляющие семью пчел: М — матка; Р — рабочая пчела; Т — трутень.

 

Плодная матка всегда находится в улье, вылетает она только при роении. Корм ей доставляют рабочие пчелы. С ранней весны и до осени она откладывает яйца. Летом, при благоприятных условиях, матка может отложить более 2 тыс. яиц в сутки. Но высокая яйценоскость бывает непродолжительное время. В среднем хорошие матки откладывают за сутки 1200-1600 яиц.

Общий вес яиц, отложенных за сутки, превышает вес самой матки. За весенне-летний сезон хорошая матка откладывает около 150 тыс. яиц. Рабочие пчелы не допускают чужую матку в свою семью; они ее убивают, если она случайно залетает в улей.

Рабочие пчелы — основные особи, определяющие состояние, жизненность и продуктивность семьи. Именно они создают все виды своей продукции — мед, воск, маточное молочко, пергу, прополис, воспитывают потомство.

Рабочие пчелы чистят, стерегут, вентилируют гнездо, строят соты, выкармливают расплод, собирают нектар и пыльцу, поддерживают в гнезде необходимую температуру и влажность воздуха, приносят в улей воду и прополис (пчелиный клей), которым замазывают все щели, готовясь к зимовке. Для выполнения всех этих работ пчелы имеют хорошо развитые рабочие органы: сильные челюсти, длинный хоботок, восковыделительные и кормовые железы, корзиночки на задних ножках для складывания пыльцы, жало для защиты и т.д.

Всех рабочих пчел в семье можно разделить на две группы. Наиболее молодце составляют группу ульевых пчел, которые выполняют главным образом работы внутри улья. Во вторую группу входят полевые (лётные) пчелы, которые несколько раз в день при благоприятной погоде и наличии взятка вылетают для сбора нектара и пыльцы.

Трутни. Весной и летом в семье пчелы выводят самцов-трутней. Трутня легко отличить от рабочих пчел. Он значительно больше их, вес его около 0,2 г или вдвое больше, чем рабочей пчелы. Трутень имеет большую голову с огромными сложными глазами, которые помогают ему отыскивать матку при вылетах для спаривания.

Каждая семья выводит за весну и лето несколько тысяч трутней, хотя для спаривания матки необходимо всего несколько. Обилие трутней, выводимых в семьях, создает гарантию быстрой встречи матки с ними. При этом большое значение имеет некоторое соперничество между трутнями, это обеспечивает избирательное спаривание матки, т. е. спаривание с наиболее развитым, сильным трутнем, от которого может быть получено полноценное потомство.

Осенью, после окончания взятка, пчелы изгоняют трутней с медовых сотов, где они обычно находятся, и не дают им корма. Трутни ослабевают, и пчелы их выгоняют из улья. Они собираются группами на дне или около летка улья, где и погибают.

Изгнание трутней — это важное приспособление в жизни пчел, направленное на сокращение расходов пищи в неактивный период года.

На пасеках, где сосредоточено несколько десятков пчелиных семей в одном месте, для спаривания маток вовсе не требуется большого количества трутней во всех семьях. К тому же на вывод трутней пчелы расходуют в три раза больше корма, чем на вывод такого же количества пчел. На пропитание взрослых трутней также расходуется значительная часть корма. Специальные опыты показали, что отсутствие трутней в семье ни в какой мере не ухудшает работы пчел по сбору нектара и выделению воска. Наоборот, отсутствие трутней повышает активность работы пчел. Поэтому, в современном пчеловодстве вывод трутней в большинстве семей стараются не допускать, а для спаривания маток выводят трутней в нескольких высокопродуктивных семьях, выделенных для племенных целей.

Гнездо пчёл

Гнездо пчел состоит из нескольких сотов, размещенных строго вертикально. В рамочных ульях соты помещаются в особых деревянных рамках, в неразборных ульях — колодах и дуплянках — пчелы прикрепляют соты к потолку и стенкам своего жилища.

В гнезде выращиваются молодые пчелы, трутни и матки. В нем пчелы сохраняют запасы пищи.

Соты для выращивания расплода имеют толщину более или менее постоянную — 24-25 мм. Между такими сотами пчелы оставляют пространство — улочку в 12-13 мм. В тех местах гнезда где, пчелы складывают мед, соты имеют толщину примерно 32 мм. Между медовыми сотами пчелы обычно оставляют пространство в 5 мм.

Сот имеет одно общее средостение, от которого в обе стороны отходят ячейки правильной шестигранной формы. Донышко каждой ячейки складывается из трех наклоненных ромбов они образуют пирамиду, углубляющую ячейку. Донышко каждой ячейки с одной стороны сота служит перекрещиванием трех ячеек с его другой стороны. Такое строение обеспечивает прочность сота. Пчелы отстраивают их с двумя основными размерами ячеек — пчелиными и трутневыми. Пчелиные ячейки используются для вывода пчелиного расплода, складывания меда и перги. Диаметр пчелиной ячейки равен в среднем 5,42 мм; глубина ячейки 11-12 мм. В трутневых ячейках пчелы выводят трутней, а также складывают в них мед. Средний диаметр таких ячеек равен 6,25 мм. На площади сота 25 см² вмещается с одной стороны 65 трутневых или 100 пчелиных ячеек. В тех местах сота, где пчелиные ячейки переходят в трутневые, можно встретить еще так называемые переходные ячейки неправильной формы. Ячейки неправильной формы можно обнаружить и у деревянных брусков рамок, к которым пчелы прикрепляют соты.

Все ячейки в соте бывают немного направлены кверху. Но пчелиные ячейки сверху и сбоку гнезда, специально отстраиваемые для складывания меда, имеют значительно больший уклон кверху. В таких медовых ячейках пчелы расплод не выращивают.

В гнезде пчелиной семьи весной и летом можно видеть все стадии развития пчелы: яйца на донышках ячеек, личинки, выходящие из них и вскармливаемые пчелами. Это открытый расплод, т.е. расплод в открытых ячейках. Выросших личинок пчелы запечатывают сверху пористыми крышечками из смеси воска и пыльцы. Это печатный расплод.

Ячейки с личинками рабочих пчел запечатываются плоской крышечкой, а ячейки с трутневыми — большими выпуклыми крышечками. По этой особенности всегда легко отличить печатный пчелиный расплод от трутневого.

Расплод, мед и пергу пчелы обычно размещают на сотах гнезда в определенном порядке. На сотах, находящихся против летка, где лучшие условия вентиляции, размещается расплод. В верхней части гнезда соты обычно бывают заняты медом. Пчелы предпочитают складывать мед в сотах, удаленных от летка. Мед в гнезде бывает печатным и открытым. Печатный — это зрелый мед, подготовленный пчелами к длительному хранению. Ячейки, заполненные созревшим медом, пчелы запечатывают тонкой восковой крышечкой.

На сотах с расплодом и особенно на крайних сотах можно видеть ячейки со сложенной в них пыльцой. Комочки пыльцы, принесенные в улей на ножках (обножки), пчелы сбрасывают в ячейки и затем уплотняют, размазывая по ячейке ровным слоем и добавляя немного меда. Сложенная в ячейки и законсервированная пыльца называется пергой. Пчелы заполняют пергой ячейки наполовину и не более чем на две трети их объема. В таком виде перга может храниться несколько лет.

Пока в семье нет расплода, температура гнезда колеблется в пределах от 13 до 28° тепла. Но как только появляется расплод, на сотах с расплодом пчелы начинают поддерживать ровную, устойчивую температуру в пределах 34-35°. Тепло в гнезде пчелы создают за счет разложения в своем организме питательных веществ, главным образом меда. Поддерживание сравнительно высокой температуры на постоянном уровне — важнейшая биологическая особенность пчелиной семьи. Опыты показали, что по мере увеличения количества пчел в семье регуляция температуры становится все более и более совершенной. При понижении внешней температуры пчелы уплотняются на сотах, что позволяет им сконцентрировать теплообразование на той площади сотов, где происходит выращивание расплода. При этом в их организме обмен веществ и образование тепла усиливаются.

При небольшом повышении температуры гнезда свыше нормы (35°) пчелы расходятся на новые, ранее свободные соты, что уменьшает теплообразование на сотах с расплодом. В холодные ночи пчелы покидают крайние соты, а также нижние части сотов, не занятые расплодом. Уплотняясь на сотах с расплодом, они увеличивают тем самым теплообразование.

Если разрежение пчел на сотах оказывается недостаточным для регулирования температуры, то они начинают вентилировать гнездо. У летка, повернувшись к нему головами, они -частыми взмахами крыльев создают значительный ток воздуха из улья. Иногда этой работой бывают заняты несколько сотен пчел; образуемый ими воздушный поток может погасить зажженную спичку, поднесенную к летку.

Если вентиляция крыльями оказывается недостаточной для удержания температуры в гнезде на требуемом уровне, то пчелы «выкучиваются» из улья, т.е. основная масса пчел и в первую очередь старые летные пчелы выходят из улья и собираются около летка в большую неподвижную кучу. При выкучивании пчел и одновременной вентиляции гнезда теплообразование уменьшается и температура в гнезде снижается.

В гнезде с расплодом пчелы поддерживают влажность воздуха в пределах 65-88%. Для этого в период сухой летней погоды пчелы вокруг ячеек с расплодом размещают свежепринесенный еще жидкий нектар, из которого легко испаряется вода. При отсутствии взятка они приносят в улей воду, которую, смешав с медом, раскладывают в ячейки вокруг расплода. В сильную жару они размещают капельки воды на крышечки печатного расплода, а также подвешивают их к верхним стенкам ячеек с расплодом.

Повышенная влажность воздуха в улье бывает летом во время взятка, когда пчелы вносят в улей много жидкого нектара. Чтобы удалить излишнюю влагу, пчелы усиленно вентилируют улей.

Работа пчёл в улье

Жизнь каждой рабочей пчелы можно разделить на два периода: ульевой, когда она выполняет работы в гнезде, и лётный, когда она занята главным образом сбором нектара, пыльцы и воды.

До недавнего времени полагали, что работы между отдельными пчелами в ульевой период их жизни распределяются строго в соответствии с их возрастом. Однако наблюдения ряда исследователей показали, что молодые пчелы выполняют в гнезде все функции по уходу за расплодом, и строгого разграничения их работ, а тем более разделения на группы, не существует. Каждая пчела выполняет одну из многих работ, в которых есть потребность на том соте, где она находится.

Молодая пчела не сразу приступает к работе. Только что вышедшая из ячейки пчела еще слаба и неуверенно держится на соте. Она принимает корм от других пчел, иногда залезает в пустую ячейку и сидит там некоторое время неподвижно. После того как пчела окрепнет, она принимается за первые ульевые работы — чистит ячейки из-под выведшегося расплода, полирует их стенки, сгрызает остатки крышечек, которыми расплод был запечатан. Затем пчела приступает к работам по кормлению личинок и уходу за расплодом.

У молодых пчел развиты железы, выделяющие молочко для личинок, а также восковыделительные железы. Такие пчелы сосредоточиваются на расплоде или около него, стремясь находиться в наиболее теплой части гнезда. При температуре в гнезде 34-35° у пчел наиболее активно действуют пищеварительные ферменты, разлагающие белки и жиры пыльцевых зерен. При этой же температуре наиболее активно функционируют железы, выделяющие молочко и воск.

Если в гнезде много личинок 1-2-дневного возраста, то большинство молодых пчел кормит их молочком. Если молодая пчела попадает на сот, где находятся личинки 4-5 дней, то она начинает кормить их смесью меда и перги. Молодая пчела, попавшая на сот с выросшими личинками, запечатывает их. Пчела, попавшая на пустой сот рядом с расплодом, начинает чистить ячейки, подготовлять их к кладке яиц. Пчела, оказавшаяся рядом с маткой, включается в ее свиту. Молодая пчела, попавшая в свободные участки гнезда, участвует в строительстве сотов, используя накопившиеся у нее восковые пластинки.

Пчелы в гнезде распределяются на сотах с расплодом более или менее равномерно, что обеспечивает выполнение всех работ в гнезде. Меняются условия жизни пчел, состояние их гнезда, погоды, взятка — меняется и распределение работ между пчелами.

Начиная с 3-5 дня жизни, молодые пчелы делают ориентировочные и очистительные облеты. Пчела, выйдя из летка, взлетает и кружится некоторое время поблизости, запоминая его местонахождение. В последующие дни пчела, вылетая, совершает полет вокруг улья, приучаясь ориентироваться в большем пространстве. После облета она продолжает свои работы по уходу за расплодом. Иногда на облет одновременно вылетает большое количество молодых пчел, особенно после длительных ненастных дней.

Некоторая часть молодых пчел охраняет леток. Это сторожевые пчелы. Они отличают своих пчел от чужих по запаху и поведению. Своя пчела летит в улей уверенно и сразу же входит в леток, имея обычный груз нектара или пыльцы. Чужая же пчела летает некоторое время около летка, стремясь найти место, плохо охраняемое пчелами, входит в улей настороженно, готовая взлететь в любую секунду. Число пчел, охраняющих леток, зависит от состояния семьи и внешних условий. В спокойное время при наличии взятка, когда нет опасности нападения врагов и чужих пчел, сторожевых пчел немного — 1-2 десятка. Если же взятка нет и чужие пчелы летают около улья, то число сторожевых пчел может возрасти в несколько раз.

Появление взятка усиливает все работы пчел. Они дают больше корма матке, отчего она начинает откладывать больше яиц; обильнее снабжают кормом личинок, осваивают новые соты, что ведет к увеличению расплода; пчелы начинают выделять воск и строить соты. Семья во время взятка работает энергичнее, быстрее растет.

Продолжительность периода ульевых работ пчел зависит от количества их в гнезде и от скорости пополнения семьи молодыми пчелами. В семье ежедневно выводятся пчелы, которые остаются на сотах с расплодом, чтобы включиться в работу по кормлению личинок и уходу за ними. Эти новые пчелы постепенно заменяют более старших, которые переходят на работу по сбору нектара и пыльцы.

В семье между пчелами происходит постоянный обмен пищи. Пчела, ощутившая потребность в корме, выпрямляет свой хоботок по направлению к другим, встречным пчелам. Найдя нужный ей корм у одной из этих пчел, она забирает его. Такие «кормовые контакты» происходят у пчел непрерывно в течение всего активного сезона, независимо от величины взятка. Лишь к осени, когда круг работ пчел сокращается, число кормовых контактов уменьшается. Постоянный обмен кормом позволяет пчелам быстро в любом месте гнезда находить для себя нужную по количеству и качеству пищу.

Своеобразным способом осуществляется взаимосвязь между маткой и пчелами ее семьи. Пчелы слизывают с поверхности тела матки маточное вещество, которое передается всем пчелам семьи. Это вещество очень нестойкое и постоянно должно восполняться. Прекращение подачи маточного вещества вызывает у пчел закладку маточников для вывода новой матки.

Пчелы и матки издают особые звуки, которые служат для направления многих работ пчел; они определяют общее состояние семьи. Возбуждение пчел, начавшееся в одном месте гнезда, распространяется на всю семью или на большие группы пчел. Такие особенности пчел помогают им вести слаженную жизнь.